基于PBL教学模式的小学科学教学实践探索
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作者:张宏敏 王蓉
【摘要】本文介绍了PBL教學模式的定义和特征，结合小学科学课程标准，梳理出该教学模式的具体实施步骤，并以“宇宙”单元的教学为例进行实证研究，体现PBL教学模式在小学科学课程的部分教学活动具有比较明显的优势。
【关键词】PBL教学模式 小学科学 “宇宙”
【中图分类号】G623.9 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）17-0159-02
传统小学科学课程大多以教师讲授为主，教师将自己所掌握的科学知识等传授给学生，学生也处于被动接受的状态。这种方式优势在于教师教授的内容明确、课堂易于组织，在帮助学生快速掌握大量的科学知识方面有一定效果;但是学生在被动的状态下所获得的科学知识和体验大多停留在认知层面，缺乏对科学问题的独立思考和深入探索，难以激发学生对科学学科的学习兴趣、不利于培养学生的科学素养和探索精神。通过小学科学教育培养学生的科学创新意识，引导学生积极运用所学科学知识来解释日常生活中存在的科学现象，体验科学探索过程中的乐趣，形成一定的解决科学问题的思维和能力，为国家培养科技创新人才打好基础。
本文将PBL教学模式运用于小学科学课程教学之中，以小学六年级下册“宇宙”单元开展PBL教学模式教学为案例，力图开展基于PBL教学模式的小学科学教学实践探索。
一、关于PBL教学模式
（一）PBL定义
基于项目的学习（PBL）主要是指学生通过完成与现实社会生活密切相关的“项目”进行学习，它是一种充分选择和利用最优化的学习资源，在实践、体验、探索、创新中获得较为完整而具体的知识，并且形成专门的技能并获得发展的实践活动[1]。
（二）PBL教学模式的本质特征
1.以项目为中心
教师围绕所选项目，精心设计需要解决的问题，学生根据所需解决的问题任务，进行分工合作，探究解决问题的“最佳”方案，并分享交流。在这个项目问题探究解决过程中教师完成教学活动，学生完成学习。
2.“师”本位转变为“生”本位
传统的教学模式是以教师为课堂的主导者，而PBL教学模式的主体是学生。教师在PBL教学模式中充当的主要角色是引领者、指导者、答疑解惑者;学生作为主体，主要角色也发生了改变，不再是以往的被动的知识接受者，他们在PBL教学模式中作为课堂的主导者、知识的探究者、成果的评价者。
3.注重团队协作
教师采用PBL教学模式进行教学，在设定问题项目后，学生仅凭一己之力是难以完成，因此各学习小组在制定项目计划时就必须细分任务，确定各任务的执行人员以及规定完成的时间节点，团队必须通力合作才能顺利完成项目的学习。
二、PBL教学模式在小学科学课程教学中的运用设计
根据教育部出台的《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，主要任务是让学生掌握基础的科学知识，并且能够运用科学知识来解释日常生活中存在的科学现象，发展学生的科学思维和语言能力[2]。小学科学教师应指导学生在科学课程学习中逐步掌握科学探究的技能和方法，培养学生热爱科学、善于思考、去伪存真、互助合作的学习态度和环境保护以及积极健康的生活态度，为学生继续学习和终身发展奠定良好的基础[3]。
本文在Howard Barrows 创立的PBL 教学模式基础上，根据小学科学课程的教学要求，结合小学科学课程的特点，设计了小学科学的 PBL 教学模式实施五个步骤。
（一）设定培养目标
教育部最新制定的义务教育《小学科学课程标准》（2017）中规定科学课程目标包括科学知识目标，科学探究目标，科学态度目标，科学、技术、社会与环境目标等四个方面。PBL教学模式的培养目标为：通过让学生在搜集整理资料、探索研究问题、展示研究成果、评价反馈等过程中构建其相关的知识体系，达到启迪科学思维、提升科学智慧、掌握科学技能，进而养育科学人格等目标。
（二）拟定问题
教师需要发掘所选项目的相关问题，明确学生需要“做什么”，设计出优质的问题，给学生提供导向，对教师来说这是一大挑战，但也是直接决定能否顺利完成培养目标的关键，优质问题应该具备的基本特征是“在学生最近发展区内、引发认知冲突、激发思维碰撞”。教师设计的优质问题主要可以从以下方面考虑：
1.分析、综合、评价类问题。有利于培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力，树立个人的科学观。例如对比性的问题“卵生动物与胎生动物的差异”，综合性的问题“水体污染原因的调查及改善方法”等。
2.批判类问题。有利于调动学生积极思考问题，锻炼其质疑推理能力，在批判中去伪存真，认识事物的本质特征，创造性地接受并建构知识。如“物质都具有热胀冷缩的特性吗？”等。
（三）合理分组、分工执行
1.合理分组。PBL教学模式能否凸显其在小学科学教学中的优势，分组至关重要。通常以2-4人为一个小组，分组方式可采取自愿组合、教师指定等方式，各小组成员最佳组合方式是取长补短、团队协作，共同完成。综合考虑学生学情、根据探究学习主题进行合理的分组，保证小组成员全面参与到整个探究过程当中，也是课程顺利完成的基础保障。
2.分工执行。各组组员确定后，制定项目计划书，进行明确分工。根据项目计划书中细分的各项任务，每项任务落实到每位小组成员、并对每项任务的完成时间做出具体规定。比如收集整理资料的小组成员，必须要在规定的时间内完成，才让下一位成员完成下一项计划任务。
（四）成果交流
各组采取汇报演讲、制定研究报告等形式进行交流。在进行成果交流时，首先介绍项目计划制定的情况、各成员的任务分工情况、探究过程中遇到的问题、完成的各项成果等，以PPT+讲解形式、实验演示形式等不同方式进行汇报，以便于学生和教师做出客观公正的评价。 （五）总结评价
PBL教学模式教学评价既包括学生学习成果评价，又考虑学生在探究学习过程中的参与度、积极性、合作性等因素，因此评价要素包括学习能力、团队合作情况、学习态度、成果展示等方面进行定量评价。PBL教学模式的教学评价不再是完全由老师主导，还包括学生自评和同学间的互评。最后根据所选主题设定自评分、其他小组评分、教师评分所占权重，加权平均得出总分进行定量分析评价，教师再对小组完成情况做出口头点评。
除了对学生学习情况进行评价外，教师的教学设计和最终的教学效果也要进行自我评价，分析PBL教学模式在小学科学教学中存在的问题，以便在今后的教学中不断改进。教师教学自评主要指标包括：培养目标、问题设计、指导管理、组织管理、总结性讲解评价等方面进行定性评价。
三、PBL教学模式在小学科学课程教学中的实践
在小学科学课程中，“宇宙”方面的课程一贯被认为是最难以开展教学的内容，原因在于“宇宙”方面的知识脱离生活，学生虽充满好奇，但难以企及;这方面内容过于抽象，科学教学使用的各类“宇宙”天体模型失真，给学生帶来感官认知上的困难;“宇宙”领域所涉及到的知识较艰深、信息量也大，教师也难以完全把握浩瀚宇宙的精准专业知识。因此，选择“宇宙”单元作为PBL教学模式在小学科学课程教学中的实践为研究探索对象，可以充分体现PBL教学模式在小学科学课程教学中的优势。
（一）设定PBL教学模式培养目标
在分析小学六年级教科版“宇宙”单元的教材、教学目标以及学生情况的基础上，确定PBL教学模式将要达到的培养目标，即包括掌握月球的相关知识、日食月食、太阳系、星座等知识目标、环形山形成原因、星空的探索等探究目标、以及培养学生端正的学习态度目标;又包括锻炼学生在搜集整理资料、探索研究问题、展示研究成果、评价反馈等过程中提升其相关的知识体系的能力。
（二）分组确定探究问题
1.探究项目主题
根据“宇宙”单元的教学内容和教学目标，提出了以下六个探究项目主题：探秘月球、奇妙的月相变化、关于“环形山”、揭开日食月食的神秘面纱、漫步星空、宇宙原来是这样的。要求同学们围绕主题，自主学习并探索解决问题。
2.分组方式
为了研究哪种分组方式更有利于PBL教学模式的开展，本次项目式学习分组和探究问题的分配采取了自由组合+自主选题与指定小组+抽签决定探究问题两种方式进行。第一种分组每组成员2-4人，第二种方式每组成员4人。经实践证明两种分组方式各有利弊，总的来说自主选择的方式效果更好，唯一不足在于有部分问题没有同学选择，有些问题重复过多，在今后的探究式教学过程中将继续优化。
（三）各组制定项目计划
分组确定各小组成员后，每组学生根据自己组内成员情况，制定了详细的项目计划书，明确各成员的具体任务及完成时间，既有分工，也有合作，共同执行项目计划。在这个过程中，同学们也遇到了各类问题和困难，如六年级学习压力大时间紧、收集资料的渠道窄，也有存在畏难情绪的。教师在PBL教学模式中，发挥引领者、指导者、答疑解惑者的作用，多与各组同学沟通，了解他们的思想动态和探究过程中遇到的问题，及时疏通引导，帮助学生树立信心、提供解决问题困难的建议，保证各组能够顺利完成项目计划。
（四）各组分享探究成果
项目探究成果分享交流中同学们大多采用PPT的形式，还根据各自的项目主题，设计制作了日食、月食模型，以及直观且参与性强的教学实验，比如展示“环形山”的形成过程和原理、演示月相变化等。此外，结合同学们所感兴趣的动漫人物来介绍各类星座。精彩分享展示的背后是同学们认真积极的科学探究态度，六年级学生在PBL教学模式下，对“宇宙”单元的自主学习完成情况超出预期。
（五）评价总结
PBL教学模式的完成情况评价采取自评（20%）+他评（80%）的全员参与评价的模式，从任务分工、资料收集整理、自主研究解决问题、团队协作情况、学习态度、成果展示情况等方面进行评价。各组同学分享交流研究的情况后，自己、其他小组、教师分别按照各项评价指标进行评分，指定同学进行统计，在下一组分享交流结束后公布上一组成绩，教师再做出点评和补充未解决的问题。
此外，教师对“宇宙”单元的教学设计、PBL教学模式的教学效果进行自我评价，主要从单元培养目标、项目问题的设计、学习过程的指导管理、学生探究分享交流的评价等方面进行分析，找出教学过程中存在的问题，以便改进。
四、结语
无论是采取哪种教学模式，初衷都是为了提高学生的学习质量和综合素质。结合小学科学课程标准和学生的实际情况，在部分单元运用PBL教学模式有利于学生学习科学知识，锻炼多方面的能力，尤其是探索和解决问题的能力，营造有趣、充实的学习氛围，学生通过自主探究学习，教学成效也是事半功倍。
参考文献：
[1]郭贝妮.基于项目的学习（PBL）在小学科学教学中的运用[J].中国校外教育，2014（S2）：266.
[2]王娜.PBL教学模式在小学科学教学中的实证研究[D].重庆大学，2017：5.
[3]高凌宇.基于情境认知理论的高中函数概念教学研究[D].天津师范大学，2015：2.
作者简介：
张宏敏（1985年5月-），汉族，四川隆昌人，硕士研究生，研究方向：长期从事小学科学教育教学和研究。
王蓉（1981年5月-），汉族，四川三台人，硕士研究生，研究方向：长期从事小学科学教育教学和研究。
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