《项目教学法在S小学科学课教学中的应用现状调查及课程设计案例》18000字（论文）

一、绪论（一）研究背景21世纪越来越多的教师和学校都在认可项目化学习的价值，它的优势在于其的教育追求与科学课程改革的教育要求相一致。项目化学习将学生置于现实的、情景化的问题解决环境中，通过让学生以小组合作的形式共同解决复杂的、实际的或真实性问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，促进学生的学习。我国小学科学学习模式的研究可以追溯到20世纪80年代之初。以刘默庚先生为代表的一批自然课程专家，强调在自然环境中学习自然，强调孩子的感受。后来又引入了哈佛大学教授Lamuda的“探究-讨论”教学法，在实际教学中取得了显著成效[1]。自小学科学新课程实施以来，大多数一线科学教师常用的一种教学模式是“假设问题--猜想或假设--计划--观察和实验制作--信息的收集和组织--信息的分析和处理--表达和交流”。从学生的探究性学习过程来看，应该把它看作是一个横向的过程，是一个多方面的活动。而教师将探究活动教学指向不变的程序化或过分机械化，学生在此过程中会呈现出一种“假探究”的状态，真实的项目化首先是学生习得的知识和能力是可以在人类世界真实使用的，不是只在特定的科学课堂中才会使用的知识和技能。小学科学探究学习是培养学生科学探究能力、科学思维能力和科学精神的一种有效的学习方法。实施科学探究，要给学生提供充足的探究时间，注重交流，把学生的思维引入到深处。纵观目前的科学课，教师更注重学生的活动，往往忽略了汇报、沟通环节，或正式汇报。学生探究的结果和教师预设不一样时，教师不会进一步指导，这样的结果导致学生的没有质疑精神，问题意识、思维能力得不到培养。项目化学习是创造具有挑战性问题的高层次思维情境，通过驱动问题激发学生学习的内在动力，从而创造真实作品，促进学生深入探究[2]。因此，在小学科学中开展项目化学习，有助于改变传统的脱离真实情境的单一教学方式，也是一种有益的尝试。项目式学习在小学科学课中的应用，不仅可以提高学生解决问题的能力、思维能力和创新能力，而且为一线教师提供了一种新的教学方法。（二）国内外研究现状1.小学科学项目化学习国外研究现状对于项目化学习，国外学者有其各自的看法。“基于项目的学习”（Project-basedlearning）是指一组教学活动，使教师能够指导学习者对现实世界的主题进行深入研究。具体表现为构思、验证、改进、有所作为。Graaff和Kolmos将基于项目的学习原则归纳为认知学习、合作学习和学习内容[3]。Markham指出:基于项目的学习是一项长期的开放式探究活动。是教师在真实情境中围绕某一主题精心设计任务，最终实现有意义的知识建构，提高自身能力的一种教学模式[4]。TomMarkham提出，基于项目的学习可以定义为一个扩展的学习过程，该过程使用各种探索性和挑战性的问题来激励学生掌握和提高各种技能[5]。自上世纪美国20世纪60年代课程改革以来，科学教育呈现出一体化的趋势。由于国内外研究的差异，国外相关研究主要集中在科学教育改革和非正式科学教育方面。科学教育改革和非正式科学教育在促进科学教育发展、改革科学教育方法、构建新的课程体系等方面发挥了重要作用[6]。VivienM.Chabalelengula等人通过对赞比亚高中科学课程探究性科学教育现状的调查，从教师的课程准备、评价和教学方法等方面提出探究性科学教育的改进方法[7]。国外基于项目的学习在科学教学中的研究大多与STEM教育相结合，更多地与技术相结合。DinaTsybulsky，YuliaMuchnik-Rozanov(2018)认为，在科学教学中，应用基于项目的学习可以帮助教师的专业成长，并大大提高他们的自信心[8]。ChanLin，L.(2018)在基于项目的科学学习活动中使用技术，学生的学习结果基于他们的技能和能力，全面发展和知识的阐述，从事科学探究任务和观察到的成果支持和报告他们的研究工作使用该技术。教师在提供辅导技能方面的支持对于学生在基于项目的环境中取得成功至关重要[9]。BarzilaiA(2014)从学生在科学学习的角度来看，学生在项目导向中经历和感知的挑战，以及学生可能从形成性评估中获得的好处[10]。2.小学科学项目化学习国内研究现状Project-basedlearning(PBL)，国内有不同的翻译方法，“项目化学习”、“基于项目的学习”、“项目化式学习”等，本文采用“项目化学习”翻译方法。我国对项目化学习的内涵没有统一的看法。目前，小学科学中关于项目化学习的研究主要集中在项目化教学设计、项目化教学原则、优势和项目化学习的初步实践等方面。王浩(2019)小学科学项目学习对培养学生的问题意识和创新精神，提高学生的学习兴趣有很大的优势;教师在项目化教学中的角色发生了变化，教师的团队合作能力非常重要;学生对教师的项目导向设计有浓厚的兴趣。结果，以项目为导向完成后，学生的主体性得到充分尊重，创新意识得到体现[11]。(2018刘忠光)项目学习可以提高孩子的基本科学能力，项目学习可以发展孩子的科学素质。3.小学科学项目化教学设计国外研究现状国外关于项目化教学的研究成果相当丰富，主要体现在项目化教学的原则、内涵范围、各学科的设计与应用、项目化教学对学生能力培养和心理变化影响的研究、项目化教学应用于职业教育研究和项目化教学课程研究。关于项目化教学在各个的学科中的应用研究，如雷吉纳（ReginaE，2018）详细的论述了项目化教学在学科中的应用实施步骤。土耳其的皮尔滕（PiltenP，PiltenG，2017）等人对项目化教学应用于信息技术教学进行了一番探索，他们认为信息通信技术的使用可以有效提高项目化教学效果。在项目化教学对学生能力培养和心理变化影响的研究中，韩国汉斯(HanS，2019)采用调查工具调查了学生对STEM项目化教学的态度，提出了描述两者关系的模型。通过研究性实验，项目化教学对学生在STEM学习中具有积极作用，可以提高学生的思维、学习和实践能力，有利于培养学生的自信心[12]。SamuelKay和HuaChu等(SamuelKai，WahChu，2019)通过项目化教学对学生的行为反思、行为改善、动机形成和发展进行了相关研究[13]。4.小学科学项目化教学设计国内研究现状我国对项目式教学的研究主要集中在相关概念、理论基础、教学模式等方面。何克康(2020)在《建构主义--创新传统教学的理论基础》中说:项目化教学的理论基础是建构主义，在实际思维的学习情境和时间任务中，学生综合知识、能力、态度、并在合作问题的探究中生成对关键概念的深入理解，从而实现元认知、个性化表达的拓展和学习结果的情境迁移，在真实情境中，通过教师的引导和学生的合作自主探究，从而完成知识的建构[14]。随着教育的改革和发展，项目化教学逐渐受到重视和重视。对于项目化教学的模式研究也成为热门话题。宋朝霞(2019)研究翻转课堂下的项目化教学模式。其主要目标是在网络环境的支持下，缩短教师在课堂上的教学时间，增加学生的课堂项目实践时间[15]。她从课前、课堂和课后三个阶段提出了基于翻转课堂的项目化教学中教师教学过程的结构和学生学习过程的结构。彭伟国(2019)研究《影视制作培训班》项目化教学模式，以专业技能训练为导向，从教师和学生两个维度提出项目化教学模式[16]。陈东莉（2019）共同探讨了在项目化教学中如何培养学生的元认知能力的问题，她们认为学习者在项目化教学中通过不断地在已知和新的问题情境之间启动自我系统，创生意义，调动所有心理资源解决问题，同时对这种问题解决过程进行反思，从而学会学习。通过不断反思自己和他人的实践经验，发展智力和元认知能力。李晓辉(2018)认为，在项目化教学中，既要对课程标准的内容进行分解和细化，又要理解知识与知识的关系，在项目化教学中，应深入落实知识与情境的关系，激发学习者的内在动力，提高英语自主学习能力[17]。张倩(2019)等的研究重点是中小学信息技术课程。李雨佳（2018）认为项目化教学是在对传统的机械操练的教学批判中产生的，相对于无结构的教学、无明确的任务或问题驱动的教学、琐碎的教学、没有体现学习和探究过程的教学，它有自己核心的理念和追求。项目式教学可以引发学习者的记忆和学习知识，指向真实的问题解决和探究学习过程，有助于激发学生对信息技术课程的兴趣，为学习素养的培养奠定基础[18]。王艳艳(2019)指出了初中信息技术课堂的相关问题，提出项目化教学可以应用于信息技术课堂，通过网络和多媒体工具的使用，使学习更加有效[19]。张倩（2019）认为项目化教学能有效的促进学生综合能力提升，但是在学生学习新知识与技能方面并不是最佳的教学模式，可以在学生掌握一定的知识和技能后再通过项目化教学进行深入的学习，项目化教学不能完全取代传统的教学模式。也有一些学者研究过基于英语课的项目式教学。如罗丽琼(2018)“基于项目学习的高中英语教学设计的行动研究”，吴红英(2018)“项目学习模式与高中生英语学习动机的关系研究”，而ZhanElinZhan(2017)基于项目的翻转课堂教学模式在初中英语中的应用，从不同角度论证了基于项目的教学在学科英语中的重要作用[20]。针对于科学学科的项目化教学研究，许多学者提出了不同看法。韩晓沿（2019）在《STEM课程理念下的项目化教学》中谈到在STEM理念的引导下，项目化教学这颗种子开始萌芽，制作喂鸟器、设计肺活量计、建造桥梁等一个个鲜活的项目陆续开展。经过真正的学习，他们发现，项目化教学作为一种新的教育形式，并不是简单地将传统技术教育“嫁接”到STEM教育中，而是强调知识与现实生活密切相关，学生要主动去探索真知[21]。吕斌(2019)在《小学生自动灌溉设计》中说，只有通过不断的实践，学生才能真正掌握知识，掌握技能。在不断实践的过程中，学生自然会加深对原理的理解，这是项目式教学的特点，做中学[22]。综上，在科学教育方面，我国的中小学科学教育与发达国家完善的中小学科学教育体系相比，目前还处于起步阶段，有很多具体问题须关注。学校、老师、家长和学生都不太重视小学科学。学生需要加强科学态度，科学精神和科学道德。专职科学教师较少，学者对科学教师的专业发展和科学学科的发展关注较少。特别是教学方法需要革新，科学学科与其它学科区别在于它的综合性和实践性，对教师要求较高，科学的教学方法应该是多样的。可以改变当前的教学方法，以便科学学科可以更好地发展。在科学实践研究中，基于项目学习的小学科学教学设计仍处于初步实践研究中。教学设计缺乏对核心知识和驱动问题的分析，缺乏高层次的认知策略。基于项目的评估的研究和应用还不够成熟，这给基于项目的学习的评估造成了一定的困难。基于项目的学习不同于传统的学习，更注重过程中的评价，评价方法多种多样。我国小学项目化教学的应用还比较少。科学教学的核心策略是学生可以探索实际问题。实施项目式学习的教师应该学习如何应用各种工具和策略来管理学生，以及如何最大限度地发挥这种教学方法的效果。想要突出的难点在于所确定项目化的系列环节如何设置，每个分项要达到什么具体的目标。小学科学教学中应用的案例很少，这是一个值得研究的方向。（三）研究意义1.理论意义改进小学科学课的教学方法和学习方法具有重要意义。我国小学科学教育起步较晚，小学科学教育还处于探索阶段。项目化学习是一种新的探究性学习方式。在理论上，对项目化学习的内涵、特点和实践过程有一定的研究，但在学科教学中尚未形成一定的体系。改进小学科学课的教学和学习方法具有重要意义。因此，本研究进一步探讨项目化学习在小学科学教学中的应用，希望能够丰富某一部分理论，促进项目化学习在小学科学领域的发展。2.实践意义首先，小学科学近年来逐渐受到重视，学校设施也逐渐完备。学校、老师和学生对科学学科的态度都有所转变，科学教师需不断专研教材，寻找生活中的关于科学知识的事物，让学生逐渐了解探究学习，培养学生科学素养。其次，项目化学习设计能够在一定程度上优化小学物质科学的教学方法，提高教师的专业素质，进而完善小学科学学科发展的新思路。教师和学生很难实施基于项目的学习。目前，只有少数学校在科学中应用了项目式学习，甚至有些学校和教师不知道项目式学习的新教学方法，因此，需要更多的项目化学习在小学科学教学中的应用案例，为一些一线教师提供参考和借鉴，具有重要的现实意义。研究目的探究小学物质科学教学中项目化学习模式存在的问题与原因，构建小学物质科学项目化学习的应用策略，选取适当内容教学案例设计。二、核心概念界定与理论基础（一）核心概念界定1.项目化学习著名教育家Koberqu首次提出项目式学习的概念，引起教育界的极大关注和兴趣。基于项目的学习有很多定义，最为详细的描述来自巴克教育学院。学生可以在一段时间内学习和处理一个真实、有吸引力和复杂的问题、话题或挑战，以掌握关键知识和技能。项目式学习是一种在现实情境中解决复杂问题，注重学生高层次思维的培养，获得合作和自我管理能力的学习方法。基于项目的学习内容应与个人兴趣保持一致。问题在于，它是否值得学生深入探索，强调整体性和系统性。基于项目的学习是一种围绕问题开发和组织学习过程，并以问题作为学习过程的起点的学习方法。基于项目的学习主要以任务为导向，要求学生在基于项目的学习结束时制作作品并提交基于项目的结果，重点展示基于项目的作品并提交基于项目的结果。2.小学科学项目化学习设计小学科学是一门基础性、实践性和综合性的课程。小学科学是一门涵盖材料科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程等的课程。是理论与实践相结合的重点学科。小学科学课程对于培养学生的科学素养、创新精神和实践能力具有重要价值。每个学生都必须学好科学。科学探究是人们探索和认识自然、获取科学知识的重要方法。小学科学课程是以探究为主要学习方法，以生活中的科学问题为核心的综合性课程。小学有很多学习科学课程的方法。探究性学习是学生学习科学的重要途径。小学科学课程是以培养学生科学素养为目的，与其他学科密切相关的课程。Umeina在《教学设计》一书中提出，教学设计是运用系统的方法对教学问题进行分析，确定教学目标，并建立策略性解决方案、试方案的评估结果和修改方案的过程。教师以现代教学理论为基础，根据教学对象的特点和教师自身的教学理念、经验和风格，运用系统的观点和方法，分析教学中的问题和需求，确定教学目标，确立解决问题的步骤，合理组合和安排各种教学要素，并制定实施方案的系统规划流程，以优化教学效果。（一）理论基础1.建构主义理论建构主义理论是皮亚杰提出的。他认为，学习不是被动接受，而是主动建设。基于项目的学习得到了建构主义理论的支持。通过教师的有效引导，学生选择自己喜欢的项目作为研究对象，通过驱动问题和团队合作，引导学习者发现并积极探索解决问题的途径，完成知识的建构。在项目化学习中，学生面对真实的问题情境，通过不断的学习和实践，内化为知识和经验，培养了自己的学习和探索能力。2.情境学习理论情境学习理论是项目化学习的另一理论基础。由JeanLave(1990)和EtienneWenger(EtienneWenger，1990)提出，在他们的观点知识是上下文构造的。真实的情境、参与性、学徒性是其基本特征。项目化学习充分体现了这几个特征，在项目化学习中，项目对象是学生根据自己的兴趣在实际生活选择的，在项目中同学们协调合作，分小组来发现问题完成任务，这反映项目的参与性。教师在整个项目中起到指导作用，帮助学生完成项目，体现学徒制。3.加涅信息加工学习理论加涅根据现代信息处理理论提出了学习过程的基本模型，如图2-1所示。图2-1学习加工模式加涅信息学习理论对探究性学习的教学启示:学生从形成记忆到进入长期记忆的过程，知识的再加工和学习情境的创设是学生知识体系和能力形成和提高的重要环节。然而，每一次实验教学都能激发学生不同的“思维火花”，因此，在选择探究式学习的教学内容时，实验教学是提高学生能力的最佳物质。因此，教师应通过教学案例创设有利于学生知识学习和能力发展的学习情境，使学生在学习情境中主动学习，在对知识进行再加工的过程中，形成新的知识体系，开发新的能力。三、项目化学习在四所新疆小学科学教学中的应用调查项目教学法在教学上的应用具有较长远的历史，教学研究各个领域也已经涉及了不少有关的研究；就教学效果来说，众多教学法中，项目教学法得到了一线科学教师较高的认可度，但实际中普遍应用情况如何，不得为知。因此，本文将选取新疆四所小学，对项目教学法在小学科学教学中的应用进行调查，了解项目化学习在小学科学课堂教学中的真实情况，这将为材料科学领域的基于项目的学习奠定现实的基础。（一）调查对象本研究选取位于新疆的四所小学：N、F、K、G为对象，其中N、F位于城区，能通过较多途径获得科学教学资源；K、G位于郊区，教育资源相对缺乏，但K比G离城区近，获得教育资源相对又容易一些。信息收集部分，选取每所学校三年级到五年级小学科学课任课教师各2名，共计8名进行访问。从科学教师的基本信息来看，受访教师中4名教师年龄在45岁以上，最高学历是本科，他们最初的专业并不是科学或者与之相关的专业，而是由于实际需要转型到科学教学；例如，X老师毕业于中文专业，最初教授中文。由于教学的需要，他转入科学;其他4位教师年龄在35岁及以下，2位研究生学历最高。其中一位教师在相关专业任教，另外三位从事其他教育门类的理科教学。其次根据受访教师8人，抽取每个教师对应的2个班（如果教师在不同年级任课，则同年级只抽选1个班），每个班中随机抽取10名同学，共160名学生进行问卷调查。（二）调查实施首先，利用本人在N小学、F小学实习期间，于学生上课的前10分钟，在所委托的教师和本人的监督下学生认真地完成了问卷填写；G小学、K小学则是委托相应的科学课老师进行同样的问卷信息收集工作。本次调查共发放学生问卷160份，有效回收率100%。（三）学生问卷调查数据分析1.科学课堂项目化学习中学习兴趣和主动性通常所说，兴趣是最好的老师。在兴趣的驱动下，学生的学习主动性会更强；学生对科学课的浓厚兴趣，促使学生愉快地思考，积极参与探究活动;兴趣浓厚的学生更愿意主动克服探究性学习中的困难，有利于在科学课教学中培养学生独立解决问题的能力。可以说，兴趣是成功的科学课堂教学的一半。因此，教师可以利用课前和课间的工具和方法，充分吸引学生的注意力，提高他们在科学课堂上的专注力。由于在调查的四所小学中只有N小学和F小学开展了项目化学习，因此根据N小学和F小学兴趣调查数据统计显示（见图3.1）：不喜欢科学课的学生占调查学生的8.9%，一般的占15.4%，，比较喜欢的学生占11.5%，喜欢的占65.2%。资料显示，70%以上的学生对科学学习很感兴趣，只有少数学生对科学不感兴趣。总体来看学生对科学学习的热情是比较高的，这是实施项目教学法的一个良好基础。图3.1对科学课的兴趣2.小学科学项目化学习设计中相关环节情况分析（1）明确的课堂任务对于任何一门学科来说，明确课堂任务是课堂活动顺利进行的关键。小学科学课堂教学也不例外，更加突出。教师要实现教学目标，教育的目标是让学生明白自己想做什么，从而围绕完成任务发展学生的各种能力;不论什么采用哪种教学方法，让学生的课堂行为有所指向极为重要，项目教学法也不例外。调查数据显示（见表3.1），根据合计1数据：85.6%的学生在科学课堂上明确接收到了老师抛出的问题，清楚自己的学习任务；14.4%的学生认为自己所上的科学课很少有明确的学习任务，这部分认为很少有“明确的课堂学习任务”可归于两个方面：主观方面，个体差异，不同学生的意识以及理解力导致他们没能清晰老师提出的课堂任务；客观上，则归结于老师提出问题的方式或是时机问题导致学生没有明白课堂任务。从地理位置来看，市区小学90%以上的学生有明确课堂任务，郊区学校仅有77.5%的学生明确了自己的任务，这说明，市区小学科学教师课堂教学理念方面胜于郊区，对教学目标的实现上指向明确。表3.1明确的课堂任务小学名称每节课大部分课少部分课根本没有N72.5%27.5%00F15.0%72.5%12.5%0G20.0%57.5%22.5%0K22.5%55.0%22.5%0合计1（占总人数百分比）32.5%32.8%14.4%0（2）课堂合作学习从总体数据(表3.2)可以看出，合作学习是小学科学课堂学习的重要方式。大多数教师在科学课堂上比较重视合作学习，学生也愿意参与课堂合作学习，这也反映出学生对科学有很高的兴趣，合作中的竞争可以激发学生的上下而求索动力。从总数据来看，超过一半的学生在课堂上经常进行合作学习，23.1%的学生一般，17.5%的学生很少进行，3.1%从未进行。市区两所小学科学教学中经常行合作学习占市区调查比例为61.3%，一般进行占比为，17.5%的学生很少进行，3.1%从未进行。郊区两所小学科学教学中经常行合作学习占郊区调查比例为61.3，一般进行占比为，17.5%的学生很少进行，3.1%从未进行（合计2）。表3.2课堂合作学习情况小学名称经常一般很少没有N72.5%17.5%12.5%0F52.5%30.0%12.5%5%G47.5%12.5%20%7.5%K55.0%20.0%22.5%2.5%合计2（占总人数的百分比）56.3%23.1%17.5%3.1%（3）教学评价教学评价是教师优化教学、学生提高自我的有效途径。教师通过观察学生作品获取教学效果的反馈信息，发现教学中存在的不足。在指导学生的同时，也是对自我教学的反思，使教学方法在以后的教学中有所改变，避免了一些问题。学生在听取同伴的建议以及教师指导时，知道不足，并朝着完善的方面努力，从而实现了教学评价在促进学生，教师成长上的作用。新课标要求科学课堂教学要做到评价多样化、评价人物多元化，这有利于教师深入了解学生，减少因角色差异造成的评价不够全面的现象。数据显示（见下表3.3），41.25%学生在完成课堂任务后收到来自老师和同学的而评价，44.375%学生只有老师评价，10.625%的学生没有收到评价。可见，主城区小学在科学教学评价中大多采取多元化评价，但也有少数教师把学生课堂任务的完成与教学目标的实现等同起来，不评价学生的展示。市区小学科学教学评价单一的情况较郊区小学好，N小学尤其注重多元化评价，这说明了市区教师对科学教学评价的理解较透彻。郊区和城市教师在教学评价上的差异反映了两个地区在教学水平上的差异。从“没有评价”选项数据分析，城区郊区均有对教学展示不做评价现象，说明，并不是城区的小学在科学教学评价上就已经完善了，其中仍然有忽视教学评价的现象。项目教学更加注重评价过程以及评价角色和评价内容的多样化。理解项目教学的教师来会有意识的注重这一过程，并且实现评价多元化，因此，评价多元化的差异，也反映出城、郊两个区域的科学教师在采用教学法上的差异。表3.3课堂展示的评价类型小学名称老师评价同学评价老师和同学的评价没有评价N22.5%2.5%77.5%27.5%F2.5%30.0%57.5%10%G77.5%12.5%7.5%2.5%K75%25.0%22.5%2.5%合计3（占总人数百分比）44.375%17.5%41.25%10.625%（4）科学课堂项目化学习中教学保障情况分析教学设备是学生进行科学探索的直接经验来源，学生通过实际观察或操作了解原理;提供的教学资源能否满足需要显示了该学校对科学这个学科的重视程度。教学保障合计数据（见表3.4）：总体来说，一半左右的学生课堂所需的试验器材只能得到“一般满足”，其余大部分学生是基本不满足，“基本满足”的学生仅占百分之十；这说明小学科学教学资源保障程度总体较低，是发展科学教育一个亟待解决的问题。根据各个学校数据，能够达到“一般满足”及以上的是N小学，为82.5%，其次是F小学67.5%，G小学51.5%，K小学50.0%，由此可看出城区学生课堂需求满足程度高于郊区学校，说明了地域差异是造成资源获得的原因；城市小学由于其地理优势，有更多机会享受有利的教育条件;N、F都位于城区。但两所小学依然存在较大的器材满足差距，其原因归咎于学校与教师方面；学校方面：N小学学校类性特殊，学校获取教学投入的渠道相对缺乏，导致教学保障不够完善；教师方面：该学校科学教师年龄都为50岁左右，相对来说教学观念较为陈旧，加上缺乏实验、操作等方面的学习，导致他们在教学中基本省略了操作、实验类型的教学，大部分实验类型的课都以观看视频和讲述方式进行，因此，不论学校是否具备某种教学器材，使用程度低是解释学生课堂器材满足度低，实际应用不够原因。从教学保障数据显示情况的差异看，地域差异是直接造成了的学校获得教学资源的原因。学校对学科的重视程度体现在学科建设上：直接体现在设备提供上，间接则体现在教师观念，教学素养等方面，教学保障的缺失是郊区学校科学学科建设，教师专业素养不足的重要原因。因此，要解决科学教育不平衡问题，除了提升教师队伍的专业素养，还要均衡各小学教育资源，使得科学课堂教学得到充分的保障。表3.4教学保障小学名称经常一般很少没有N20%62.5%17.5%0F15.0%52.5%22.5%10.0%G7.5%42.5%27.5%22.5%K4.0%47.5%32.5%15.0%合计4（占总人数的百分比）11.9%51.2%25.0%11.9%四、小学物质科学教学中项目化学习模式存在的问题与原因分析通过以上调查发现，小学科学课中项目化学习理念的实施参差不齐，小学科学课项目化学习设计中的相关环节不容乐观，这为小学材料学教学开展项目化学习提供了难度。针对小学材料学教学中项目化学习模式存在的问题及原因，笔者通过查阅相关文献对问题及原因进行分析，另外针对项目实践过程中经常出现的“思维瓶颈”设计了两类支架。（一）存在问题小学物质科学课堂教学管理的一个重要方面是规范学生的行为，但并不局限于处理学生的各种行为问题。物质科学课堂教学管理是在特定的课堂环境中，以教师为主导，通过教学内容为中介来维系的针对学生活动的管理体系，包括教师的自我管理、教师对学生的管理、教师对教学内容的管理以及教师对课堂环境的管理等若干方面。1.现有教育资源与基于项目的学习需求之间存在差距项目式学习在小学物质科学教学中的应用受到资金、时间、空间等方面的限制。有些教学内容(如荒漠化防治、能源资源开发等)我们没有时间，没有足够的教育经费来支持我们的深入研究，只能通过物质科学实验和数据收集来进行项目化学习。不同地区之间的教学条件差距很大，有的学校甚至没有专门的科学教室可供学生进行物质科学实验，学生的资料来源也比较匮乏，这些都使项目化学习受到了限制。为此，国家应加大教育投入，改善教学条件，为实施项目化学习创造可能。2.社会和教育因素限制了项目学习方法的实施首先，学校是否会与学生一起进行项目调查，以及学校是否可以确保学生出校之外的人身安全。其次，学校是否有足够的设备和基础设施，如计算机、网络、图书馆和先进的实验室。目前，大部分地区的校园硬件条件往往不足，有的甚至不允许学生使用。这些问题也是困扰项目学习方法成功开发的因素。3.项目探究缺乏深度由于种种原因，学生的意识和实践决定了项目不能完善。对该问题的研究是肤浅的，没有提供有用的结论和意见。因此，项目对社会价值不大，项目的最终形式相对简单，没有多角度的探索。它通常是基于文字和图片物质的报告，相对单调，难以实现丰富多样的结果。（二）原因分析1.项目化学习需时较长与课时较少的冲突项目式学习教学模式在小学物质科学教学中的应用，往往需要学生进行物质科学的实践，收集大量的数据，因此通常比传统的小学物质科学教学需要花费更多的时间。项目式学习教学模式具有较高的开放性，使教师难以准确把握时间。但在现实中，物质科学课时相对较少，这就要求教师在项目开始前给出项目进度时间计划表，并监督整个项目实施过程中的进度，同时也要对学生如何分配课上任务与课下任务给出建议，更充分地利用课堂时间。2.项目化学习的成效难以量化与结果评价相比，项目化学习更注重过程评价，项目化学习更注重学生在项目实施过程中获得的能力，这是这种教学模式的优势所在。但学生在项目实施过程中是否获得了能力，获得了多少能力则难以界定，即难以对学生获得的能力进行量化，因此，这也是实施的难点。教师在项目实施过程中要实时监督，关注学生的表现，制定一套评价标准，并制作相应的等级评价量表。“思维瓶颈”往往发生在项目实践的进展过程中，大多源于技术混乱或知识储备不足。本文设计了两类支架。（1）四维度问题支架。四维度指现象、原因、问题和方案。如《轨道过山车》项目，学生们的小车经常出现不能正常行驶的问题（如脱轨、卡在轨道等），这时教师给出“四维度问题”学习支架：描述现象。我观察到哪些异常行驶的现象?分析原因。异常行驶可能是什么因素引起的?提出要解决的问题。我想先解决哪个因素对小车的影响?然后再解决什么因素对小车的影响?提出改进方案。我的改进方案是什么?是不是只有一种改进方案?（2）锦囊式资料支架。主要指文献综述、学科知识背景等。学生在遭遇知识储备不足时，可借助该工具获取信息或方法上的支持，帮助学生将问题研究下去。例如，在“诺亚方舟计划”中，学生在设计船体时，需要计算船体浸入水中的体积和船舶水线的高度，教师整理编辑有关浮力、体积测量的相关知识和数据，帮助孩子计算浸入水中物体的高度，并以“造船小窍门”的形式提供给孩子，根据这些物质，学生可以成功地获得科学的造船数据。五、小学物质科学项目化学习设计的应用策略（一）应用策略1.选取适宜的项目主题一个好的项目主题是项目学习成功的关键。项目化学练习作为一种新的教学方法不应包罗万象，也不适合基于项目的学习。在一个学年中，由于教学任务量大，教师可以考虑哪些内容不在项目学习范围内，区分哪些内容需要合理学习，哪些学生不能通过项目化学习完成。因此，有必要选择通过基于项目的学习能够达到最佳学习效果的材料科学内容。一个好的项目主题有五个特点:符合课程标准的要求，从学生的日常生活中汲取素材，吸引学生参与，调动学生的积极性，让学生专注于对关键问题的理解，可以促进学生的高阶思维。在选择项目主题时，应考虑学生的认知水平和学生的兴趣爱好。学生可以通过选择学生感兴趣的主题来准备进入学习项目。在选择项目主题时，考虑了小学生在注意力、思维、想象等方面的认知发展水平和学生的实际操作能力。例如，教师在教学“铁生锈了”这节课时，可以在课件上展示生活中一些铁制品生锈的图片。如铁锅、钢丝、小刀等。之后，老师设置了问题:1.这些物品刚买回来的时候是这样的吗？为什么会成为现在这样?2.这些生锈的物品会影响正常使用吗?3.铁锈和铁属于同一种物质吗?4.铁生锈的变化过程是什么样的?教师通过创设生活情境和设置课堂问题，提高学生参与项目活动的兴趣。2.转变师生观念，扩展学习内容学生和老师方面，学生要提高自己的学习效率，尽管学科众多，学业繁忙，但这不是拒绝接收新事物的理由，时间像海绵里的水，应高效的利用，学习不能只注重时间的投入，更要注重质量，提高学习效率，在规定时间内完成任务，保证项目的开展；其次，学生不能只学习考试的内容。如今，社会多元化，信息更新迅速，新事物层出不穷。如果只是拘泥于旧课本，就跟不上时代的步伐。多读书，读好书，拓宽知识面，使项目进行时，有新意，丰富项目。教师更是要提高自己的专业素养，不断充电学习，及时给学生反馈本专业的最新理论进展，不能拘泥于考试和课堂，注重对孩子的综合素质的培养，不能仅仅局限于本学科的知识灌输，更要注重孩子的全面发展，而非唯成绩论英雄。3.培养学生主动学习习惯学生长期的被动接受学习对教师有很强的依赖性。项目化学习是学生主动探究性学习，它要求教师放权给学生，学生被动学习的习惯影响着项目化学习的实施，如果学生被动学习，项目化学习也失去了意义。学生学习习惯的养成与教师的教学方法直接相关。改变学习习惯是一个长期的、循序渐进的过程，所以教师在日常教学中要多与学生沟通，建立民主平等的新型师生关系，尊重学生的个性与差异，运用教学策略调动学生的积极性，变被动学习为能动学习。在进行项目化学习时，针对不同基础水平的学生进行不同的评价，不仅仅以对错评价学生，增加学生的自信心，逐步提高学生的主动学习能力。在项目化学习中，教师要指导学生学习方法，如如何设计问卷，如何用访谈法进行调查，如何写一篇小论文等，教师要鼓励学生用新的学习方法去尝试，鼓励学生质疑，改变学生的被动学习习惯。运用项目化学习的形成性评价是改变学生被动学习的有效途径。4.营造合作探究氛围，增强项目化教学效果合作探究学习是项目化教学模式的突出体现，是完成项目任务的重要形式。教师采用合作探究学习模式，激发学生的好奇心，可以更好地完成整个项目活动。合作探究要求教师设计相关的合作学习任务，以小组形式进行模块化学习。通过这种方式，可以发挥学生的创造性思维，训练他们的多样化思维方式。首先，教师要制定相关的学习任务和预期目标;其次，教师全程拍摄学生的合作学习过程。一方面，为了在无形中激励学生；另一方面，也为教学评价提供可靠的素材；三是小组相互交流学习成果，达到共同推广的目的;最后，教师把相机拍摄的图片在投影仪上进行展示，也可以邀请家长进行观摩，并参与评价。例如，教师可以在“水污染与净化”的教学中使用课件来呈现学生。首先，全班分成几个学习小组，分别对污水的沉淀法和过滤法进行探究，并进行模块化探究;其次，让学生在课前测试自己制作的简易过滤装置，并设置以下问题:净化前后的污水有什么区别？经过这些程序的沉降和过滤，污水是否达到了清洗的水平？笔者用手机拍摄整个过程；第三，老师让小组互相探究，讲述探索过程中使用的污水处理方法、药物和杀菌方法;最后，请家长观摩，播放学生参与项目的视频，结合教师评价、学生互评和家长评价，客观评价学生的实际学习成果，注重鼓励评价，让学生充分认识自己，树立学习自信心。（二）案例设计一以《会分层的水》为例1.教学设计“分层水”的设计思路是:首先确定教学目标和教学内容，然后根据“问题-探究”教学模式所构建的内容进行教学设计。教学目标及设计思路：表5-1《会分层的水》教学目标及设计思路课程名称会分层的水教学目标知识与技能了解搅拌能够加速水的溶解。理解“水”分层的原理。了解密度、大气压力的知识。过程与方法通过小组合作，确定探究方案。根据设计方案，对问题进行探究。分享在探究水形成分层现象的过程中学习到的知识。情感态度价值观1.通过对出现水分层现象的原因进行探究，培养学生的自主探究能力和动手操作能力。教学重点探究水分层现象的原因教学难点吸管把溶液吸起来是因为大气压力的原因。教学用具卡纸、糖、碗、杯子、针管、色素或颜料、竹签、勺子、盛水的箱子、双面胶。2.教学过程根据“分层水”为教学内容的主题和上面构建的项目化教学模式，具体教学过程如下:（1）观察现象，发现问题1）教师活动老师向同学们展示提前制作好的一杯已经“分层”的水，请同学们仔细观察老师准备好的这杯水。经过一分钟的观察后，老师提出问题：有哪位同学想跟大家分享一下，通过观察，你都看到了哪些现象?还有哪些类似的现象可以根据自己的生活经验列出？通过学生的回答，老师总结：通过观察老师制作好的这杯水，我们观察到了一个现象，老师制作好的这杯水是水和糖水溶液的混合溶液，混合后的溶液出现了“分层”的现象。举一个其他的例子，例如当水和油混合在一起时，也会出现分层的现象。为什么两种液体混合后会发生分层的现象，同学们想不想探究一下产生这种现象的原因是什么?2）学生活动学生根据老师的引导，积极思考并回答问题；在老师的实验操作和讲解过程中，认真观看和学习。3）设计意图一是通过让学生观察水“分层”现象，为学生创设熟悉的情境，描述他们所看到的现象，引导学生积极探索。第二，通过提问的方式和列举生活中常见的例子，引导学生联系生活实际进行思考。（2）确定问题，收集数据1）教师活动老师向同学们展示已经加入两种不同颜色的颜料并进行充分的搅拌后的两杯清水，呈现出不同的颜色，然后用针管抽出任意一杯颜色的水并沿着另一杯水的杯壁向水中进行注射，进行混合，观察现象。提出问题：同学们仔细观察老师手中的这两杯不同颜色清水混合后会发生什么现象?会不会出现分层的现象?将两杯清水混合后，发现两种不同颜色的清水并没有发生分层的现象。通过观察现象，引导学生再进一步仔细思考，为什么老师准备的第一杯水就会发生分层现象，而第二次准备的两杯不同颜色的清水混合后却没有发生分层的现象?给同学们两分钟时间进行思考后，老师继续提出问题，同学们想不想了解到底是什么原因导致有的两种溶液混合在一起后会出现分层的现象，而有的两种溶液混合在一起后不会出现分层的现象?2）学生活动学生根据老师的引导，积极思考并回答问题；在老师进行实验操作和讲解过程中，认真观看和学习。3）设计意图第一，通过进行第二种液体混合现象的实验操作，让学生通过观察不同种现象，思考产生不同种现象的原因，带着问题和目标去进行探索学习。第二，学生通过观察溶液混合的不同现象来思考问题的原因。在这个过程中，学生培养了独立探索和解决问题的能力。（3）观察现象，分析数据1）教师活动为了更好的完成探究活动，老师将同学们分成两人一个小组，将实验工具分发给每个小组，要求小组成员相互交流共同完成对两种混合溶液发生分层和不分层现象的原因进行探究活动。2）学生活动学生分组确定后，小组内成员根据己学习的知识和生活实际经验进行认真讨论，并共同合作完成实验探究。3）设计意图首先，通过实验探索，观察现象，运用生活的知识和实践经验，分析了两种混合溶液分层和非分层的原因。二是通过小组成员的交流讨论，培养学生的合作意识和沟通能力。（4）设计实验，解释结论1）教师活动同学们通过小组交流进行的探究活动和观察到的现象。是什么原因导致有的小组通过实验后观察到了水分层的现象，而有的小组实验后却没有观察到水分层的现象?是什么导致混合溶液产生水分层？接下来小组内讨论总结实验产生不同现象的原因，进一步进行探究并设计实验方案，实施实验探究。实验结束后，老师进行讲解，第一次向同学们展示的准备好的混合溶液出现了分层现象，老师的操作步骤是先取两个杯子，一个杯子里不加糖，另一个杯子里加一大勺糖，分别倒入清水；对加入一勺糖的清水进行搅拌，充分溶解后，再分别向两个杯子里加入不同颜色的颜料，并充分搅拌；然后用针管吸出其中一种溶液，沿着另一杯溶液的杯壁进行注射，注射完后会观察到混合后的溶液出现了分层的现象。第二次向同学们展示的是两杯不同颜色的清水混合在一起并没有发生分层的现象。第二次没有分层现象发生是因为实验的两杯水都是水，是相同的密度；而第一次向同学们展示的是糖水和水的混合溶液，糖水的密度大于水的密度，因此混合时出现了分层的现象。吸管把溶液吸起来是因为大气压力的原因。2）学生活动学生利用给定的材料，小组内进行讨论设计实验方案，并合作完成探究任务。3）设计意图第一，让学生通过设计实验，自主的进行探究，掌握在探究中解决问题的方法。二、通过进一步的探究活动，掌握运用所学知识解决生活中实际问题的能力。（5）归纳总结，分享反思1）教师活动第一，要求每个小组选出一名代表简单介绍实验探究过程，与其他同学分享小组内设计的思路。二、老师总结这节课。今天我们通过观察水层现象来探讨水层现象产生的原因。得出结论，是因为密度不同导致两种溶液混合时产生了分层的现象。简单了解了吸管把溶液吸起来是因为大气压力的原因。了解掌握了探究的方法。2）学生活动第一，每个小组的代表分别对探究活动过程，小组内设计的思路进行简单的介绍。第二，所有小组介绍完毕后，同学之间相互提问或提出改进的建议，相互交流、合作，取长补短。三、与老师一起总结本节小学科学物质科学领域项目化学习课程，复习所学、掌握的知识。3）设计意图第一，通过学生对实验设计探究过程的简单介绍，感受探究未知现象的乐趣。第二，课后布置学生进行拓展更深层次的思考和不同的尝试，引导学生注意观察生活现象，能主动运用自己的经验、方法发现和解决问题。4）教学反思《会分层的水》结合生活实际，教师借助学生生活经验的积累，为学生提供生活中常见的水分层现象原因的探究活动，促使学生在完成任务中，不断探索，提出问题思考问题并且解决问题。案例中教师的教学层次由浅入深，由观察水分层现象这个连续的活动形成一个连续发展的事件情境，引发学生对不同的水分层现象的多次观察思考类比，使学生不断巩固所学习的知识，引导学生带着问题和目标进行自主探究。案例中，教师不断提出的问题激发了学生的探索兴趣，在探索中不断发现问题、解决问题，有利于将学生原有的生活经验与科学、技术、工程、人文、艺术、数学等方面的知识转化。教师通过问题引导，帮助学生逐步培养项目化学习的基本素质，联系生活实际，掌握跨学科解决问题的能力。六、结论与展望（一）结论本研究通过教师访谈和学生问卷调查，调查了新疆N、F、G、K四所小学的项目化学习在物质科学教学中的情况，分析了实施过程中遇到问题的原因。根据调查数据，本研究得出以下结论：(1)一般来说，青年教师群体比老教师群体具有更高的项目化学习意识，在教学中倾向于采用项目化学习进行教学;老教师对项目式学习的认识相对不足，所以基本不支持用项目式学习进行教学。（2）当前小学物质科学课实施项目化学习存在多方面障碍，其中教师的专业素养不足、老龄化、教育资源分布不均最为突出。（3）一半左右的教师积极主动地采用项目化学习进行教学，但由于受多种因素的影响，应用效果不佳，特别呈现严重的校际差异。总之，基于项目的学习不仅是学习和教学方式的改变，而且超出了学习和教学的范围。教师用教学的视角来重新关照自己的教学，不断地去探索最终达到的所追求的课程目标、需要掌握的核心知识、关键概念、本学科和其他学科之间的相互联系，并将所有的设计要素在一个相对较长的时间段里呈现；教师根据项目的长短重新调整和设计原有的教学时空组织结构，项目化学习对学校课程结构提出了新的要求和结构化方法。但是，从目前来看，基于项目的学习设计在科学中的应用实践仍处于探索阶段。本文对小学科学的项目化学习设计进行了调查研究，