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科学项目化学习的研究与实践——制作喂鸟器

作者/来源:三年级科学组 殷越    发布时间:2025-04-07

   2024学年第一学期,我和科学组的钟老师和曹老师代表学校,参加了徐汇区中小学项目化学习课堂实践评比。参赛要求是设计一个与科学学科相关的项目化学习方案,并在2小时45分钟内完成一个项目化学习方案中各阶段课堂实施环节。在接到比赛任务时,我们的内心是非常忐忑的,一来科学学科的的项目化学习活动还没有实施过,缺少经验;二来像这样完整地去演绎项目化活动,这种呈现方式,也未曾尝试过。我们研读了许多项目化学习指导的文件,还浏览了一些科学项目化学习的案例,我们发现,科学项目化学习活动在实施的步骤中,与其他学科相比,有许多不同之处。

   首先,科学项目化学习活动的开展需要依托于真实的科学问题或者情境。学生通过观察、调查、研究等实践活动,对科学的基本概念和原理进行探究和理解。其次,科学项目化学习活动强调学生的主动性和探索性。学生需要根据自己的兴趣和特长,选择研究课题,制定研究计划,并进行实践操作。再次,科学项目化学习活动注重学生的实践操作和亲身体验,学生通过实地观察、实验操作、数据分析等方式,获取和验证科学知识。最后,科学项目化学习活动强调评价的多元化。学生的研究成果可以通过报告、展览、演讲等多种形式进行展示和交流。

   综上所述,凭着我们对“科学项目化活动”的自主理解,开始了对活动内容的“选题”。

一、项目选择

   既然是“科学项目化学习”,首先就是要立足内容的“科学性”,并且要和教材中的教学内容直接关联。其次,设置的真实的科学问题或者情境,要尽量贴近学生生活,使他们在活动过程中,能从生活经验出发,更好地激发探索和研究的兴趣。最后,考虑到教学评比最后的出项和成品展示,学生必须在规定时间内,完成作品的制作,所以选题的内容要有一定可操作性,实施过程不能过于复杂。

基于以上几个方面,我们选取了三年级课程“动物世界”中“鸟”这一章节的内容,以鸟类生存与自然环境的关系为研究背景,设计了“制作喂鸟器”项目化学习活动。

二、项目设计

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三、项目实施

(一)入项、问题驱动

   要提出驱动性问题,先要让学生了解研究的背景和现实意义。在学习了“鸟”这一单元内容后,学生对“鸟”的形态特征和生活习性有了一定了解。因此,在入项初始,通过视频,让学生观察自然界中鸟的各种活动,回顾复习鸟的身体结构;然后,通过观察不同形态的鸟喙,来引发学生对鸟类不同食性的思考。

   在研究“鸟喙与食性”的部分,杜老师提出了一个非常棒的实验设计——模拟鸟喙的觅食。我们使用了“鳄鱼夹”“镊子”“注射器”“竹夹”来分别模拟不同形态的鸟喙,并准备了鸟类的食物:“大米”、“绿豆”、“螺蛳”、“虫子”(粘土模型)“花蜜”(粘土模型)。学生使用工具去取食物,感受某种工具去取某一种食物时,是比较合适的。通过模拟,了解到鸟的食性与鸟喙的形态息息相关。该模拟活动,提升了研究的科学性,为后续的探究提供了学习支架。

   那么鸟类的食性与生态环境又有着怎样紧密的联系?通过观看视频,了解冬季鸟类觅食的艰辛和不易,从而引发学生的思考:如何解决冬季鸟类食物短缺的问题?驱动性问题的提出点燃了学生的思维火花,学生根据生活经验,提出了各种解决方案,有的说可以每天在小区定点给鸟类喂食;有的说将鸟食直接洒在绿植比较多的公园里。学生各抒己见,通过交流和讨论,又综合了喂食时间、天气等多方面因素的考虑,最后大家达成了共识,可以设计一款“喂鸟器”放置在户外,并定时给喂鸟器添加食物。最后,介绍了上海地区常见的三种留鸟“麻雀”“乌鸫”“朱颈斑鸠”,并请学生为其中一种或几种留鸟设计制作一款喂鸟器。

(二)合作探究、知识与能力构建

   在着手进行设计之前,先让学生了解喂鸟器。通过图片展示不同类型的喂鸟器,接着通过问题“喂鸟器虽然样式各种各样,但是结构和功能却是相同的。它们有哪些相同的结构,你猜测下有哪些功能?”。让学生将注意力聚焦在比较和思辨上。通过交流,得出这五种结构是所有喂鸟器均具有的。并通过经验和猜测确认了各部分的基本功能,为之后的设计和制作喂鸟器做好准备。

   学生分小组讨论设计喂鸟器,绘制喂鸟器的设计简图(标注结构、各部分名称),在这个过程中,钟老师和曹老师参与小组活动,给学生的设计方案提出一些建议,使喂鸟器的结构更加合理,让设计和制作更具操作性。

   交流设计简图,其他组提出建议,交流小组根据其他同学给的建议进行修改。在进行二次修改的过程中,小组内要开始考虑材料的选择,从我们现场提供的十几种材料中选择合适的,并将材料序号标注在设计图中。在挑选过程中,有的组能找到合适的,有的组也发现找不到与自己设计匹配的材料 ,这时就必须从现有的素材寻找灵感,根据外形、材质,找到可替换的材料,并修改原设计。

(三)动手实践、形成初步成果

   学生们对照自己的设计图,运用材料箱中的材料,小组开始进行喂鸟器的制作。小组成员分工协作,组长分配组员任务,有的负责测量,有的负责裁剪,有的负责粘贴,一切尽然有序。在制作过程中,学生会遇到各种各样的问题和困难。有的小组选择的材料防水性差,在找不到更合适的材料替换的情况下,经过曹老师和钟老师的指导和提示,学生用防水的即时贴铺在材料的表面,解决了这个问题。有的小组选择搭建围栏的纸板不够坚固,在同组伙伴的帮助下,大伙给纸板贴上木棒,既加固了围栏,又使喂鸟器外形更加美观。此外,材料的裁剪、黏贴、用料的量、各种细节都在做的过程中不断调整和修改。经过大约一个小时的制作,学生完成了喂鸟器的初步制作,基本框架已经成形。此时两个小组就进行了作品的交流,说一说制作的喂鸟器有哪些结构和功能,选取了哪些材料,小组之间互相评价,指出哪些设计不够合理,并提出改进的建议。接下来,就是根据改进的建议,完善作品的制作。小组成员抓紧最后的时间,对作品小修小补,并配上适当的装饰。

   在整个制作的过程中,学生的团队协作能力有很大提升,他们认识到要高效完成一项任务,除了要紧密合作,明确分工,还要学会倾听他人的意见,达成共识,才能有效解决问题。

(四)出项展示

   最后的出项展示环节,大约是10分钟的汇报时间。各小组先向专家评委展示作品,阐述设计理念,说明“喂鸟器”各部分的结构和选材。为了证明学生的作品是否具有喂鸟器的基本功能,我们还现场测试了喂鸟器的喂食功能、防水性能以及是否方便补充食物。首先给喂鸟器内装上鸟食,利用等比例大小的鸟类模型,对比喂鸟器上孔的大小和高度,观察鸟喙是否能取到食物。并通过在上方四周洒水的方式,观察喂鸟器的防水能力的强弱。学生的作品和设计理念获得了专家评委的肯定,也提出一些建议,除了模拟测试喂鸟器的功能,还需要后续开展实际的测试,才能有效判断“作品”的成效。

四、反思与改进

   通过本次项目化活动的实施,我们也反思了在项目设计上的一些不足,总结经验,并在今后的研究和实践中进行改进。

   首先,学习不仅仅局限在课堂上,更重要的是把理念延伸至课堂外。课堂上的喂鸟器制作提供的材料毕竟是有限的,留给学生思考和设计的时间也不够充裕,所以在制作后会发现有很多不足之处,如果可以引导学生在课余自主研究,去挖掘更多可用的生活材料,那设计制作出的成品,也会更加完善,更加成熟,同时,也激发了学生解决问题的主动性并发展创新意识。

   其次,将学生的成品要付诸于实际,而非做完就好。将喂鸟器挂在校园里,观察是不是真能够吸引鸟儿来进食,我们可以利用科学课的时间,组织学生进行观察活动,记录鸟食减少的量,推算添补食物的时间。还可以利用科学社团活动的时间, 对喂鸟器的材料和制作进行进一步的优化和调整,培养学生的反思、修正的能力。

   通过本次项目化学习活动的实施,引起我们思考的还有很多,如何设计学习支架支持学生学习?如何更好地进行知识能力地构建?如何在学习活动中支持学生团队合作?如何评价学生项目化学习成果与学习过程?……在今后的项目化学习活动的实践中,我们将进一步摸索和尝试。

   最后,感谢王校长给予我们的信任,让我们有机会对项目化学习进行探索和研究,通过以赛促研,提升我们的研修能力和实践能力;感谢朱书记和杨副校长,在我们整个备赛过程中,给予很多的帮助,在我们商讨比赛时,在我们赛前培训学生时,给予了无微不至的关心;也非常感谢科学组的每位老师,无时无刻给予我们最暖心的帮助。所谓“积力之所举,则无不胜也;众智之所为,则无不成也”。这次评比活动的成功,是整个团队同心聚力的成果,背后凝聚着大家的努力和汗水。期待新学期,我们的团队继续汇智同心,智勇前行。

学科项目方案设计

一、基本信息

参评序号:34

项目名称:制作喂鸟器

项目总课时数:5

项目类型:学科项目(√ )跨学科项目(  )

项目覆盖学科及课时数

学科:科学

课时数:5

学科:科学

课时数:

学科:科学

课时数:

学科:科学

课时数:

学科:

课时数:

年级:三年级

设计者: 殷越、曹骏、钟鸣        学科:科学

二、项目简述

 

这个项目是面向( 三 )年级的学生的项目。本次项目设计的驱动性问题是(   如何解决冬季留鸟食物短缺的问题? ),学生在这个项目中需要经历的学习历程是:( 制作喂鸟器,并进行测试,怎样才能达到防水、喂食的最佳效果 ),最后形成的项目成果是( 完成可以投入使用的喂鸟器 ),学生的创造性体现在(   喂鸟器材料的选择,结构的设计 ),学生在项目过程中对于( 喂鸟器的结构和功能的设计原理以及制作喂鸟器对自然界中鸟类的生存意义 )有了更深的理解。

 

 

三、项目目标

项目目标

学科核心概念:

观察分析,探究实践,合作交流——科学地设计并制作“喂鸟器”

学科核心知识与能力:

1、 能用科学的思维观察鸟的外形特征和鸟喙的特点,了解鸟的觅食习性,能利用提供工具,模拟鸟喙取食的过程。

2、 根据鸟的体型和鸟喙特征,合理、科学地设计喂鸟器,并能对设计进行分析和说明,通过小组间方案的交流,反思优化设计,培养良好的科学观念。

3、 根据设计,选择合适的材料进行实践操作,充分考虑材料的特征,在操作中,思考选择材料与预期设计是否匹配,逐步改善并优化制作材料,形成优秀的探究实践能力。

4、 经历小组交流、反思、评价的过程,形成尊重“科学”态度责任,能有依据地评价其他小组地作品,能质疑别人地观点,接纳他人地正确观点,完善探究活动。

学习素养(创造性实践、调控性实践、探究性实践、社会性实践、审美性实践、技术性实践):

创造性实践:能用科学的思维思考,合理、科学地设计喂鸟器,并能对其结构和功能进行分析和说明。

调控性实践:通过小组间的交流,反思优化设计,及时调整,改善。

探究性实践:根据设计,选择合适的材料进行实践操作,充分考虑材料的特征,在操作中,思考选择材料与预期设计是否匹配,逐步改善并优化制作材料,形成优秀的探究实践能力。

审美性实践:在设计和制作的过程中,能考虑成品的美观性,对其外观进行美化,提升审美能力。学会将喂鸟器制成鲜艳醒目的配色,从而吸引鸟儿来进食。

技术性实践:选择合适的工具和材料,实施设计方案,做出成品和实物模型。经过对结果的评估,发现存在问题并进行改进。

学科课程标准:

1、 掌握基本的科学知识,形成初步的科学观念。

2、 掌握基本的思维方法,具有初步的科学思维能力。

3、 掌握基本的科学方法,具有初步的探究实践能力。

4、 树立基本的科学态度,具有正确的价值观和社会责任感。

四、教材内容链接

( 沪教版   )版教材【例如:部编版、沪教版、人教版等】

学科

年级

学期

单元

内容

科学

三年级

第一学期

第三单元











五、项目问题分解与日程概览

本质问题

设计一款“喂鸟器”,给鸟类提供食物

驱动性问题

如何解决冬季鸟类食物短缺的问题?

预期总成果

设计并完成“喂鸟器”制作

阶段

阶段1

阶段2

阶段3

阶段4

项目进程

前期准备、入项

知识与能力建构、合作探究

动手实践、形成初步成果

出项、反思与迁移

实施过程(简述)

1、 引导学生走进大自然,了解鸟类的生活。(短视频)

2、 鸟在大自然中都能找到自己喜欢的食物。

(1)鸟的身体结构和特征。

(2)鸟喙的特征。

(3)模拟不同鸟喙的取食。

3、一年四季,鸟类都能找到合适的食物吗?冬天鸟类会面临什么困境?(短视频)

4、如何解决冬季留鸟食物短缺的问题?

让学生了解到在冬季给鸟类喂食的重要性,从而为学生制作喂鸟器提供了现实意义和内在动力。

5、思考如何为冬季留鸟设计一款适合它们的喂鸟器。

 

 

1、介绍上海地区常见的几种留鸟。

2、 通过图片展示不同类型的喂鸟器。

想一想:喂鸟器虽然样式各种各样,但是结构和功能却是相同的。它们有哪些相同的结构,你猜测下有哪些功能?

3、     

通过观察、比较、讨论,得出各种喂鸟器均有的结构和功能。


 

4、 通过观察、比较、思考,说一说形态各异的喂鸟器,有什么不同?

5、 以小组为单位,设计一个简易的喂鸟器,并具有喂鸟器的基本功能,思考需要绘制设计简图,并思考你们组准备选择哪些材料,用它们做什么,有什么作用。

6、小组派代表上台展示设计的图纸,设计了哪些基本构造,有哪些功能。其它组的同学可以根据同学的介绍发表他们的看法,可以是同意的,也可以是提供建议帮助修改的。参与汇报的同学可以接受其他同学的建议,当然也可以坚持己见。在不同小组的交流过程中,孩子们可以取长补短,可以改进和优化自己已有的设计,从而达到更好的效果。

1、 教师将事先准备好的材料发放给学生,让学生以小组为单位,根据之前的设计图,选择相应的材料进行制作。

2、动手制作

(1)初步制作,完成框架构建。

学生在教师的指导下,对照自己的设计图,运用材料箱中的材料,小组进行喂鸟器的制作。

在制作过程中,要注意开洞的大小、洞口的位置是否能让鸟吃得到、是否方便打开喂鸟器加食等重要因素。

(2)交流半成品。

 学生和老师对“半成品”提出改进建议,特别是材料的选择是否色彩鲜艳,因为明亮的色彩更能吸引鸟类,所以建议小组后续制作中对作品进行美化。

3、再次完善设计,改进制作。

4、成品展示。

1、小组展示自己的成果,是否具有喂鸟器的组成和功能,重点是观察和评判喂鸟器的喂食、防水、加食功能。

(1)喂食:观察孔的大小和高度,是否有利于鸟儿在此进食。

(2)防水:鸟食放入其中供鸟儿进食,以防鸟食被雨水淋湿。通过上方四周洒水的方式,观察喂鸟器的防水能力的强弱。

(3)方便补充食物:

现场测试是否方便打开喂鸟器,进行食物的补充。

2、思考:制作的喂鸟器安置在哪里?

3、为了进一步测试“喂鸟器”,我们将它们放置在户外后,要定期观察、记录里面鸟食减少的情况,及时填补食物。如果在测试过程中,发现有什么问题,我们要进一步改善,解决问题。

学习支架

真实情境

模拟鸟喙的工具

图片中的喂鸟器

设计图纸

制作材料

教师指导;制作所需的材料和工具

喂鸟器功能测试

评价关注点

1、 能用科学的眼光观察鸟的结构特征,鸟喙特征。

2、 能选取合适的工具模拟鸟喙取食的过程,形成良好的科学观念。

3、 根据问题情境,激发学习兴趣,明确学习任务。

 

1、 能用思辨和比较的眼光比较各种喂鸟器,总结其结构和功能。

2、 设计一个简易的喂鸟器简图,并思考准备选择哪些材料,用它们做什么,有什么作用。

3、汇报交流小组作品的结构和功能,在不同小组的交流过程中,可以改进和优化自己已有的设计,从而达到更好的效果。

1、学生的动手操作能力。

2、团队内组员之间合理分配任务,合作分工,高效完成。

3、在制作的过程中,学生会遇到各种各样的问题和困惑:材料的裁剪、黏贴、用料的量、做的过程中又有了新的想法, 能对之前设计及时调整。

1、能对小组作品进行功能介绍。

2、思考投入使用后,还要关注哪些问题。

阶段成果

学习并模拟鸟喙取食过程,为后续喂鸟器设计作好学科知识铺垫。

完成喂鸟器简图设计。

完成喂鸟器的制作。

汇报展示,评价反思,改进设计。

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