代立超

學(xué)校的畢業(yè)課程中很重要的一部分是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，我們2016年以“My City”為主題開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)，以提升學(xué)生的科學(xué)思維。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，PBL）是一種通過(guò)讓學(xué)生開(kāi)展一段時(shí)期的調(diào)研、探究，致力于用創(chuàng)新的方法或方案，解決一個(gè)問(wèn)題、困難或者挑戰(zhàn)，從而在這些真實(shí)的經(jīng)歷和體驗(yàn)中，習(xí)得新知識(shí)和獲得新技能的教學(xué)方法。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)者變成主動(dòng)學(xué)習(xí)者，可以通過(guò)聚焦某個(gè)感興趣的話題，明確想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)習(xí)具有實(shí)際的價(jià)值和意義。此時(shí)的教師，變成了引導(dǎo)者和輔助者。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主探究、創(chuàng)造、關(guān)聯(lián)知識(shí)和實(shí)際生活的能力。

“My City”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)內(nèi)容涉及廣泛，涵蓋學(xué)生感興趣的傳統(tǒng)文化、天文地理、經(jīng)濟(jì)、科技等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于涉及科學(xué)領(lǐng)域的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，科學(xué)組教師認(rèn)為，應(yīng)注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，幫助他們理清項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的基本方法，如確定研究主題、制定學(xué)習(xí)計(jì)劃表、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)整理與分析、研究結(jié)果發(fā)表與展示?？紤]到學(xué)生的年齡特點(diǎn)，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到選題應(yīng)盡可能小，盡量與生活實(shí)際產(chǎn)生聯(lián)系，避免高端、深?yuàn)W、可操作性差的選題。展示內(nèi)容包括以下方面，如研究題目、摘要、問(wèn)題、提出假設(shè)、研究背景、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析、研究結(jié)果、討論與展望。

本文以我校六（10）班袁樂(lè)然同學(xué)對(duì)學(xué)齡前兒童使用門(mén)鏡問(wèn)題展開(kāi)的研究，動(dòng)手制作門(mén)鏡潛望鏡裝置為例，談?wù)勅绾尾拍苡行ч_(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。她撰寫(xiě)的研究報(bào)告參加海淀區(qū)青少年科技創(chuàng)新大賽，獲得評(píng)委的一致好評(píng)，成功晉級(jí)北京市青少年創(chuàng)新科技大賽。

1.確定研究題目

2016年夏天，5歲的小表妹來(lái)我家玩，當(dāng)時(shí)我正在寫(xiě)作業(yè)，突然聽(tīng)到有人敲門(mén)，便讓表妹看看外面是誰(shuí)。不一會(huì)兒，見(jiàn)她直接拿著一個(gè)快遞回來(lái)。因?yàn)閭€(gè)子矮，看不到貓眼，她一著急就直接把門(mén)打開(kāi)了。幸好不是壞人假裝快遞員，不過(guò)也嚇得我驚出一身冷汗，于是便產(chǎn)生探究貓眼工作原理和設(shè)計(jì)一個(gè)方便兒童使用貓眼的裝置的想法。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，我弄清了貓眼的光學(xué)知識(shí)，并提出利用潛望鏡原理設(shè)計(jì)門(mén)鏡潛望鏡的具體方案。

2.時(shí)間計(jì)劃表

3.收集數(shù)據(jù)、資料（簡(jiǎn)略介紹步驟）

這一階段主要涉及：查找門(mén)鏡光學(xué)知識(shí)；查找潛望鏡光學(xué)知識(shí)；查找透鏡成像光學(xué)知識(shí)。

4.實(shí)地調(diào)查與訪談

在小區(qū)中調(diào)查了解學(xué)齡前兒童單獨(dú)在家的情況及對(duì)門(mén)鏡潛望鏡的需求和接受程度等。結(jié)論如下：（1）通過(guò)個(gè)別訪談，發(fā)現(xiàn)學(xué)齡前兒童在某些情況下確實(shí)會(huì)被短時(shí)間地單獨(dú)留在家里。（2）對(duì)兒童因身高夠不著門(mén)鏡，被訪者普遍反映，如果發(fā)明一種東西，無(wú)論孩子多高，拿在手里都能方便地看到防盜門(mén)外面的情況，非常有必要。

5.問(wèn)題剖析

通過(guò)對(duì)門(mén)鏡和潛望鏡及透鏡成像原理進(jìn)行分析，可得出如下結(jié)論：如果直接拿潛望鏡對(duì)著門(mén)鏡觀察，本質(zhì)相當(dāng)于人眼遠(yuǎn)離門(mén)鏡大約有潛望鏡鏡筒長(zhǎng)度那么遠(yuǎn)的距離，可想而知，根本不可能看清外面的景物。實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了以上結(jié)論。現(xiàn)在的問(wèn)題是，能否將人眼觀察門(mén)鏡的位置適當(dāng)外移（外移距離等于潛望鏡的長(zhǎng)度）？如果能夠?qū)崿F(xiàn)，人眼在外移后的位置處觀察門(mén)鏡，就相當(dāng)于人眼直接在門(mén)鏡附近觀察。因此，門(mén)鏡觀察位置能否外移適當(dāng)?shù)木嚯x，是本次研究的關(guān)鍵，也是門(mén)鏡潛望鏡設(shè)計(jì)成敗的決定因素。

6.研究過(guò)程（簡(jiǎn)略介紹）

這個(gè)過(guò)程包括進(jìn)行光路實(shí)驗(yàn)、潛望鏡加工改造、透鏡加工改造、組裝等內(nèi)容。

7.研究成果

經(jīng)過(guò)仔細(xì)的調(diào)整與實(shí)驗(yàn)，我終于制作完成門(mén)鏡潛望鏡裝置，如圖1所示。在本作品中，為了演示方便，直接將門(mén)鏡固定在潛望鏡上了。在實(shí)際應(yīng)用中，可以將演示門(mén)鏡拆下來(lái)，直接手持，用物鏡靠近防盜門(mén)的門(mén)鏡進(jìn)行觀察。

8.結(jié)論與體會(huì)

經(jīng)過(guò)理論分析和實(shí)踐操作，利用透鏡對(duì)光線的折射、匯聚原理，我對(duì)潛望鏡進(jìn)行改造，并利用透鏡鏡片組合，解決了門(mén)鏡觀察位置外移的關(guān)鍵問(wèn)題，從而解決了學(xué)齡前兒童（包括殘疾人或腿腳不便的老人）使用門(mén)鏡的困擾。

通過(guò)這次研究，我學(xué)會(huì)如何系統(tǒng)地選題、上網(wǎng)查閱資料、訪談?wù){(diào)研、實(shí)驗(yàn)測(cè)試和撰寫(xiě)論文，切身感受到科研工作的不易和科學(xué)精神的重要；體會(huì)到研究工作，特別是實(shí)驗(yàn)測(cè)試，必須認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍，來(lái)不得半點(diǎn)兒馬虎。雖然我花費(fèi)3個(gè)多月的時(shí)間和精力做這個(gè)研究，但在幫助學(xué)齡前兒童解決使用門(mén)鏡的困擾中發(fā)揮了小小的作用，感到非常充實(shí)和快樂(lè)。

9.建議

門(mén)鏡潛望鏡使用方便，實(shí)用性強(qiáng)，各零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如果按照樣品做成產(chǎn)品，銷(xiāo)售給有學(xué)齡前兒童的家庭，既可以作為孩子的玩具，又可在日常生活中解決實(shí)際問(wèn)題，具有較大的推廣價(jià)值。建議商家可以仿造樣品進(jìn)行部分批量生產(chǎn)，讓更多的學(xué)齡前兒童方便、安全地使用門(mén)鏡。

此外，如果把上述裝置內(nèi)嵌在防盜門(mén)中，不僅可以方便小孩和行動(dòng)不便的老人使用門(mén)鏡，還可以防止小偷利用“貓眼”窺視室內(nèi)，通過(guò)專(zhuān)用工具破壞“貓眼”，實(shí)施盜竊。真是一舉兩得。

除此之外，其他學(xué)生還開(kāi)展了創(chuàng)新發(fā)明的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，如制作農(nóng)事小日歷、書(shū)簽式讀書(shū)燈、便攜式折疊擔(dān)架、巧捕蟑螂裝置、乒乓球拾球器等。自項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)開(kāi)展以來(lái)，科學(xué)教師在科學(xué)課上會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)自己感興趣的內(nèi)容展開(kāi)討論，讓學(xué)生“頭腦風(fēng)暴”，說(shuō)出自己有疑惑或感興趣的話題，探討選題是否可行。學(xué)生們自主開(kāi)發(fā)出許多有趣的題目，如紙飛機(jī)機(jī)頭形狀與紙飛機(jī)飛行距離的關(guān)系、紙飛機(jī)機(jī)翼與飛行距離和時(shí)間的關(guān)系、香蕉與土豆誰(shuí)更容易發(fā)霉、怎樣才能讓小蝸牛出殼、冰箱里的氣球、怎樣做出人造彩虹、蘋(píng)果氧化觀察實(shí)驗(yàn)等。我們欣喜地發(fā)現(xiàn)，學(xué)生都有自己獨(dú)特的思維，所選擇的題目與生活實(shí)際聯(lián)系緊密。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種知行合一的體驗(yàn)式和實(shí)踐式的學(xué)習(xí)方法，可以讓學(xué)生帶著解決問(wèn)題的目標(biāo)去學(xué)習(xí)，而這個(gè)目標(biāo)必須是某個(gè)現(xiàn)實(shí)目標(biāo)，需要教師引導(dǎo)學(xué)生來(lái)把握，讓學(xué)生用他們自己的視角去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并展開(kāi)研究，這本身就是帶著一種內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力的學(xué)習(xí)。不能按照成人的編排完成教科書(shū)上的任務(wù)，這與學(xué)校一直倡導(dǎo)的基于兒童立場(chǎng)的自主學(xué)習(xí)相吻合。相信在今后畢業(yè)課程的“My City”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生一定能夠展示出一個(gè)又一個(gè)富有創(chuàng)造力的研究成果。

責(zé)任編輯：孫建輝