基于项目式学习的初中科学大单元教学设计
——以“水与我们的生活”为例
摘要：结合项目式学习与大单元教学的实施路径与要素分析，构建基于项目式学习的大单元教学设计框架，并以“水与我们的生活”主题为例，实现科学学科的专题知识、观念、过程、价值的宏微观统整，引导学生在“做科学”的活动中建构正确的科学理解和科学观念，发展初中生的科学学科核心素养。
关键词：初中科学；大单元教学；项目式学习；教学设计
核心素养的培育与提升要求当下课堂教学走向“大融合”与“大发展”，大单元教学正是符合这一发展趋势的重要教学方式。大单元教学注重以学习逻辑构建相对独立且完整的学习事件，强调以高站位驱动知识迁移与思维训练，其既能在微观上着眼于具体的知识模块，又能站在全局角度，从宏观上统整科学学科的专题知识、观念、过程与价值，是学科核心素养落地的关键路径。
然而，在实际教学中，大单元教学却出现了目标取向偏差、教学设计失衡以及任务连贯性缺乏等问题。为此，本研究尝试利用项目式学习中“以问题为驱动、以合作为路径、以项目为载体”的特征优势，将二者有机结合，以初中科学为学科视点，建构基于项目式学习的大单元教学设计框架，以期在驱动性的项目实施中引导学生构建整合性的知识体系，从而在教学方式的转变中实现学科能力和本质的深化。
一、基于项目式学习的初中科学大单元教学设计框架
基于项目式学习的大单元教学设计并不是“大单元教学”与“项目式学习”两种理念的简单拼凑，而是形成了内在的整合，具有鲜明的特点与独特的优势。与单纯的“项目式学习”相比，基于大单元内容的项目要求涵盖的知识内容、项目任务等方面具有结构性与系统性，在整体上体现“大单元教学”；与单纯的“大单元教学”相比，该方式能够将教学中的子活动串联为一个项目，使教学任务环环相扣、教学内容层层递进，最终实现“寓教于乐”。
结合以上分析，本研究依据相关理论研究成果，确立基于项目式学习的大单元教学设计框架（见图1）。
二、基于项目式学习的初中科学大单元教学案例设计
本单元教学设计面向宁波地区七年级学生，整合了华师大版《科学》七年级下册第一章“水”和九年级下册第六章“能源与社会”两个章节的内容，将其统整为“水与我们的生活”的主题单元。具体设计过程如下：
1.人项
（1）聚焦大单元统摄概念，确定核心知识
《义务教育科学课程标准(2022年版)》中指出：七年级学生能够理解物质的三态及其变化的特点，并将其应用于解释生活中常见的现象；学生能够用物质粒子模型简要解释三态变化，了解建立模型的思想方法；学生能够了解可再生能源的利用对社会、环境与生态的影响。
此外，华东师大版初中科学教材七年级第一章“水”和九年级下册第六章“能源与社会”主要介绍了自然界中水与能源的相关知识，包括地球上水的分布与组成、水的物态变化、液体混合物以及水资源的利用与保护等多方面内容。基于课标与教材分析，进一步统整并确立大概念与学科核心知识（见图2）。
（2）基于大单元学情分析，确定教学内容
从学生学习角度出发，水作为生活中最常见的物质以及液体的典型代表，以水为载体进行项目式学习符合学生的认知基础，但学生认知的科学性、统整性与系统性仍有待内化与提升。基于以上分析，确立本案例教学主题和内容安排（见表1）。
（3）基于大单元统摄内容，确定教学目标
通过“海水配制”实践活动,结合水在自然界中的存在,从物质视角认识海水的组成,在问题解决、实验中建立物质溶解的观念,并将其应用于生产生活中,促进科学观念核心素养的内化。
通过“水的组成与分布”探究活动,结合宏观与微观现象比较,从模型建构视角认识水的本质属性与内在规律,并基于经验事实抽象概括“物质结构决定性质”的思路模型,提升科学思维核心素养。
通过“海水淡化”“自制简易净水器”项目式活动,从生产实际出发寻找淡水并设计净水路线,在材料选择、方案设计、产品制作和检验分析的过程中提升技术与工程实践能力,并在解决海水淡化与净化的实际问题中提出自我创见,发展探究实践核心素养。
通过节水低碳活动方案的设计与评析,从科学、技术、社会、环境等多角度进行调研和系统分析,在决策与实施中增强保护环境与节约资源的意识,提升态度责任核心素养。
2.项目过程
本案例因地制宜，创设真实情境，引出与宁波地区学生生活切实相关的素材：位于浙江省宁波市周边的舟山市嵊泗县虽然四周临海，但由于山低溪短、岛屿分散等自然因素造成地面径流差异大且截流条件差，缺乏建造大中型水库的条件，是一个严重缺水的海岛。基于该背景，教师引导学生认识自然界中的水，并提出帮助嵊泗县的居民寻找饮用水，继而探寻优质水，最后回归生活，展开节水低碳行动。沿海地区的学生能够置身其中，积极探索实践方案，在密切关注海洋环境的同时，拓展自身视野，强化社会责任，促进知情意行的统一。
按照设计框架，基于真实情境，结合学科知识与内容要求创设四大学习任务，并搭建问题支架，开展学习实践，具体教学流程如图3所示。
[导引课]在导引课“识水”任务中，学生结合课前“自制水循环感官袋”（见图4），进行水的观察与认识，以图文的形式描述自然界中水的三态变化，在宏观上形成水的感性认识。之后，学生通过Flash动画“水的三态变化”从微观层面探寻其本质，并通过电解水实验及其生成物检验进一步探索水的结构。学生通过“水的三态变化”与“电解水”微观示意图的前后比较（见图5），感受物理变化与化学变化的区别，将多个“点”化为一个“面”，形成“物质的结构决定性质”的观念，实现宏观思维向微观思维方式的转变......
