趙茜

摘要：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提高了學(xué)習(xí)的質(zhì)量，學(xué)生直面解決現(xiàn)實(shí)問題，促進(jìn)了其高階思維的發(fā)展。將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)運(yùn)用于校外科技教育活動(dòng)中，不僅符合其根本特點(diǎn)，更迎合了新課標(biāo)的要求和科技強(qiáng)國(guó)發(fā)展的需求。本文通過在校外科技教育活動(dòng)中運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)典型范式，開展科學(xué)探究類、社會(huì)調(diào)查類、設(shè)計(jì)開發(fā)類及綜合應(yīng)用類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的4 個(gè)各具特色的實(shí)例加以具體說明，并對(duì)在校外科技教育活動(dòng)中開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提出了對(duì)策與建議。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí) 科技教育 實(shí)踐活動(dòng) 校外教育

隨著新興科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教育元宇宙應(yīng)運(yùn)而生，全球廣泛采用了線上線下靈活組合的混合式教育教學(xué)模式，教育領(lǐng)域面臨巨大挑戰(zhàn)和系統(tǒng)性變革。為了更好地滿足不同學(xué)生的個(gè)性化需求，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，校外科技教育活動(dòng)也在混合式項(xiàng)目學(xué)習(xí)方面進(jìn)行了多種探索。

一、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

1. 內(nèi)涵和意義

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-basedLearning，簡(jiǎn)稱PBL）是從真實(shí)世界的問題出發(fā)，通過組織學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生借助信息技術(shù)及多種資源開展探究活動(dòng)，在一定的時(shí)間內(nèi)解決一系列相互關(guān)聯(lián)的問題，并將研究結(jié)果以一定的形式發(fā)布[1]。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量，通過讓學(xué)生參與復(fù)雜的、新的問題解決過程，不斷溝通，自我管理，促使學(xué)生應(yīng)用所學(xué)到的知識(shí)和技能解決現(xiàn)實(shí)問題，促進(jìn)了學(xué)生高階思維的發(fā)展。同時(shí)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)克服了知識(shí)學(xué)習(xí)與思維實(shí)踐的割裂狀況，滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，增加了學(xué)習(xí)者獲得優(yōu)質(zhì)教育的機(jī)會(huì)[2]。

2. 理論基礎(chǔ)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)源自美國(guó)教育家杜威的“做中學(xué)”理論，以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)。威廉·克伯屈提出的設(shè)計(jì)教學(xué)法被認(rèn)為是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的前身[3]。21 世紀(jì)必備的7C 技能和《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》都明確要求學(xué)生具有現(xiàn)實(shí)問題解決能力。2019 年，中共中央、國(guó)務(wù)院《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》明確將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)上升到國(guó)家層面政策中。2022 年頒布的新課標(biāo)，更是將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)幾乎寫進(jìn)了所有科目中。

二、校外科技教育活動(dòng)與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的契合點(diǎn)

1. 校外教育活動(dòng)的特點(diǎn)

興趣是內(nèi)心的一種需要和渴望，它不以任何命令和外來(lái)的需求所主導(dǎo)[4]，因此興趣是強(qiáng)大的源動(dòng)力。學(xué)生要真正發(fā)現(xiàn)自己的興趣所在，就要從多元學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)中通過不斷嘗試發(fā)現(xiàn)自己的興趣。校外教育以興趣小組為主要學(xué)習(xí)形式，可見其教育目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的興趣。2022 年，中國(guó)青少年科技教育工作者協(xié)會(huì)組織編制了《科技類校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開展科技教育活動(dòng)指南》，為校外科技教育活動(dòng)規(guī)范有序地開展提供了參考和依據(jù)[5]。

2. 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與校外科技教育活動(dòng)的聯(lián)系

校外科技教育自身就具有靈活性、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)；同時(shí)，其本質(zhì)就是開展綜合性跨學(xué)科的大單元、系列化教育活動(dòng)。因此，將項(xiàng)目式學(xué)習(xí)運(yùn)用于校外教育活動(dòng)中，不僅符合校外教育活動(dòng)的根本特點(diǎn)，迎合了新課標(biāo)的要求，更是對(duì)科技強(qiáng)國(guó)發(fā)展需求的回應(yīng)。

三、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的基本類型和典型范式

1. 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和基本類型

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有科學(xué)性、實(shí)踐性、學(xué)科性、開放性、生成性強(qiáng)的特點(diǎn)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的三大基本類型分別是基于某一知識(shí)點(diǎn)或主題的深入探究、學(xué)科內(nèi)知識(shí)的統(tǒng)整與延伸，以及跨學(xué)科的問題解決[6]。其中，基于某一知識(shí)點(diǎn)或主題的深入探究在針對(duì)學(xué)生對(duì)核心概念和原理進(jìn)行意義建構(gòu)的基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用、遷移到一定的任務(wù)情境中，如光的反射定律延伸到萬(wàn)華鏡的成像規(guī)律上；而學(xué)科內(nèi)知識(shí)的統(tǒng)整與延伸，則是在學(xué)科知識(shí)體系中，對(duì)學(xué)科內(nèi)知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)整與延伸，如學(xué)生學(xué)習(xí)了二歧分類法，運(yùn)用到為身邊松科樹木分類上；跨學(xué)科的問題解決，融合多學(xué)科知識(shí)，在問題情境中以主題導(dǎo)入，使學(xué)科知識(shí)與實(shí)際生活有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生的復(fù)雜問題解決能力，如利用聲學(xué)原理解決樂器發(fā)聲問題等。

2. 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的典型范式

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)有4 種典型學(xué)科實(shí)踐范式，分別是科學(xué)探究類、社會(huì)調(diào)查類、設(shè)計(jì)開發(fā)類及綜合應(yīng)用類?？茖W(xué)探究類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)提出問題，通過設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)探索、搜集證據(jù)、邏輯推理等，構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。社會(huì)調(diào)查類通過社會(huì)調(diào)查的思維、方法培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理性思維分析、理解、預(yù)測(cè)、改進(jìn)社會(huì)及規(guī)則的能力。設(shè)計(jì)開發(fā)類以創(chuàng)新視角，按照一定目的或意圖設(shè)計(jì)方案、制作模型、生成作品。綜合應(yīng)用類運(yùn)用學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合實(shí)踐，在真實(shí)情境中解決問題，有助于提升學(xué)生的復(fù)雜問題解決能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力等高階思維能力[7]。

四、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)典型范式在校外科技教育活動(dòng)中的應(yīng)用

1. 科學(xué)探究類：利用聲學(xué)原理探究樂器發(fā)聲原理

從不同角度看樂器，可以發(fā)現(xiàn)樂器的構(gòu)造分兩類：聲學(xué)構(gòu)造和機(jī)械構(gòu)造。內(nèi)部不可觸摸的樂器聲學(xué)構(gòu)造，是樂器的發(fā)聲精髓。通過聲學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)生知道聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的；不同樂器的演奏效果不同，正是聲音的音調(diào)、響度、音色等特征量不同。

探究樂器發(fā)聲規(guī)律，可以從科學(xué)角度了解樂器的不同種類及其發(fā)聲原理；從編程及機(jī)器人角度了解機(jī)械構(gòu)件部分的工作原理；從技術(shù)角度掌握程序編寫、算法及虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施；從工程角度利用3D 打印、激光雕刻等手段，完成樂器的部件及裝飾物的制作；從數(shù)學(xué)角度利用正弦函數(shù)分析聲波的規(guī)律，使用合理尺寸比例，設(shè)計(jì)美觀的樂器部件，控制樂器的規(guī)范性和使用性；從藝術(shù)角度利用樂理相關(guān)知識(shí)，制作樂器并演奏出悅耳動(dòng)聽的旋律。具體講，比如手風(fēng)琴能演奏出優(yōu)美的旋律，本質(zhì)是簧片振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不同音高的聲音，可以通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究其發(fā)聲規(guī)律，通過設(shè)計(jì)聲波的可視化實(shí)驗(yàn)將抽象的發(fā)聲規(guī)律具象化；利用簡(jiǎn)單材料模擬聲音的不同特征量，構(gòu)建模型，還原發(fā)聲原理，對(duì)發(fā)聲規(guī)律建立科學(xué)認(rèn)識(shí)，形成科學(xué)解釋，進(jìn)而提升學(xué)生的樂器演奏水平、藝術(shù)表現(xiàn)力和樂感。

2. 社會(huì)調(diào)查類：為身邊植物建檔案——利用二歧分類法認(rèn)識(shí)植物

調(diào)查即通過描述現(xiàn)象、獲取信息、對(duì)信息進(jìn)行組織加工，形成對(duì)客觀世界的描述。在真實(shí)的問題情景中把所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行靈活綜合運(yùn)用，可以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

“為身邊植物建檔案——利用二歧分類法認(rèn)識(shí)植物”從調(diào)查入手，走近身邊最常見的松科樹木，觀察松樹、認(rèn)識(shí)松樹，利用二歧分類法給松科樹木分類。利用小組合作的形式，學(xué)生了解北京教學(xué)植物園內(nèi)松科樹木的種類，學(xué)習(xí)松科樹木的基本屬性。學(xué)會(huì)打樣方的方法，通過調(diào)查和比較分析等方法，以調(diào)查表、分布圖等方式記錄不同區(qū)域松科樹木的分布情況，繪制身邊樹木的生態(tài)分布圖。通過調(diào)查，學(xué)生獲取信息并對(duì)信息進(jìn)行研究分析、加工處理，最終形成對(duì)客觀世界的描述，掌握社會(huì)調(diào)查的思維、方法和能力，了解事物的本質(zhì)、因果、發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)律，體會(huì)人與自然和諧共生的使命感和責(zé)任感[8]。

3. 設(shè)計(jì)開發(fā)類：萬(wàn)華鏡里的光學(xué)世界

設(shè)計(jì)即通過系統(tǒng)權(quán)衡自然規(guī)律、工程技術(shù)原理及社會(huì)價(jià)值觀，有目的地設(shè)計(jì)方案或者產(chǎn)品，進(jìn)而解決問題或達(dá)到目標(biāo)[9]。

“萬(wàn)華鏡里的光學(xué)世界”以光的直線傳播、光的反射為素材來(lái)源，結(jié)合“國(guó)際光日”開展活動(dòng)，基于真實(shí)光學(xué)問題，開展基于STEM 理念的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將光學(xué)原理與物化的光學(xué)產(chǎn)品——萬(wàn)華鏡緊密結(jié)合，探究萬(wàn)華鏡里蘊(yùn)含的光學(xué)現(xiàn)象及成像規(guī)律，學(xué)生經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究、設(shè)計(jì)制作、創(chuàng)意物化的過程，形成較為系統(tǒng)的光學(xué)知識(shí)體系。將學(xué)科內(nèi)知識(shí)進(jìn)行延伸，通過展示交流、迭代優(yōu)化，學(xué)生通過項(xiàng)目研究轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造性解決現(xiàn)實(shí)問題的過程，注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、工程思維、高階思維和創(chuàng)新能力的提升與發(fā)展。

4. 綜合應(yīng)用類：“小水滴游京城”水環(huán)境主題教育活動(dòng)

水與學(xué)生的日常生活密不可分，學(xué)生通過學(xué)習(xí)水的三態(tài)變化、溶解性、循環(huán)過程，初步認(rèn)識(shí)到人與自然相互影響、相互依存的關(guān)系，但學(xué)習(xí)中存在“多重割裂”的現(xiàn)象——問到怎么解決北京缺水的問題，學(xué)生還是無(wú)從下手。

“小水滴游京城”水環(huán)境主題教育活動(dòng)圍繞北京缺水這一驅(qū)動(dòng)性問題，以小水滴游京城為主線，以科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境理念為指導(dǎo)，采用線上線下融合的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，將線上微課與線下水資源探究相結(jié)合，理解水足跡概念，找到降低水足跡的方法。尊重學(xué)習(xí)者的興趣和偏好，采用個(gè)性化學(xué)習(xí)方式，突破時(shí)空限制，以學(xué)習(xí)者為中心，選取在現(xiàn)實(shí)生活中極具意義的項(xiàng)目開展學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生分析、解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生從認(rèn)識(shí)自然水出發(fā)，跟蹤水足跡，探尋水與人類生活的關(guān)系。將水放置于科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之中，引導(dǎo)學(xué)生從生態(tài)系統(tǒng)多樣性角度關(guān)注水域生態(tài)，體會(huì)水環(huán)境的重要意義，鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注全球性和我國(guó)地方性水環(huán)境問題，關(guān)注水污染防治、水環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，參與決策，樹立生態(tài)文明意識(shí)。

五、校外科技教育活動(dòng)中開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的模式總結(jié)

校外科技教育活動(dòng)的開展對(duì)于發(fā)展學(xué)生的興趣特長(zhǎng)、滿足自主選擇性需求、培育科學(xué)素養(yǎng)都具有積極作用[10]。為了發(fā)展學(xué)生的興趣愛好，校外教育舉辦了各類興趣小組活動(dòng)、開設(shè)活動(dòng)課程，構(gòu)建校外教育活動(dòng)課程體系，開展校外綜合實(shí)踐活動(dòng)的研究與開發(fā)[11]。雖然項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是新生事物，但與校外科技教育活動(dòng)有很多契合點(diǎn)，如都從真實(shí)情境出發(fā)，以學(xué)生為中心，注重創(chuàng)新性思維和批判性思維的發(fā)展，以小組合作的形式解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題等。因此，在目前開展校外科技類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，科技模型類、編程類、機(jī)器人類及科學(xué)與工程實(shí)踐類興趣小組多以科學(xué)探究類、設(shè)計(jì)開發(fā)類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)較多；而校外群眾性科技教育活動(dòng)則多以社會(huì)調(diào)查類和綜合應(yīng)用類項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為主。

六、校外科技教育活動(dòng)中開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的建議與對(duì)策

1. 保護(hù)學(xué)生好奇心，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)提問

興趣是一種強(qiáng)大的精神力量，是推動(dòng)學(xué)習(xí)和研究的源動(dòng)力。好奇心是人的天性，對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起?？茖W(xué)興趣是提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[12]。興趣有時(shí)不是顯而易見的，而需要發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)[13]。好的驅(qū)動(dòng)問題能夠引起學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的好奇心，使項(xiàng)目更加具有挑戰(zhàn)性。保護(hù)好學(xué)生的好奇心，讓其對(duì)未知的知識(shí)和領(lǐng)域保持好奇和探究精神，勇于探索，敢于提問。通過實(shí)踐探索獲得知識(shí)，激發(fā)興趣，設(shè)計(jì)、開發(fā)和構(gòu)建針對(duì)真實(shí)問題的解決方案，幫助學(xué)習(xí)者更深入地理解學(xué)科內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的高階思維能力。

2. 多元化開展非正式科學(xué)學(xué)習(xí)，拓展校外科技實(shí)踐活動(dòng)的半徑

利用身邊的資源，走進(jìn)博物館、科技館，走進(jìn)大自然，進(jìn)行參觀、探究和實(shí)踐活動(dòng)，在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)真實(shí)問題，設(shè)計(jì)項(xiàng)目，寓教于樂。問題就在身邊，項(xiàng)目就在腳下。由于校外教育活動(dòng)的靈活性特點(diǎn)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)科技教育活動(dòng)可以更加廣泛地利用博物館、展覽館、科技館、科研院所等社會(huì)資源，結(jié)合場(chǎng)館展教資源開展非正式科學(xué)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，提升科學(xué)興趣。

3. 利用信息技術(shù)手段，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源多渠道供給

混合式學(xué)習(xí)（Hybrid learning）是一種將遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和面對(duì)面學(xué)習(xí)相結(jié)合，改善學(xué)生體驗(yàn)并確保學(xué)習(xí)連續(xù)性的學(xué)習(xí)方式[14]。將線下實(shí)體課堂和線上虛擬課堂實(shí)時(shí)融合已成為一種趨勢(shì)，線上線下融合的學(xué)習(xí)方式成為混合式學(xué)習(xí)的一種新形式。充分利用混合式學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)科技實(shí)踐多元渠道。通過信息技術(shù)手段，彌補(bǔ)文化、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及地理環(huán)境的差異，設(shè)計(jì)混合式學(xué)習(xí)課程確保學(xué)生無(wú)論身處何處都能有所獲得的良好學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬寧，趙若辰，張舒然．項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：背景、類型與核心環(huán)節(jié)[J]．中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2018，8（05）：24-27．

[2] 巴克教育研究所．項(xiàng)目學(xué)習(xí)教師指南[M]．北京：教育科學(xué)出版社，2007：1-212．

[3] 周昱希．基于在線課程的小學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)施研究[D]．河南大學(xué)，2019．

[4] 豆志超．高中生物學(xué)習(xí)興趣的現(xiàn)狀調(diào)查及其培養(yǎng)策略研究[D]．華中師范大學(xué)，2015．

[5] 科技類校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開展科技教育活動(dòng)指南[J]．中國(guó)科技教育，2022（09）：8-9．

[6] 馬寧，孫亦凡，魏曉陽(yáng)．證據(jù)導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)[J]．中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2022，No.59（11）：5-9．

[7] 馬寧，郭佳惠，溫紫荊，等．大數(shù)據(jù)背景下證據(jù)導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式與系統(tǒng)[J]．中國(guó)電化教育，2022，No.421（02）：75-82．

[8] 鄧?yán)罹?xiàng)目式學(xué)習(xí)統(tǒng)整下的物理學(xué)科育人新范式[J]． 中小學(xué)教材教學(xué)，2022，85（01）：55-58+65．

[9] 寧顯斌．基于項(xiàng)目的混合式學(xué)習(xí)在編程類課程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D]．云南大學(xué)，2019．

[10] 鄭永和，徐文文，李星達(dá)，等．立足核心素養(yǎng)，引領(lǐng)校外科技教育活動(dòng)規(guī)范有序發(fā)展——《科技類校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開展科技教育活動(dòng)指南》解讀[J]．中國(guó)科技教育，2022，No.318（09）：10-13．

[11] 朱倩．校外教育機(jī)構(gòu)活動(dòng)課程的由來(lái)[J]．上海教育科研，2013，No.314（08）：13-16．

[12] 黃瑄，郭舒晨，李秀菊．青少年科學(xué)興趣發(fā)展現(xiàn)狀及培養(yǎng)建議[J]．科普研究，2020，15（06）：28-35+101．

[13] 張力群，徐紅，徐雷，等．引領(lǐng)科學(xué)發(fā)展需要知識(shí)、能力、興趣和勇氣——復(fù)旦大學(xué)拔尖人才培養(yǎng)思考[J]．中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2019，343（03）：8-12．

[14] 黃榮懷，Yao Ydo，劉堅(jiān)，等．混合式教育、學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)指導(dǎo)框架．北京：互聯(lián)網(wǎng)教育智能技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心，2022．