利用網絡資源組織海綿城市項目式學習

唐菲

教育學指出教學方法要直觀、具體、有趣，這些方法容易將抽象的事物轉化為學生能夠理解的、易于掌握的知識，這樣能夠在提高課堂效率的同時加深學生的印象。信息技術憑借其豐富的資源庫、方便易獲取的感官體驗、節約課堂時間等特點逐漸取得了廣大教師的認可。在以項目為中心的小學科學課堂，信息技術為學生的學習與創造提供了更加寬闊的舞臺。

一、引言

2000年以來，我國大力推動信息技術發展，進行產業轉型，這也極大地促進了教育信息化的發展，目前，中國已成為信息技術教育應用的全球前沿陣地?！读x務教育小學科學課程標準》（2017版）指出，科學教師應能開發和利用網絡資源，彌補現實教學的不足，促進小學生科學學習。由此可見，國家對教育信息化提出了更高的要求，對科學教師也寄予了更多的期許。教師在利用信息技術教學時，應創新教學模式、優化科學教學手段、解決科學教學上較難解決的問題、拓寬學生的科學知識面，以提高教師的教學效率。同時，信息技術一旦為學生搭建好平臺，學生在課外也能順理成章自己主動去探索。

二、項目式學習與海綿城市項目的界定

1995年《科學課》雜志先后刊登了德國安內莉澤·波拉克女士在中德自然常識研討會上，通過“德國家鄉常識課項目設計教學實例”的兩篇翻譯稿，介紹了項目教學法的價值及其在德國基礎教育教學中的應用，項目式學習開始被引進我國。目前，項目式學習的研究在我國方興未艾，呈上升趨勢，成為教育界關注的熱點問題。筆者在此采用巴克教育研究所的定義方法，即項目式學習是一套系統的教學方法，是對復雜、真實問題的探索，也是精心設計項目作品、規劃和實施項目任務的過程，在這個過程中，學生能夠掌握所需的知識和技能。

海綿城市是將自然途徑與人工措施結合在一起，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透以及凈化。例如德國某商業區的工程選擇將收集全部屋頂雨水用于沖刷馬桶，隨后將剩余雨水儲藏在滲水池內;市政道路與停車場雨水則用于土地截留與下滲到坑洼地段與溝渠。

筆者以海綿城市這個主題作為切入點，恰逢九月初，學生在新聞上目睹了“鄭州暴雨”事件。2021年7月18日18時至21日0時，鄭州普降大暴雨、特大暴雨，累積平均降水量449毫米，引發城市內澇、數百萬群眾房屋被淹，給當地群眾造成了重大財產損失。這一話題引發了國內社會廣泛的熱議，加之開學期間蘇州地區某日突降大雨，蘇州媒體都對此進行了報道，有部分地勢低洼的地區遭遇了小范圍洪澇災害，學生所在小區部分遭遇了此次汛情。這些發生在身邊的事件容易引起學生的共鳴與疑問，借此機會開展項目式學習能夠快速吸引學生注意力。

三、海綿城市項目式學習的實施

海綿城市課程實施整體思路分為四個部分：展現一座海綿城市;雨水的旅程;描繪一座海綿城市的構想圖;搭建一座海綿城市。核心目標是使學生在課程學習過程中逐步構建起屬于自己的有關城市給排水、生態建設的畫卷，發現并解決一些在實踐中遇到的實際問題。

（一）展現一座海綿城市

起始課程需要充分調動學生的興趣以及探究的欲望，需要根據教學內容創設情境，以啟發學生的思維，引導學生自己發現、感悟，以便讓課堂有一個良好的開端。本課程是以社團的形式開展的，面向四五年級的學生，這部分學生在科學課以及在生活中積累了一些片段化的知識，對于綜合的課題有著極強的探究興趣。

筆者在課前導入時，在互聯網上尋找了關于“鄭州暴雨”以及災難片中關于洪水的微視頻，利用剪映App對視頻進行整理與編輯，讓學生感受到洪水災害的可怕。學生被事件中地鐵里竭力呼喊求救的人們所觸動，向筆者提出了許多問題，諸如“為什么突然下這么大的雨”“為什么地鐵的門打不開”等。這些問題與學生的生活實際有所聯系，筆者鼓勵學生進行討論，并適時利用網絡圖片進行講解。這些活動，激發了學生探究一座海綿城市的心理，為下一環節做好了鋪墊。隨后的課堂，筆者以Power Point作為講解的載體，對現有的海綿城市的案例進行了介紹，如德國、瑞士、新加坡等國家的成功案例。為了讓學生有更加真切的感受，我們以Google ?Earth如圖1。

軟件為教學載體，其界面可以以圖片的形式展現城市建設的全貌。筆者首先教給學生如何操作，再讓學生自由觀察案例的不同部分，探究設計建設的原理，學生的積極性較高。

（二）雨水的旅程

學生已在生活中積累了大量關于水的認知經驗，比如水可以溶解物質、加熱水時可以看見氣泡等，這些知識是碎片化的。教科版科學三年級上冊對水這部分內容進行了科學概念的轉化，學生在課堂上已經逐步建立起了物質相互轉化的概念。在本課程中，我們致力于探索水的變化給人類帶來的影響。

在科學課程中，有一些知識比較深奧難懂，學生如果未親身動手實驗，就會很難理解。在本課程中，如果機械地重復科學課上的小實驗，無疑激發不起學生繼續探索的興趣;再者，探究活動需要學生進行長時間、連續性的觀察，而課程時間有限。為此，筆者試圖探尋教育信息化與課程的結合。小學生對于交互性的游戲有極大興趣，筆者在Ipad的應用中找到了這一款游戲《天氣》如圖2。

這是一款探究水的游戲，學生在這款游戲中學習并玩耍天氣，與陽光、空氣、水、溫度、風和降雨一起玩，可以讓天下雨、下雪，也可以制造一場大雷雨。在制造雨水、雪的過程中，學生完成了對舊知識的鞏固，也由原來的課堂引發出了一系列新問題比如“為什么雨一會停，一會又下”“遇到暴雨的時候，古代的建筑是怎么抵御的”這些問題都反映著學生對新知的渴求。

（三）描繪一幅海綿城市假想圖

小學階段的孩子喜歡涂涂畫畫，筆者就此詢問幾位學生原因，他們的答案是“喜歡畫畫，因為可以陶冶性情”“畫畫會讓我們的生活變得五顏六色、色彩斑斕，還會讓生活變得更加美妙”……可見繪畫對于學生是一項正向的喜愛的刺激。

學生在美術課堂選用的是馬克筆、水彩等顏料，傳統的繪畫方式使得學生對于顏色的把控更加真實，紙張帶來的輕微摩擦、暈染等觸感能夠培養學生手部感覺，而弊端是一旦畫作形成，較難改正。為了突破這一短板，充分釋放學生的想象力，筆者給每個小組提供了Ipad以及電容筆，利用Notability App進行繪畫。這個應用中，學生能夠縱情揮發色彩，提供的顏色種類豐富，粗細可調，畫筆工具種類齊全，學生即使畫錯了還可擦拭，小組的創作熱情高漲。

（四）搭建一座海綿城市

通過前面的課程，學生已經對海綿城市有了充分的理解，此時開展搭建海綿城市的環節，可以綜合鍛煉學生知識整合的能力。在海綿城市的幻想畫課程中，學生已經可以列出城市的一些具體設備、構造，在搭建環節，能讓學生將想象轉化為現實，并認識想象與現實之間的差異。

筆者在此采用了市售的一套輔助性質的STEAM材料包，指導學生利用亞克力板、中控板、電機等材料搭建一個實體模型。在此過程中，學生需要完成搭建以及編程，使得搭建的模型智慧化，實現預期的功能。圖形化編程軟件drpai，利用了scratch的基本原理，使得編程簡單，符合學生的年齡段特征。在編程過程中，學生不斷遇到問題，但他們會通過尋求網絡以及外界幫助來解決問題。學生在這一過程中，不僅提高了解決問題的能力，還極大地增強了自信心。在編程中與搭建模型時，不少學生提出了異議，比如“海綿城市的樣品的最下層蓄水層，可以改動”“我可以改造房子，使房子自身能發電”“水層層過濾，能不能利用這一點安裝一個發電機”這些奇思妙想突破了課堂，筆者鼓勵學生去網上商城購買相應的材料來改裝海綿城市。（圖3為初步搭建完成的模型）

四、海綿城市項目式學習總結

本項目試圖以海綿城市這個大概念為學生學習的錨點，提供必要的學習要素給學生，讓學生在真實環境中自主探究、合作探索。在項目式學習中，我們結合最新的教育信息化技術，力求極大地激發學生主動探索的精神，將想象力轉化為一定的成果。在這一過程中，學生的積極性被充分調動，并在實踐中構建起了自己的知識網絡。

在我國現代信息技術和各科課程教學相互結合的大環境下，廣大師生擁有了更加廣闊的平臺與發展機會。在課程教學中，我們要熟練掌握不同的教育信息化 術，合理地利用網絡資源輔助我們進行教學。在信息化的浪潮中，我們要調動學生的主觀能動性，促進學生積極參與學習;要引導學生創新思維，培養學生的想象力，讓他們在掌握科學教學內容的同時，借助科學知識來解決日常生活中遇到的問題，不斷提升科學素養。