促进学生核心素养全面融合发展的项目式教学
【写在前面】12月11日一13日，中国教育三十人论坛第七届年会在北京顺利举行。本届年会主题为“营造教育新生态”，持续三天，线下线上结合，内容丰富多彩，是中国教育三十人论坛成立以来最盛大的一次活动，被与会者誉为教育界的一大盛会。本文分享的是北师大科学教育研究院副院长王磊老师的演讲。
王磊 北京师范大学科学教育研究院副院长、博士生导师
中国化学会化学教育学科委员会主任
谢谢张厅长的邀请，非常高兴有机会参加这样的一个论坛，我今天就项目式教学，特别是基于学科的项目式教学的理论和实践的一些研究和探索跟在座老师分享。
大家知道我们现在都面临着学科及课程核心素养为导向的教育改革要求，我们正面临这样一个严峻的挑战：学科及课程核心素养怎么落实到我们学科的教学当中？
这是非常具有挑战性的。项目式教学是在这样一个学科育人大背景下应运而生的。
一、项目式教学课例分享
在这里跟大家先分享一个非常具有有意义的项目式教学实践课例，这个项目是我们在首都师范大学附属回龙观育新学校跟王亚敏老师一起合作开展的项目教学实践，叫做“制作简易制氧机”。
这个项目在教学目标、整体设计、教学过程和教学反思环节都紧紧围绕项目式学习的理念来展开。努力体现项目式学习五个最重要的特征（见PPT）：以学生为中心，基于真实情境，设置驱动性的学生任务组织学生开展自主合作过程，最后非常重要的是项目成果作品。
项目式学习分为若干个核心教学环节，每个环节都有相应的核心学生任务，任务下面会有若干个学生具体活动，这是项目式学习非常重要的结构。
每一个环节、每一个活动任务背后都有明确的设计意图，这个框架也是我们在项目式学习实施过程当中很多老师采用的一个整体设计框架。
环节一是项目规划，我们在多年的项目学习实施当中体会到项目学习有它的独有课型，项目规划课就是独有课型之一。
在项目规划课中，老师和学生一起理解做这个项目的意义、背景、价值是什么，大家有共同的动机和意愿指向。
环节二是进行大问题的拆解，明确项目的总驱动问题，然后进行具体的项目研究规划。这样的课型能够体现综合问题解决素养，是传统教学中缺少的。
老师将项目任务置于真实的制氧需求背景下，生活中确实需要氧气，也让学生感受到工程师们已经基于化学制氧原理和装置开发出了制氧机，提供了一个具体的商品模型，也提供了真实问题解决的支架。
这个时候学生就进入到问题的拆解和规划当中。师生首先要阅读资料，然后提出具体研究问题，并且教师要对同学们提出的问题进行归类。
归类以后发现，制作一个制氧机要解决哪些核心问题，选取制氧剂、选取制氧的装置（包括发生和收集的装置），还要解决哪些技术（工程）问题，比如怎么一体化，怎么保证气密性等。
这时候老师把孩子们讨论的东西通过板书进行结构化呈现，这个呈现也相当于给同学们建构了如何分析、拆解这一类问题的思维框架。
这个板书设计是贯穿整个项目的，项目总结的时候也要回到这个结构性的框架里。
在具体的问题和情境当中能够进行拆解和细化，并且能够结构化概括，然后形成问题解决的系统框架，我们认为这对初中生是非常不容易的。
在项目规划课中，一定要帮助学生亲身经历问题的分析、表征、拆解和结构化过程，通过这些过程就会跟学生所学过的知识（化学反应、定量、装置）建立相应的关系。
如果学生能够达到结构化这个程度，就说明已经建立了问题跟已有知识的联系通道，这对学生是很重要的。
进入到探究环节，首先要寻找制氧剂，那常见的化学制氧原理有哪些呢？这时候孩子们开始回忆自己学过的知识，还会在老师给的新资料的提示下扩展、辨识，最后他们发现并建立了制氧反应原理的模型。
接下来，学生进入定量问题的探究，因为制作制氧机要根据不同人群的特定需求，供氧时间等考虑制氧剂用量。
学生会自发产生对于定量问题的探究，比如：真实的制氧剂包里放了什么、为什么放这么多，说明书标明了放多少量，其原理是什么。
这些定量探究问题的解决要考虑化学方程式和质量守恒定律，这跟我们常规的化学方程式习题训练是不一样的，因为孩子们经历了能不能自主调用化学方程式进行定量思考和问题解决这一关。
首先是学生能不能自主调用有关的定量模型去解决这个真实的问题，调用了定量模型以后还要进行具体的定量分析和推理，最后进行演算、评估。这个挑战性已经远远超越了习题态的定量计算练习。
有了制氧剂，也有了定量的问题解决之后，剩下的就是该怎么把氧气制出来，收集起来。这要去设计和制作制氧装置。我们看到的商品制氧机跟实验室的制氧装置是什么关系呢？
孩子们在真实制氧机的驱动下回忆和调用他们学过的实验室制氧装置模型，然后进行比对、分析它们的异同。学生再一次体会了实验室制氧装置的核心原理和技术如何迁移到真实的制氧机中。
学生要建立实验室制氧原型跟真实制氧机之间的联系、进行迁移和创新设计。这个在我们常规教学中是完全没有的。
接下来进入学生自己设计制氧机的环节。这个阶段学生的表现完全超乎了我们的想象。我们感受到了孩子们创新的思考和工程师思维的融入。
孩子们设计了各自的制氧机后开始都很得意，但是我们的作品要求是要真实制出氧气的，他们一进实验室按照图纸制作时就发现和遇到了太多的问题和困难，比如漏气的问题、漏液的问题、产氧速度太快的问题，制氧机不像他们想象的那么“美好”，所以他们要进行基于实践证据的反思、调整、优化和改进。
这个对他们来讲非常具有挑战性，因为他们在常规的教学中没有经历过长时间的问题解决国城，并且这个过程中还要面对失败，要反复去修改。
经历了这样的反思、改进实践的学习过程之后，让他们找回了童年时候的感觉，有学生兴奋地说，他找回了自己想做工程师的梦想。
他说小学六年级之后就没有做过类似的事情了，通过这次项目活动他觉得自己好像还可以重拾工程师的梦想。
在学生的项目作品展示环节中，每个小组孩子们都展示他们自己做出的制氧机，且现场制出氧气并检验。他们之间还要进行评比、答辩，台下的同学要提问，台上的同学要回答提出的问题，要讲述制作的经历、失败、反思、成功的经验等。
同一个班的孩子在作品展示课上表现出不同的水平。
有一些孩子归为水平一，基本上还是属于商品制氧机模型的简单模仿的水平。但即使是这样，这个水平的孩子对实验室的制氧装置和原理都已经深刻理解了。
水平二的孩子就有了很多自己独特的设计和思考，比如他们考虑了时间的问题，考虑了量的问题，考虑了控制调控的功能，他们在更换一些器材，这样就不是原型模仿了。
水平三的孩子实际上更加关注了定量，更加关注了装置的一体化和便携性，更加关注了净化、压强控制等精细的功能。
这给了我们很大的启示，我们发现在短短的一节课的作品展示当中，我们看到了孩子整个制作设计、失败、调整的过程，体现了学生多种素养综合发展的状况。
我们觉得经历过项目式学习，每个孩子在原有水平上都会进阶，都会往前发展，不同的孩子之间的进阶幅度和进阶的角度是不太一样的，是非常多样和多态的。
（见PPT）这是授课老师在项目作品展示课，也就是收尾的时候进行的结构性总结和建模。从这个板书上看出这个项目本身承载了化学核心概念的建构，化学大概念的建构，以及工程技术和化学原理的综合，探究与创新实践过程，也包括学生的科学态度和社会责任，因为他们需要根据不同人群的特定需求去设计、优化和改进他们的装置，核心素养融合发展的效果就显现出来了。
老师经历了项目教学的收获非常大，这是授课教师的教学反思（见PPT），她对以往教学和这次教学的特点进行了反思比较。
她对于项目式教学的特征、关键点和自己设计项目的关系全部都紧密联系在一起了。所以对老师来讲，让他们经历很多项目教学理念的培训不如让他们真实的做一个项目。
老师们也是在做中学的，同学们也是在做中学的。这里节选了几位孩子的学习收获，让我们非常有触动。
这个项目是在中考一模复习的时候开展的，属于我们通常认为孩子们已经没有心思做项目学习的时候，老师们通常认为有时间还不如给多讲几道题呢。
但是我们发现，孩子们投入很大的热情在项目当中，他们非常愿意表达他们的感受。有学生说他感受到化学真正走入了生活当中，也让他了解日常生活生产中还要考虑到技术、环保问题，而且说化学来源于生活也服务于生活，希望以后还有这种学习机会。
他们在回顾整个过程当中他们最的收获时，说“有益身心，增长智力，受益匪浅。”、“这次同学们的想法都很新，把化学知识照进生活，让从前一个个冷冰冰的化学方程式有了人情味。” ……
（见PPT）这是我听最后一节课的时候去他们学校，学生们作品展示后都在欢呼，我们一起拍照，跟学生访谈也是非常开心，孩子们的笑容是发自内心的笑。
我们也在廊坊十中做这个项目时也是这样，当时他们的老师就说“现在已经很少看见孩子们这样笑了，原来我们的孩子还可以这样笑”。
我们常态的教学中学生是闷的，不说话的，不表达的，很少表达喜怒哀乐的，在项目学习过程中他们原本的少年风采又显现出来了。
通过这个案例想告诉大家，其实即使是在“最不可能”的阶段也是值得做项目学习的。
二、我们对项目式教学的探索历程
回顾一下我的团队对项目式教学一路以来的探索历程。
我们最早的探索缘起于2002年，那时我们认识了美国著名教育学者Joseph.S.Krajcik，看了他的书《中小学科学教学—基于项目的方法与策略》，后来非常有幸得到他的授权，我就组织我们的学生一起翻译这本书，并于2004年由高等教育出版社出版。
那个时候正好是我们国家在做2001年新课程，也就是第八次课改。当时我们觉得项目式学习类似于研究性课程，学科教学方面的改革重点放在探究式教学。2004年我们虽然翻译了这本书，但是我们在实践上和研究上并没有深入下去。
2011年，北师大二附中提出，有一批孩子考试中可能拿不了那么高的分，但是他们的动手意愿很高，好奇心很强，如何为这批孩子找到一种更适合他们的教学方式和培养模式，为我们国家培养更多的工程院的院士呢？
这是北师大第二附中当时的诉求。他们召集了一个专家咨商会，在会上我们提出来是否可以尝试基于项目式学习做些育人模式的探索。
北师大第二附中当年就组办了项目式课程实验班，一直持续到现在，北师大第二附中在2018年拿到了国家基础教育奖的一等奖，现在他们的毕业生里面有一些已经拿到了专利，有的在攻读博士学位，他们当中很多都毕业于清华、北航等国内一流高校，确实也有一批孩子正在从事着科学和工程技术领域的前沿研究。这是一个非常有意义的学校育人模式的创新。
2016年，山西省教育厅张卓玉厅长提出开发项目学习教材，山西教育出版社负责出版。先后组织编写语文、化学、物理、数学等多学科的项目式学习的教材。
这促成了我们编写和出版了国内第一部化学项目式学习教材，教材于2018年正式出版。这套教材是国内唯一一部完全以义务教育课程标准为依据，全覆盖式、替代式的项目式学习教材。
2018年之后到现在，这本教材在北京市怀柔一中、北师大三附中和河北廊坊十中进行了全项目实施，其中是怀柔一中已经是第三年实施，北大三附中是第二年实施。
很多区域和学校选择性实施部分项目。无论是完全替代掉现在的初中化学教材全项目实施，还是选择性的局部项目实施，都取得了很好的效果。
2017年普通高中化学课程标准提出了学科核心素养，我们团队主编了山东科技版高中化学新教材，我们就想项目式学习能不能进入高中。
结合高中的特点和现状，我们创意采取了微项目的形式，每一章配一个微项目，这在全国新一轮高中教材中也是独一份的。
这套国标教材已经在山东、北京、广东、海南等省的很多地市正式使用，它对高中的项目式教学开展起到非常好的引领作用。我们看到到这两年开展高中化学项目式教学的区域和老师明显增多了。
另一件非常具有标志性的事情是从2017年开始北师大九学科教育团队跟山东省青岛第三十九中学全面合作。
应他们学校校长的邀请我们在39中实施了全学科项目式教学的探究和实验，北师大团队每年去该校六次，跟该校的学科老师一起设计和实施项目式教学。
我们每学科每学期实施两个项目，三年下来每个学科已经有了很多的项目，三个年级的所有学生都直接受益了，他们学校现在还在继续开展项目式教学。
三、项目式学习研究成果
综合概括起来，我和我的团队这些年围绕着项目式教学有以下几大方面的工作和成果：
（一）项目式学习课程、教材和教学资源的开发研究
我们编写和出版了国内第一部化学项目式学习教材，教材于2018年正式出版。这套教材是国内唯一一部完全以义务教育课程标准为依据，全覆盖式、替代式的项目式学习教材，包括10个大项目。
我们为高中化学必修课程、选择性必修课程研发了系列项目，编入国家教育部审查通过的新版鲁科版高中化学教材，每本三章，每章一个微项目，一共15个微项目，引领高中化学课程素养导向的教育改革。
（见PPT）这是高中15个项目，覆盖必修和选择性必修。每一章的项目与该章核心学习主题的融合度相当高。
这些项目的设计和开发对专业性要求非常高，要求开发者对深广度的把握，驱动性问题的评价、切入口、尺度的把握非常精准，对课标和素养有深度理解。
我们花了将近两年的时间进行开放式研究，我们与学校的合作老师在课堂上试验这些项目，试验完以后再修改，每个项目都经历了好几个学校的实践研究，然后才成型、精致化，最终进到教材。
所有这些项目都已经进入了北京、山东、安徽、福建、广东、海南等省我们的教材使用地区的学校课堂教学中，对转变教学方式、发展学生核心素养，发挥着实质性的促进作用。
另外一个是高中的校本选修课程，这在目前还是一个空白领域。新课标出来之后校本必修课并没有在全国很好的做起来，那怎么进入这个深水区做项目式教学呢？
我们团队的魏锐老师组建了全国各地的老师形成百余人的开发团队进行了两年的艰苦工作，他们采用众筹式的研发模式，边设计、边研究、边出成果。
他们设计了5个系列、20个模块，一共80个项目，从化学学科来讲项目式教学覆盖了全学段、全学程。课程现在正在建设当中，我们很期待这批成果。
（见PPT）下面的PPT是我们开展项目式教学高端备课的场景和情况，这些项目覆盖不同区域、不同水平的初中和高中学生。
我们发现项目式教学不只是高水平学校、高水平学生的专利，对于各类、各层次的学校和学生只要你想做都是会非常有意义的。
（二）项目式教学的“高端备课”教学改进实践
截止直到目前，开展项目式教学的实验学校共30所，累计进行300多场指导，指导项目140多个，参与项目教师600多人次，受益学生7000多人。
（1）高中15所：北师大第四附中、昌平一中、北京市东方德才学校、北京市东直门中学、北京丰台二中、北京十二中、海淀实验学校、回龙观育新学校、理工附中、民大附中、青岛39中、北京十八中、石油附中、首师大附中、太原十二中。
（2）初中9所：北师大三附中、河北廊坊十中、陈经纶中学、延庆一中、丰台区卢沟桥学区（5所学校）。
（3）初高中都开展项目教学的学校6所：北京怀柔一中、昌平二中、工大附中、北京八一学校、丰台云岗中学、回龙观育新学校。
（三）对项目式教学的研究成果
经过这些实践和研究之后，我们对项目式教学有了更加深入的思考和认识。
1. 对项目式教学特征的理解
从学习科学的角度来看，项目式学习是具有社会建构学习特征的。如果学生积极参与学习活动，学习就是更符合学习科学。知识的运用、多样化表述、学习团体的利用等都是非常重要的。
有效的交流包括学生与学生之间、师生之间，学生跟社会、家庭之间的交流。我们通过实践以后认为，体现了这些特征的项目式教学是高品质的项目式教学。
通过实践研究，我们高度认同国际学者对项目式教学基本特征的概括（见PPT），这些确实是非常重要的基本特征，特别是要围绕与学生生活关联的真实而有意义的驱动性问题，让学生实质性参与科学工程实践活动过程，一定要通过合作来完成这个项目，还有一定要有学生的实物作品。
借助和融入技术工具以及学生的展示、表达、分享、交流也很重要。其中最重要的是所有这些都要指向学生的学科认识建构、问题解决能力提升及核心素养的发展。
2. 促进关键能力及核心素养发展的项目式教学机制
我们基于实践和理论研究提出了促进学科核心素养发展的项目式教学系统模型（见PPT），在这个模型中，教师基于真实情景设置的驱动性项目任务，然后让学生实际参与真实的设计方案、方案实施、整理反思、展示交流的项目问题解决过程，这是我们说的项目式教学外在的要素。
项目式教学为什么能够促进关键能力、核心素养发展？是因为在项目式教学中一定要经历丰富多类的认知过程的能力活动，包括学习理解的活动、应用实践的活动、迁移创新的活动。
在这些能力活动任务过程中学生进行深度的认知加工，在认知加工过程中去建构知识经验，转变和发展已有的认识方式，形成关键态度和情感价值观，然后才能整合形成稳定的核心素养。这是项目式学习对于能力和素养发展一个很重要的系统。
这个模型里揭示如何通过项目式教学引导学生自主建构知识经验，转变和发展认识方式，确立正确的情感态度价值观，从而形成和发展核心素养的机制。
教师优质的、有效的项目式教学行为和策略是实现项目学习从外到内成功“摆渡”的重要保证。我们通过多年的教学实践发现，图中这些画圈圈的教学行为就是高质量的、有效的项目式教学行为。
如果没有这些有效的行为，项目式教学很可能停留在表面，是低效的。
模型右侧是知识到能力素养转化的机制，就是说学生从知识的输入建构到简单变式的应用，再到复杂陌生的问题解决逐渐的实现了知识从外部到内化，从知识结论到功能化，再到系统化和稳定的素养化。
3. 基于项目式教学促进知识到能力和素养的转化
我们常态教学实际上更多在A1、A2水平，很少有高阶的能力任务和情境给孩子，这个时候我们要去转变。
常规教学有两种转变途径， 分别为A-B-C和B-A-B-C，就是在常态教学基础之上要增加B和C的教学设计和活动任务，这个比较符合老师们的最近发展区。
项目式教学有C-A-B-C、C-B-A-B-C两种大单元整体设计路径，可以给孩子一个综合复杂的真实问题情境和任务，教师带着孩子进行进行由繁到简，由复杂到单一的问题拆解，然后再经历关键知识的建构、模型建构的过程，形成了基本能力和思路方法然后再去解决综合复杂问题。这是我们所理解的项目式教学跟常态教学之间的多途径机制。
4. 项目式教学的结构、课型、线索
我们总结提出基于学科的项目式教学有它的基本结构、课型和线索（见PPT）。有三种基本课型，第一是项目导引课、第二是项目探究课、第三是项目展示课，这些都是项目学习不可或缺的基本课型，都有它独特的功能。
我们今年的项目式教学改进指导已经把一个项目进行分段式的改进研讨，在导引课重点关注教师能不能体现出导引课的特点，完成导引课的功能目标；在探究课看教师能不能抓住探究课的特征和策略；在成果展示课总结应该怎么组织学生展示、互相评价，教师应该怎么点评、总结，我们的指导专家手把手的指导老师进行改进、摸索，这样大大提高了整个项目教学的质量，也是我们今年开展项目式教学改进指导的新进阶。
5. 项目式教学设计的核心要素和线索
老师在进行项目式教学设计的时候确立这几条线非常重要，分别是问题任务线、素材证据线、学生活动线、教师指导线、核心知识线和发展评价线，也包括设计要素里面要处理好的关键问题。
因为有大量的老师们在项目式教学中经历了困惑和失败，不清楚改进以后到底改进了什么、解决了什么问题，这些都是我们基于实践总结出来的一些关键问题。
6. 项目式教学设计和实施的关键策略
经过几年项目式教学的实践，我们提出如下项目式教学设计和实施的关键策略：
1）提出真实有意义的驱动性问题。
2）要设计挑战性的、富有差异活动任务和作品要求。
3）老师要组织开展多轮次（至少两个轮次以上）的改进性的合作问题解决过程。
4）激发充分且有论辩的展示表达和分享。
5）老师必须要提供促进认识发展、反思提升的深度指导、评价和总结。
这些策略都是经过了很多的教学改进实践检验的，是非常关键的。
四、项目式教学对于学生和教师发展的影响研究
（1）项目式学习促进学生关键能力、必备品格及态度价值观的融合发展。项目式学习对学生的学科能力、系统思维、学习动机、合作能力、问题解决意识、社会责任感等发展促进作用，我们做了很多实证研究。
学生们的发展变化不仅反映在课堂学习表现，课后访谈，及学科能力测评结果中，而且他们自己对项目式学习也是高度认可的，很少有一种教学方式有这么多维的学生收获和感受。
（2）项目式教学对于教师的专业发展具有积极的促进作用。关于项目式教学水平、教师的项目教学设计及实施能力的构成和发展研究。这些都是伴随着项目式教学实践而开展的。
我们发现老师们随着实施项目个数的增多，他们项目实施的经验、经历的增加，项目式教学设计能力和教学水平有显著的进阶。
项目式教学可以把老师从PCK的状态变成PCCK的状态，因为教师对于学科知识的认识，从碎片化的学科知识理解，到关注学科本质前沿，关注多学科、关注技术融合，关注整体化知识的理解。
老师经过项目式学习以后素养水平更加融合，其教学更加真实，更加关注问题解决和学科知识的融合。
实施项目学习之后教师的教学趋向发生了这样的变化，他们的教学策略和行为将特别关注情境素材、驱动性问题、活动任务、追问及评价、精致和建模这样深度学习的教学策略和行为。
所以如下的说法“如果想让这个老师成为名师、骨干教师，就让他实施一个项目；如果想让这个老师成为名师，就让他设计并实施一个项目”是很有道理的。
五、项目式教学的展望
基于我们的实践，我们提出来了一些项目式教学未来值得进一步研究的展望，跟同行们分享。
—完—
文章来源： 中国教育三十人论坛
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