小学科学项目化学习“P-T-E-A”4T 实践策略——以教科版小学科学五年级上册《光》单元项目为例

“项目化学习是基于课程标准，围绕驱动性问题开展、深入、持续并创造性解决问题的学习方式[1]。

”笔者认为“基于课程标准”和“核心素养导向”是项目化学习设计两大前提，“Problem（指向驱动问题）”“Technolo （指向学以致用）”“Explore （指向深层探究）”“Appraisegy（指向表现评价）”模式是项目化学习实践四大要素。

只有立足基本前提和关键要素，才能真正意义上通过项目化学习赋能小学科学教学，从而促进学生对核心概念的认知以及对知识意义的整体建构。

接下来，笔者以教科版（2002版）小学科学五年级上册《光》单元为例，基于“4T”【指下文中4个“三（Three）”，即驱动问题的“三项条件”、学以致用的“三可形式”、深层探究的“三有原则”和表现评价的“三评标准”】的“P-T-E-A”项目化学习模式（见图1）重整单元内容，希望能为一线小学科学教师开发和实施科学项目化活动提供一定的借鉴与参考。

1.“P”设计指向系统思维培养
图2 “P”驱动问题的“三项”条件
�.�来源于真实世界
�.�激发学习内驱力
小学阶段是学生教育的启蒙时期，培养学生学习
小学科学项目化学习“P-T-E-A”4T 实践策略
——以教科版小学科学五年级上册《光》单元项目为例
■ 文/ 徐莉莎
【摘要】基于小学科学新课程标准和学生发展核心素养的诉求，在PBL 理念与活动理论的指导下，开展小学科学项目化学习设计与实践的研究。

笔者立足小学科学学科核心概念，做好“单元”整合与贯通，充分利用教材单元重组拓展学习内容，将高效的“单元模块”植入学习研究，呈现立体式、大容量的课堂教学，改变传统个体叠加的学习方式，形成基于“4T”的“P-T-E-A”项目化学习模式，促进学生对核心概念的认知和对知识意义的整体建构。

【关键词】小学科学；项目化学习；P-T-E-A；4T 实践策略
图1 项目化学习“P-T-E-A”4T 实践策略
· 三项条件
· 三可形式
· 三有原则
· 三评标准
驱动问题是能够连接学习目标和项目过程的问题，它可能是与学生生活贴近的现实环境，也可能是与学生生活存在距离但又确实存在的半现实环境，不论此环境是否为学生亲身经历的，它总是来源于真实世界的真实情境，符合“双真”标准。

科学项目化学习要培养学生形成一个重要的素养，就是解决真实世界问题的能力[2]。

问题源于真实世界，目标又是培养学生解决真实世界问题的能力，问题与目标的一致性，正是项目化赋能学科教学的有利证据。

“P-T-E-A”项目化学习模式中“P（Problem）”
是第一大要素，即驱动性问题。

它不仅能激发学生学习的内驱力，还能激发学生持续性思考，促进系统思维的发展[1]。

驱动问题是项目学习中让学生能深入学习的引擎，也是学生发展系统思维的良好载体。

教师应立足核心概念，根据教学需求合理设计问题，不要仅局限于学科知识层面，可从学生视角对生活情境加以分析，提出真实而又有挑战性的问题去提升学生的系统思维。

笔者认为要达成系统思维的培养，“P”的设计需要满足“三项”条件（见图2）。

兴趣和习惯的养成至关重要。

因此，在设计项目时，教师需对学生进行学情分析，以学生为中心，了解学生的兴趣、需求、问题、认知水平和已有知识经验等，设计出与课标、教材相匹配的项目内容，从而激发学生探究知识和寻找解决方案的需求，最终生成针对该问题的完整解决方案。

�.�赋予探究挑战性
项目化学习与传统学习有所不同，具备更复杂、综合和真实的特征，应具有一定的挑战性。

这种挑战可以是项目本身有一定的难度，也可以是项目中任务呈现不同难度的递进，从而有效地激发学生的学习热情，保持学生探究的主动性与持久性。

基于“三项”条件，笔者对《光》单元内容进行系统的整合与重组后改编成《火星救援》项目，一个有趣的项目名称是打开学生兴趣大门的钥匙。

本项目为学生设定富有挑战性的真实存在的能驱动学生学习的真实情境，最终为达成《光》单元的核心概念和教学目标服务。

笔者设计《火星救援》项目的驱动问题是“载人航天宇宙飞船阿瑞斯3号成功抵达火星后遭遇了破坏力巨大的风暴，宇航员马克被飞船上吹落的零件击中，队员们以为他已牺牲。

但马克却以极低概率活了下来，他发现基地已无完好的供电设备，仅发现几块太阳能板和一些破碎零件。

”通过身临其境的视频确定本项目的学习任务，即“帮助马克利用太阳能板（如何放置）获取太阳光发电来维持生计。

”那么，“该如何放置太阳能电板才能获得更多的光？”成为学生项目研究的主题。

2.“T”学习指向实践创新培养
“P-T-E-A”项目化学习模式中“T （Technology）”是第二大要素，即镶嵌性技术的学以致用。

技术作为影响教育的重要元素，镶嵌在整个项目学习中，包括“操作技术”和“探究技术”，前者指向“设施准备”，有教学准备、教学媒介和学习工具等；后者指向“知能准备”，有掌握难懂概念、讲授实验技术、学习新探究技能和模仿作品设计等。

那么，如何真正落实镶嵌性技术的学以致用呢？笔者认为为达成实践创新的培养，“T”的设计离不开“三可”研发模式1（见图3）。

T1：可转化模式T2：可优化模式
T3：可重组模式图3 “T”学以致用的“三可”研发模式
�.�可转化模式
大单元是教材的主要特点之一，“可转化模式”是指教师将一个单元中适合项目化的课（除最后一课），或某节课中适合项目化的内容，在基于课程标准和立足核心概念的基础上，将教材内容转化为项目，将教学目标转化为高阶认知目标，把原来指向概念理解的目标转化为运用概念进行决策、创见、解决问题等，最终让教师采用“转化”（见图4）后的项目化开展教学。

图4 科学项目化“可转化”模式基本流程
�.�可优化模式
科学教材中很多大单元的最后一课，已经具备或接近学科项目的特点，只需在一些环节上进行优化和改进，就可以进行项目化实施。

如从内容和结构上丰富项目材料，从驱动问题和表现评价上多下功夫，从合作创新和问题解决上丰富项目高阶思维等，最终让教师采用“优化”（见图5）后的项目开展教学。

1
选自喻伯军主任主持的2020年省教育信息化课题《基于小学科学教材的项目化学习设计与实施》成果报告。

优化驱动问题
优化项目计划
图5 科学项目化“可优化”模式基本流程
图6　科学项目化“可重组”模式基本流程
基于对“三可”研发模式的理解，笔者将《光》单元内容采用“重组”模式，把《光》单元8课时的教学内容，经过打通、融合、梳理、重组等一系列过程，确定为7个课时的《火星救援》项目任务（见表1）。

两者主要区别在于课时数量减少、教学内容增加、重组核心知识、注重实践创新等。

《火星救援》项目“T”中的“操作技术（设施准备）”涵盖多媒体设备、教学材料和活动工具等；“探究技术（知能准备）”涵盖认识太阳能电板、了解光沿直线传播、阳光直射时影子最短、光与热之间的关联、三角形具有稳定性和可变形材料的选择等（见图7）。

通过设施准备和知能准备来保障本项目的学习需求，即做好“与阳光垂直支架”的知识、技能和方法的储备。

· 多媒体设备· 教学材料· 活动工具· ……
· 认识太阳能电板；了解光沿直线传播· 阳光直射时影子最短；光与热之间的关联· 三角形具有稳定性；可变性材料的选择· ……
图7　《火星救援》项目“T”镶嵌性技术
3.“E”探究指向工程思维培养
“P-T-E-A”项目化学习模式中“E（Explore）”是第三大要素，即沉浸式深层探究。

《义务教育小学科学课程标准》提出：人类为实现自己的需要，对已有物质材料和生活环境加以系统的开发、生产、加工、建造等，这便是工程2。

工程思维是工程实践的灵魂，它架起探究发现、技术发明与产业发展的桥梁，为实际教学探寻新的思路，让学以致用真正发生[4]。

笔者认为为达成工程思维的培养，“E”需要满足“三有”原则（见图8）。

�.�有递进式活动，体现工程思维建构性
递进式活动倡导整体感悟、整体融合，使学生在掌握知识的同时，理解知识的逻辑关系，充分感受和把握探究性学习的知识和方法结构，形成比较完善的科学认知结构和思维结构。

如在《火星救援》项目中，笔者在活动中融入三次递进式的提升（见图9），第一次提升是把学生的关注点引导到“如何使用太阳能电板来提高发电效率？”；第二次提升是让学生运用科学
《光和影》
《马克遇难》
《阳光下的影子》《神奇太阳能电板》《光是怎样传播的》《光的传播方式》
《光的反射》《光的反射》《光与热》《变化的影子》
《怎样得到更多的光和热》《光与热交朋友》《做个太阳能热水器》《怎样与阳光垂直》《评价我们的太阳能热水器》—12345678合计8课时7课时
表1《光》单元与《火星救援》项目内容
（镶嵌性技术）对照表
图8　“T”学以致用的“三有”原则
2
选自《义务教育小学科学课程标准》。

科学教材中一个单元中的几节课或整个单元具有相关性，可以通过单元核心知识梳理，创设合适的项目情境，对此单元内容进行项目化重组。

如采用教材中没有出现过的内容，创设一个新颖任务，在原本的基础上加上核心知识重组环节，有时也需要转化为高阶认知目标，最终让教师采用“重组”（见图6）后的项目开展教学。

�.�可重组模式
课时数
量减
少，教
学内容
增加，
重组核心知
识，注重实践
创新
……
知识思考“如何证明太阳能电板与阳光垂直？”；第三次提升是让学生达到思维高阶的“如何让太阳能电板与阳光一直保持垂直？”。

图9 《火星救援》项目递进式活动
�.�有结构性材料，体现工程思维实践性
结构性材料是开展深层探究教学的基础，能助力工程思维的高效。

因此，教师需要精心思考和准备有结构、有意义的材料。

那么，对材料的选择、数量、摆放和位置等都有严格的要求，如要具备启发性、典型性、可操作性、自主选择性和课外衍生性等特征。

如在《火星救援》项目中，笔者对材料和工具的准备、置物空间的选择符合结构性材料的意义（见图10），深入思考“怎样的手电筒能更好地模拟阳光？”“什么材料能更好地制作可调节角度的支架？”“什么材料能证明太阳能电板此时是与阳光垂直的？”等问题。

图10 《火星救援》项目结构性材料
�.�有实物型模型，体现工程思维创造性
实物型模型是围绕设计方案，组员间相互探讨，明确设计和制作方案后，使用工具与材料完成模型的构建。

这一过程能把握人与自然、社会的互动关系，促使学生加强工程思维与环境间的相互作用，培养学生的分析和创造能力。

如在《火星救援》项目中，笔者认为“材料前置”不仅能为学生设计方案明确方向，还能让学生在
设计完后立刻动手制作模型。

汇报环节中，学生对实物模型的描述与反馈都精彩绝伦，特别是“圆形光斑法”（见图11）更突出，即在与太阳能板平行的平面上安装一个与其垂直的圆形吸管，体现出学生的工程意识与创新思维。

垂直
平行
图11 《火星救援》项目学生作品
4.“A”评价指向深度学习培养
“P-T-E-A”项目化学习模式中“A（Appraise）”是第四大要素，即表现性评价。

项目学习中的评价至关重要，应引入自我评价、同伴评价等以学生为主体的评价，可以开发或采用作品评价表、个人反思表和项目进度表等多种形式的评价方式。

笔者认为为达成深度学习的培养，“A”需要实现“三评”准则（见图12）。

A1：评价标准，清晰明确
A2：评价方式，多维融合
A3：评价成果，指向素养
图12 “A”表现评价的“三评”准则
�.�评价标准，清晰明确
评价标准是评价活动方案的核心部分，是人们价值认识的反映，它表明人们重视什么、忽视什么，具有引导被评价者向何处努力的作用[4]。

在项目化学习布置任务前，教师需为学生提供清晰明确的标准，提高评价的针对性和有效性。

如《火星救援》项目中，笔者制定三条评价标准（见图13）。

图13 《火星救援》项目评价标准
�.�评价方式，多维融合
评价具有积极的引导作用，既能促进学生人人自主和积极参与，又能促进学生合作协调、动手实践等能力的发展。

“多维融合”的评价方式，既能避免评价单一，又能提高活动实效，是调动学生学习兴趣、高质量开展活动的重要途径，可分为师评、自评和互评三种不同的方式（见图14）。

图14 《火星救援》项目评价方式
如《火星救援》项目中，“支架稳定”采用“自评”方式，因太阳能电板轻巧、成功率高，为节约时间采用此方式；“可调节角度”采用“互评”方式，给各组体验检测员的机会，既可从别组得到启发，还可摒弃“教师权威”，提高学生主体地位；“与阳光垂直”采用“师评”方式，本环节至关重要，需要在教师的
知识技能基础知识不扎实，经常不完成作业和
项目
基础知识较扎实，能较好掌握中等难
度的知识和技能
基础知识扎实并能融会贯通，能熟练
掌握学习方法进行分析、推理和运算
表现能力讲话不清晰，缺乏肢体语言，没有创
意，与倾听者无互动与交流
讲话有时不清晰，肢体语言使用有限，
缺乏创意，偶尔与倾听者有目光交流
讲话有力、吐字清晰，肢体语言富有
活力，富有创意，与倾听者有很好的
目光交流
……………………
文化传承对“人工虹”实验的文化认识不足，
对该文化的重视度不高，缺乏对文化
的认同感
认识中华文化精神的博大精深，知道
对“人工虹”实验文化认同的重要性
认识“人工虹”文化传承对人类发展
的巨大意义，努力继承先进的历史文
化
表2 《火星救援》项目化学习评价表
引导下带领学生学会采用不同提高与阳光垂直精准度
的方法，真正学会用所学科学知识解决生活难题。

三
种方式相互融合、自然呈现、颇有成效。

�.�评价成果，指向素养
参考文献：
[1]刘晓明等.评好课与师德行为[M].长春:东北师范
大学出版社,2010:16.
[2]温瑾.高中生化学素养现状测量与分析[D].南昌:
江西师范大学,2017.
[3]房小龙.科学STEM教学中学生工程思维的培养[J].
小学科学(教师版),2019(9):1-2.
[4]朱莹.小学数学低年级段课堂教学评价的实践研
究——以上海市M小学为例[D].上海:上海师范
大学,2019.
笔者将评价成果具化为“知识技能”“表现能力”
“合作共享”“自主意识”“创新表现”“项目作品”“人
文情怀”“文化传承”八个维度，指向核心素养对学
生进行全面评价，同时，将每个维度划分成C（新手）、
B（熟练）和A（典范）三个等级，每个维度与等级
有相应的评价内容。

如《火星救援》中，笔者对学生学习科学项目化
学习进行了细致的评价（见表2）。

总之，“P-T-E-A”的4T实践策略，既改变了传
统个体叠加的学习方式，又促进了学生对核心概念的
认知，更帮助了学生对知识意义的整体建构，为持续
开展小学科学项目化学习奠定基础，为项目化学习赋
能小学科学教学提供了保障。

（本文作者系浙江省湖州市吴兴区太湖小学研训
处主任）
标准中“支架稳定”是为了让学生初步了解结构稳定性在制作支架时的运用；“可调节角度”是为了让学生思考材料特性和装置安装方式在制作可调节支架时的运用；“与阳光垂直”是为了让学生学会思考，运用科学原理，用一种更精确的方式去解决肉眼判断阳光是否直射太阳能电板的方法。

三条标准任务清晰、目标明确、层层递进。