国际案例述评 | 会说话的垃圾：项目化学习如何提升小学生的科学素养？

饶毅先生曾说，科学技术在相当长的时间内与中国的未来密切相关。科学教育的重要性不言而喻，应该从基础教育的起始阶段抓起。在小学阶段，以项目化学习方式开展的科学教学，能让孩子在真实情境中感受科学与生活的关联。小编今天将为大家介绍一篇来自国外的科学项目化学习案例《会说话的垃圾》，并从教学策略的角度进行一些解读和讨论，希望能给您带来收获。

《会说话的垃圾》（Talking Trash）项目原文选自《科学与儿童》（Science & Children）杂志2020年4/5月刊，该项目是由Lauren Wisbrock等人开展的小学四五年级项目化学习。

01

《会说话的垃圾》项目介绍

如何理解“污染”这个概念？这是一个相当抽象的概念，按照皮亚杰的认知发展阶段论，处于具体运算阶段的小学生理解起来可能颇为困难。于是，作者就从“垃圾”这一具体、可感、常见的污染物入手，让四五年级的学生真切地感受到污染与自己、与生活的关联。

入项活动的作用是通过真实或模拟的情境让学生对学习的主题产生浓厚的兴趣或认知冲突。如何提升学生体验本项目的真实性？教师巧妙地通过链接社区资源并引入专家，从而达成这一目标。在项目的第一天，一位来自当地大学的研究生与四个班级的每一个学生都进行了交谈。

这位研究生分享了自己对于芝加哥河垃圾污染的研究，并且带来了塑料糖果包装、购物袋、旧手机、生锈的自行车架等在研究过程中所收集到的垃圾，并陈列在教室四周，以便学生在无接触的情况下近距离观察。

孩子们对这些垃圾产生了惊讶、兴奋、厌恶等情绪，并提出诸如“动物如何受到污染的影响？”、“我们该如何制止污染？”、“有哪些污染示例？”、“堆肥有助于消除污染吗？”等真实的问题，在此基础上使用KWL表进行了组织。在这个过程中，孩子们认识到他们所探究的问题也是专家所关心、所研究的课题，研究生也鼓励各个班级的同学对自己所提出的问题进行探究。

为了让学生对于人类所制造的垃圾有一个直观、具体的认识，同时理解自己微小的行动可以如何“积土成山”、迅速积累产生显著的影响，教师安排学生进行了持续一周的垃圾统计活动。在这一周内，一个班的学生对于午餐时产生的每个垃圾进行统计，包括瓶子、吸管、泡沫、包装纸等各种类别，学生将其丢弃后再在班级海报上的相应类别中进行记录。一周下来，一个班25名同学产生并记录了252件垃圾。在黑板上进行计算后，学生发现四年级整个年级一周内会因午餐而产生1000多个垃圾，而整个学校一周由午餐而产生6000多件垃圾。

自己统计出的结果还是带来了相当大的情感震撼。意识到自己产生垃圾的规模之后，学生开始对如何减少垃圾产生进行了头脑风暴，并在此基础上转化为实际行为，包括减少使用一次性塑料瓶和餐具等。同学们为这种改变感到欢欣鼓舞，尽管这种行为与学业成绩无关。同学们真切地认识到，自己小小的选择可以对世界产生多大的影响。

接下来的课程中要探讨的内容是垃圾的各种可能的去向。教师选择通过游戏的方式让学生以“垃圾”的视角具身地体验垃圾在产生之后的各种可能去向。在“垃圾之旅”游戏中，每个孩子都扮演一个在学校产生的垃圾，以学校作为起点，每一轮掷一次骰子，每个点数都对应不同的去向，包括留在原地、填埋、被捡起、进入河流、被回收、被循环利用、成为堆肥、被鱼吃掉、被人吃掉等等。

进入每一种去向的概率也根据实际垃圾去向的可能性进行了调整，例如在“填埋”这一站，掷骰子的6个点数结果中有5个都是留在原地，另一个是进入河流。因此，当某位“垃圾”被困在垃圾填埋场、无法继续进入新的位置时，学生可能会感到沮丧，但这种情绪反应能够足够强烈地驱动学生对这个问题进行反思。

项目至此，学生们或多或少都会遇到一些生词，而有些英语词汇还有一词多义的现象，这些都成为学生在项目实施过程中的障碍。因此设置一些语言学习支架，对于学生，尤其是英语母语的学生来说，是非常有益的。在观看一系列污染与污染源的视频后，每个班级从视频中摘录词汇，并生成了一个“难以定义或理解的词汇表”，每个学生再从中选择一个单词，创作一幅包括该单词定义及图片的海报。这些海报被张贴在墙上，供学生作为探究过程中的参考资料。

接下来，学生可以在水域、土地、空气三类生态环境中选择自己想要探究的一种。学生使用Chromebook、iPad独立阅读文章、观看图片和视频，同时使用超链接文本（hyperdoc）来回答指导性问题（例如：我们为何要减少空气污染？）。学生有一整周科学课的时间（每天约45分钟）来完成超链接文档。在这个过程中，不同水平的学生可以完成不同程度的任务。对于完成超链接文本较快的学生，要求他们仔细阅读文章并且使用完整段落总结信息，或者额外阅读文章或观看视频，而非仅仅以回答指导性问题为目标。

在完成最终成果公益广告（public service announcement，PSA）之前，学生使用超链接文本作为参考，先填写一份信息作业单。这份信息作业单包括“问题是什么？”、“谁受到影响？”、“什么被影响了？”、“它如何影响其他生物和地区？”、“我们可以做什么？”等五个大问题，孩子们有两天时间回答这五个问题并提供证据支持。

教师在英语语言学习方面给学生提供了结构化的句子填空作为学习支架，例如“土地污染影响了______________。”、 “由于________________，水污染对生态系统产生了负面影响。”等等。在这个任务中，学生仅仅被要求将证据列为要点而非完整段落，因为本任务的目标是为了思维交流与观点分享。对于非英语母语以及有特殊需要的学生，教师可以让这些学生以小组的形式学习，教师再给予一定的指导，而非作为一个个人任务。

学生完成这项个人探究活动之后，教师便可以将选择相同生态环境的学生分在同一组。教师可以根据每个学生的水平以及学生自己的意愿进行分组，每组3—4人，尽量保证小组学生的异质性。同学们在小组中对探究结果进行了分享，并突出标记被大家都认为重要的信息，同时学生也会把同伴发现的重要信息添加到自己的笔记中。

最后，学生获得了另一份包括同样五个大问题的信息作业单。这一次，学生被要求为每个问题写作一篇完整的段落。教师提醒学生要在段落中加入有意义的、能体现个人与小组学习成果的内容。虽然这个任务看上去有些重复，但在这个过程中学生对于有关知识与技能获得了更加深度的理解。

本项目的最终成果是创作一份公益广告。公益广告简明扼要，通过事实与情感的结合促使人们改变行为，是四五年级学生总结和分享探究成果的有效形式。学生首先观看几个公益广告示例，然后教师给学生提供公益广告预期成果的量规，其中过程性评价的量规帮助学生在公益广告创作过程中进行及时的自我评估与调整，而总结性评价让学生了解最终的预期成果应当达到怎样的要求。

学生使用Touchcast，iMovie，Seesaw、Clips等应用程序来创作公益广告。由于不同学生使用这些应用程序的经验水平各不相同，在这个过程中更熟练的同学可以承担专家的角色并教同伴如何使用。

成果展示过程中，每个小组都为同学们播放自己制作的公益广告，通过有创造力、有个性的方式为在自己所关注的那种生态环境下如何减少污染提供了解决方案，并在教师指导下的课堂讨论中回答问题并给予反馈。同时，同学们也用一小段时间介绍了自己的探究过程。

学生提供的解决方案多种多样，小到使用非一次性餐具，大到参加社区清洁活动等。之前提到的那位研究生也会来参与孩子们的出项过程。在项目的反思与改进中，教师发现可以提升成果展示的公开程度，例如在公共区域设立展示台，邀请其他班级的学生前来观看，同学们也可以设置一些关于自己作品的小问题供其他同学回答。

项目的最后，学生对照评价量规对自己的作品进行了反思。很多学生在这个过程中都发现了自己的不足与成长空间。教师在评估时，除了基于量规进行标准性的评价，也要考虑不同学生的个性化需求以及在项目过程中的自我成长。

通过本项目的学习，学生得以对“污染”这个大概念有了更加深入的认识。虽然孩子们可能还不足以理解污染相关的科学过程（例如污染的化学机制），但孩子们在这个项目中以及能够理解人类的行动如何对我们生活的地球家园产生影响。在这个项目中，学习垃圾的相关知识能够激发孩子们减少身边环境污染的行动；同时孩子们也学到了很多技能，包括总结、提问、好奇心、选择可信的材料、从不同材料中整合信息等。另外，孩子们在小组合作中的团队合作、创造性问题解决等素养也得到了锻炼。

学生在创作过程中可能会体验到不止一次的失败，例如超时是几乎每个小组都会遇到的问题，在这种情况下同学们必须重新编写脚本，决定什么内容重要、什么内容可以删减。先达成公益广告基本目标的小组，教师可以要求他们用剩余的课时给最终产品添加特效、音乐等创意元素。对于没有技术条件的学校，可以让学生采用现场演讲来替代，进度快的同学可以把剩余的时间用来准备道具。

02

项目分析与点评

一

调动情绪：激发学生持续探究的有效策略

作为一个概念类项目化学习，本项目聚焦于对核心概念的理解与迁移，提出单一、明确的驱动性问题并不是推动学生持续探究的唯一方案。虽然本项目没有提出一个明确的驱动性问题，但在项目过程中教师使用了多种策略在不同阶段来激发学生的情绪唤醒，确保学生在整个项目中有持续探究的热情与动力。我们来梳理一下项目中教师所使用的情绪调动策略：

1

创设真实情境调动学生情绪

在入项活动中，附近大学的研究生带了真实的垃圾，在与垃圾的零距离接触中，孩子们产生了惊讶、兴奋、厌恶等情绪。通过真实情境中的感触，孩子们自发提出了各种问题。在这些“有感而发”的问题的驱动下，学生们开始进入项目、为接下来的各项任务以及深入持续的探究做好了铺垫。同时，研究生也作为“专家”的角色，让孩子们认识到自己所要解决的正是专家关心的问题，进一步让学生感受到项目的真实性，从而提升情感投入。

2

使用数字给学生带来情感冲击

在垃圾统计活动中，通过自己一笔一划的统计，孩子们发现一个班一周产生252件垃圾，再乘上每个班级的班级数、整个学校的年级数，在练习数学技能的同时，由学生自己计算生成的数据更能让学生感受到震撼。由此，学生得以感受到情感冲击的驱动，从而积极探索可能的解决方案。从项目的全景来看，正是这样的驱动使得项目能够顺利进展下去。

3

具身情感体验驱动学习

本项目中也包含了一些游戏化学习的内容。在垃圾之旅这个游戏中，学生通过扮演垃圾，具身地体验垃圾产生之后所经历的各种循环过程。通过游戏的巧妙设置，学生能够真切地体会到滞留填埋场的困顿窘迫、流落海洋的孤独飘零、被人吃掉的惊恐害怕、被回收利用的欣喜庆幸。在这个模拟真实情境的游戏中，孩子们从“会说话的垃圾”的视角更加深刻地思考项目的主题。

4

情绪积累为项目成果做铺垫

本项目的最终成果是创作公益广告，而情绪感染则是一条成功的公益广告必不可少的要素。通过前期各种任务的情感铺垫，学生在完成最终项目成果时得以将真情实感表达在公益广告之中，从而不仅对污染的概念，同时也对公益广告这种表现形式获得了更加深度的理解。

二

项目化学习的课堂如何实践全纳教育、促进差异化教学？

从建构主义的视角来看，不同学业水平的孩子有着不一样的最近发展区。在当前的普通班级中，学优生与后进生可能会存在较大的差距，而一个班出现个别有特殊教育需求的孩子也并非罕见现象。因此在开展项目化学习时，应对差异性较大的学生是一个必须正视的问题：小组合作中如何分配不同特长的学生？如何避免因为少数“天才儿童”或者“跟不上”的学生而影响整个项目的进度？

从这个项目中我们可以看到，针对这个问题，教师的突破口可以有四条：

1

教学支架的差异化设置

包括在同一项目框架下为不同水平学生提供不同的教学指导、设置不同的成果要求。例如在本项目中，在填写信息作业单时，对于程度较好的学生，可以让他们自主学习，而对于程度较差或有特殊需要的学生，则可以由教师以小组的形式给予指导，帮助他们学习。

2

让程度较好的学生作为“专家”来教队友

例如公益广告的制作过程中涉及到大量技术性实践，考虑到不同学生先前经验的水平差异，可以让经验较为丰富的学生来教自己的团队伙伴，这样既促进了教学目标的实现，也在这个过程中开展了社会性实践，让孩子们锻炼了合作能力。在这个过程中，特别要注意对孩子心态的引导，不要让“专家”学生产生骄傲自满的情绪，也要避免让被指导的孩子们感到“低人一等”。

3

将过程性成果用作教学支架

成果不仅可以被评价，还可以被用作教学工具，促进下一阶段的学习。在本项目中，单词海报作为一项过程性成果，集合了本班每个同学所选择的一个不理解的知识点，通过发挥同伴互补学习的优势，让每位同学选择一个该集合中自己理解的单词并制作一张解释性海报，再张贴在墙上供大家在学习过程中随时参阅。这种取长补短的方式不仅减轻了教师的负担，也激发了学生的动力、提升了学生的学习效能感，值得我们学习与借鉴。

4

设计差异化的学习预期

例如在完成超链接文本的任务时，不同的学生知识水平不同，学习能力也有差异，导致学习速度有快有慢。对于提前完成任务的同学，可以给他们提出更加深度的要求，例如总结段落大意而非仅仅回答指导性问题，或者给予他们更多相关选读学习材料。在制作PSA的过程中，较快完成任务的小组可以花更多时间在锦上添花的特效、音乐制作上。

这样的另一个好处是既不会让程度较好的同学浪费时间，也不会让程度稍差的同学因为跟不上进度而沮丧，从而有效控制相对统一的课堂进度。当然，有一个需要注意的点是，尽量避免差异化的学习预期过多体现在个人成果上，而要鼓励其体现在团队成果上，这样更有利于合作素养的培育。

三

关于“公益广告”成果形式的探讨

本项目的公开成果是公益广告。在本项目中，作为一个小学四五年级的项目化学习，公益广告的形式足够展示所要求的核心知识（语言技能、科学知识）习得。因此，在项目化学习的设计与实施过程中，有必要根据相关年段核心知识与技能的要求，设计适应学生发展水平的项目成果形式。

附录：项目涉及的核心知识

参照《下一代科学标准》（Nest Generation Science Standards）：

总体标准：地球与人类活动（5-ESS3）

表现期望：获得与结合个体社区使用科学观点来保护地球的资源与环境的方法的相关信息（5-ESS3-1）

参照《共同核心州立标准》(Common Core State Standards)：

数学（5-ESS3-1）：

MP.2.抽象推理与量化推理

MP.4.通过数学建立模型

学习基础素养项目组

上海市教科院普教所

上海学习素养课程研究所

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文章来源 | 预见学习公众号，上海市教科院普教所/上海学习素养课程研究所出品。“推荐阅读”

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