指向核心素养的问题驱动式“微项目”教学实践

初中科学新课标倡导以真实问题为情境，促进学生核心素养发展的课堂教学。在进行“各种各样的土壤”课堂教学中，教师创设“为桂花寻找合适的土壤”的真实情境，将科学观念、科学思维、探究实践和态度责任等核心素养内涵以问题驱动的形式融入微项目化学习，促进学生的核心素养发展。一、问题的提出《义务教育科学课程标准（2022年版）》（下文简称“新课标”）提出，科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。新课标指出，科学教育需发展学生的核心素养，深化科学探究实践，推进科学综合学习，促进科学思维发展，其中培养学生的探究实践能力是科学教育的基础，培养学生的科学思维是科学教育的核心。微项目学习正好能为学生探究实践能力和科学思维能力的提升提供一个良好的载体，探究实践是学习科学的主要方式，探究实践要注重创设真实情境，而问题驱动教学恰巧能真实创设生活情境，推动学科核心知识的落地，促进学生核心素养的发展。此外，基于身体感知和动作经验的学习方法就是在探究实践中学习，它强调通过身体参与和互动来促进认知和学习，是一种“学习中行动→行动中反思→反思中实践→实践中建构”的螺旋式上升过程（见图1），知识永远和身心体验在一起，即知行合一。学生利用课堂内外结合的方式进行自主探究，基于生活材料创意实践，记录实践过程与结果，通过基于平板终端的教育云平台或者钉钉上传图文、视频成果等。实践性教学是发展和评估学生核心素养的重要方式，当教学以综合实践、学科实践的方式出现的时候，核心知识就有了具体而真实的生活情境，学生在实践中感受知识的力量，并学会用知识和方法解决现实问题。二、概念界定科学课程可结合学习内容适时开展微项目学习，促进问题解决能力、科学创新精神与探究实践能力的发展。学习的内容与设计要遵循新课标和《浙江省初中科学学科教学基本要求》提出的相关意见，立足学生科学核心素养的培养，基于学情挖掘适切的课程资源，设计学生喜闻乐见的科学活动，创造条件让学科实践落地，让学生通过感官经验和行动建构知识，通过实际项目的参与来应用和巩固所学的内容，在真实情境中让学生置身于实践探索的场域，领略知识魅力，增强实践体验，让知识或道理成为真正的生命体验。笔者结合新课标要求，考虑初中生身心发展规律，认为科学课堂中的微项目学习和问题驱动教学应具有以下特点。1．微项目学习。微项目学习指根据新课程标准提出的总目标，紧密结合教学核心知识，设计真实生活情境的微型学习项目。首先，微项目学习强调学生学习的主体地位，激发学生对科学学习的兴趣和动机。其次，微项目学习注重学生合作与沟通能力的培养。学生通常会在小组中合作，分享交流，并共同解决问题。最后，微项目学习突出实践和应用的重要性，学生通过实际操作和实践应用将知识提升为生活技能、发展能力和创新思维。微项目学习的教学提高了对教师素质的要求，在学习情境中鼓励学生在项目中展开生生合作学习，设计评价方式，评价学生在项目中所达到的学习目标和技能。2．问题驱动教学。问题驱动教学是指以与学科核心知识相关的问题或挑战为基础，教师引导学生主动追问，以问题链的形式层层递进，激发学生对学科核心知识的思考、探索和应用的教学方法。结合专家王文军在《创设真实问题情境考查化学关键能力》一文中指出的初中科学学科关键能力包括科学表征能力、关联概括能力、实验探究能力、模型认知能力、推理论证能力、问题解决能力，笔者以土壤的性状为核心知识，借助问题驱动的学习方式，实现核心知识与关键能力的融合，从而发展学生的科学核心素养。科学教材有两条主线，明线为“探究实践线”，暗线为“核心概念线”。教师要围绕核心概念组织教学内容，理清每周或每单元的课时内容，确定问题驱动式“微项目”教学实践主题，以“探究实践”为主要方式，突出核心概念在真实情境中的应用。以浙教版七年级科学为例，已实施的“微项目”教学实践有以下内容（见表1）。综合以上思考，笔者现结合“各种各样的土壤”课例谈谈教学实践中的具体做法，深入反思，不断提升。三、微项目教学实践现行浙教版初中科学八年级下册“各种各样的土壤”中，核心知识点是土壤有不同的质地和结构。该知识点在人教版小学科学教材中已有体现，学生凭借原有的知识储备，学习该知识点难度不大。在初中科学课堂中，教师若依旧采用传统的讲授式教学方式，容易使学生的学习兴趣不高，从而导致对核心知识始终停留在一知半解的状态，应用该知识解决生活实际问题时更是屡遭瓶颈。故而，在教学“各种各样的土壤”时，教师除了达成科学观念层面的教学目标，科学思维、探究实践、态度责任等培养学生核心素养的教学目标也需提到一个较高的层次。（一）教学目标教师选取学生熟悉的杭州市市花——桂花的种植为大情境，将科学观念、科学思维、探究实践、态度责任通过问题驱动进行融合，以“为桂花寻找合适的土壤”为主题，组织学生开展微项目学习。具体教学目标如下（见表2）。（二）教学流程为实现以上教学目标，教师在课堂教学中围绕种植桂花的土壤，以情境化的问题链驱动微项目活动的开展，继而达到发展学生科学核心素养的目标，具体教学流程如图2所示（见本页末）。首先，从“种植桂花要用怎样的土壤”引入课堂，引导学生根据已有的经验事实提出猜想；然后由问题“组成桂花盆土的土壤颗粒有哪些”推进学生建立砂粒、粉砂粒、黏粒的模型，发展学生的抽象概括、自主学习和模型建构能力；其次通过问题“为什么桂花盆土中黏粒占比最少”驱动学生自主探究土壤渗水多少与土壤颗粒大小的关系，从而提升其探究实践能力，并根据实验结论，结合自主学习判断桂花盆土的类别，继而揭秘桂花种植在壤土类土壤中的原因，动手配置桂花盆土种植桂花，由此提升学生的推理演绎和动手实践能力；最后通过课后延伸，呼吁学生走进大自然，了解仙人掌、青菜、水稻分别适合种植在哪一类土壤中，帮助学生树立热爱自然、实事求是的科学态度。（三）教学过程整个教学过程分为情境创设“激”兴趣、线索找寻“建”模型、自主探究“解”奥秘、动手实践“赏”花香、走进自然“促”迁移五个环节。具体实施过程如下：【环节1】情境创设“激”兴趣情境导入：同学们，今天我们一起来学种花，猜猜我们要种什么花？我给你们一个小提示，我们要种的是杭州市的市花。学生联想：关心时事的学生和闻到花香的学生都能猜出种的是桂花。问题启发：种植桂花要用怎样的土壤呢？是不是家门口随便挖点土都能种桂花呢？学生回答：不是的，因为桂花是我们杭州的市花，却不是其他城市的市花，我觉得其他城市的土壤可能并不适合种植桂花。教师追问：那么组成桂花的盆土的土壤颗粒有什么特殊之处呢？（设计意图：用生活中的现实问题激发学习情感，为微项目的开展创设教学情境，同时呼吁学生关注身边的时事与现象。）【环节2】线索找寻“建”模型情景设问：组成桂花盆土的土壤颗粒有哪些？教师活动：展示图3所示的桂花购买网站上的盆土土壤颗粒配比图。寻找线索：学生从图片上寻找线索，找到桂花盆土的配比。自主建模：通过自主学习了解三种土壤颗粒的直径，画出示意图，如图4，并归纳三种土壤颗粒的空隙大小特点。任务一——建模：请根据砂粒、粉砂粒、黏粒的颗粒大小，画出示意图。（设计意图：通过土壤颗粒的直径大小的分析与建模，区别土壤的三种矿物质颗粒，同时通过自主学习环节培养学生的抽象与概括能力，形成初步的自主学习能力。通过建模环节，培养学生基于经验事实抽象概括出理想模型的初步模型建构能力。）【环节3】自主探究“解”奥秘情景设问：为什么桂花盆土的土壤配比中黏粒的占比最少？学生联想：是不是土壤颗粒大小不同时，土壤的渗水能力也会不同？提出问题：土壤渗水能力大小与土壤颗粒大小有什么关系？自主探究：学生交流自己的猜想，随后在任务单上设计实验方案（如图5）。完成实验方案的设计与分享后，小组合作动手实验（如图6），并仔细观察记录实验现象（如图7）。在分享、完善实验现象后，学生根据观察记录的实验现象，推理得出本实验的结论（如图8）。教师介绍：生活中的土壤通常砂粒、粉砂粒和黏粒是同时存在的，根据它们所占比例的不同，土壤被分为砂土类土壤、黏土类土壤和壤土类土壤。学生思考：桂花盆土属于哪一类土壤？自主学习：学生通过自主学习了解三种土壤的质地，并判断出桂花盆土属于壤土类土壤。学生追问：桂花为什么要种植在壤土类土壤中？讨论分析：三种土壤的通气性、保水性和透水性，并由此思考土壤性状间的联系，解开“桂花为什么适合种植在壤土类土壤中”的奥秘。（设计意图：通过运用“土壤颗粒性能”推理三种土壤的基本性状，渗透“结构适应功能”的科学观念；通过用控制变量法探究土壤渗水性与土壤颗粒大小的关系，帮助学生形成科学探究的意识、体会科学探究的过程，培养学生基于证据和逻辑得出结论的能力；通过推理三种土壤的主要性状，解释桂花适合种植在壤土类土壤中的原因，培养学生综合分析各种信息、事实与证据，并由此进行推理与演绎的能力。）【环节4】动手实践“赏”花香实践活动：根据“桂花盆土”中的土壤颗粒配比和所需的器材，小组合作配制桂花盆土后完成桂花的种植（如图9），并认领回家继续养护。评价优化：体现评价全员全面全程性，关注对学习方法、学习过程、学习结果的量化评议。评价的及时介入能使学生的实践行为得到诊断，让自由、散乱走向科学、聚合。1.自我评价学生借助自我评价量表，针对情感态度、合作交流、操作技能、成果养护等方面，为自己小组的“种桂花”活动进行自我评价，完成跟踪性打分（见表3）。2.过程评价评价应突出对过程的表现性评价。如以“主题贴切”“合作参与”“解决问题”“探究实践”“创新呈现”为评价要素，建立评价规则（见文末表4）。（设计意图：利用常见的实验器材和生活工具，配制“桂花盆土”并种植桂花，培养学生的动手实践能力，吃苦耐劳、手脑并用的科学态度，保持对自然界事物的好奇心和探究热情。同时，通过自我评价和相互评价将微项目活动推向高潮，充分调动学生的学习积极性，推动学习的“真发生”。）【环节5】走进自然“促”迁移小组讨论：推理仙人掌、青菜、水稻分别适合生活在哪一类土壤中。课后延伸：学生尝试着走进大自然（如图10），检验自己关于“仙人掌、青菜、水稻适合生活的土壤”的推理是否正确。（设计意图：通过小组讨论活动，培养学生善于通过小组合作，共同解决问题的科学态度和责任心。通过推理仙人掌、青菜、水稻适合种植的土壤，实现知识的迁移，体会学以致用。同时通过经历走进自然的活动，保持对自然现象的好奇心和探究热情，热爱自然，同时通过亲近大自然验证猜想，培养学生求真、务实的科学态度。）四、反思与启示科学学科来源于生活，以探究实践为基础，以科学思维的发展为核心。本案例以“为桂花寻找合适的土壤”为微项目主题，开展问题驱动教学，探究各种土壤的性状，以真实发生的活动推动核心知识的落地，发展学生的核心素养。教师通过情境分析、模型建构、探究实验、亲近自然，在实践中发展了学生的核心素养，提升了学生的关键能力，体会了学以致用的过程。结合日常教学，笔者有了以下的新认识：1．教师对课堂设计的研究，不应只停留于中考重点考查的内容。针对类似于本案例的非中考重点考查知识的课堂教学，教师需要着力培养学生的核心素养，改变讲授式为主的教学方式，精心设计课堂活动，以求提升学生的关键能力，体现学科育人价值。2．教师需尽力为学生创造动手实践、寓学于乐的活动。泥土虽然是生活中随处可见的物体，但现在的学生玩泥巴的机会并不多。教师将自然界的泥土搬进课堂，让学生亲自摸一摸泥巴，亲自动手实践，可充分调动学生的学习积极性，激发学生对科学学科的学习热情。3．科学源于自然现象，科学教学不应该只局限于教