摘要：项目式学习提高了学习的质量，学生直面解决现实问题，促进了其高阶思维的发展。将项目式学习运用于校外科技教育活动中，不仅符合其根本特点，更迎合了新课标的要求和科技强国发展的需求。本文通过在校外科技教育活动中运用项目式学习典型范式，开展科学探究类、社会调查类、设计开发类及综合应用类项目式学习的4个各具特色的实例加以具体说明，并对在校外科技教育活动中开展项目式学习提出了对策与建议。

关键词：项目式学习　科技教育　实践活动　校外教育

随着新兴科学技术的发展，教育元宇宙应运而生，全球广泛采用了线上线下灵活组合的混合式教育教学模式，教育领域面临巨大挑战和系统性变革。为了更好地满足不同学生的个性化需求，提高学习质量，校外科技教育活动也在混合式项目学习方面进行了多种探索。

一、项目式学习

1. 内涵和意义

项目式学习（Project-based Learning，简称PBL）是从真实世界的问题出发，通过组织学习小组，让学生借助信息技术及多种资源开展探究活动，在一定的时间内解决一系列相互关联的问题，并将研究结果以一定的形式发布^[1]。项目式学习提高了学习质量，通过让学生参与复杂的、新的问题解决过程，不断沟通，自我管理，促使学生应用所学到的知识和技能解决现实问题，促进了学生高阶思维的发展。同时，项目式学习克服了知识学习与思维实践的割裂状况，满足学生个性化学习需求，增加了学习者获得优质教育的机会^[2]。

2. 理论基础

项目式学习源自美国教育家杜威的“做中学”理论，以建构主义理论为基础。威廉·克伯屈提出的设计教学法被认为是项目式学习的前身^[3]。21世纪必备的7C技能和《中国学生发展核心素养》都明确要求学生具有现实问题解决能力。2019年，中共中央、国务院《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》明确将项目式学习上升到国家层面政策中。2022年颁布的新课标，更是将项目式学习几乎写进了所有科目中。

二、校外科技教育活动与项目式学习的契合点

1. 校外教育活动的特点

兴趣是内心的一种需要和渴望，它不以任何命令和外来的需求所主导^[4]，因此兴趣是强大的源动力。学生要真正发现自己的兴趣所在，就要从多元学习机会中通过不断尝试发现自己的兴趣。校外教育以兴趣小组为主要学习形式，可见其教育目标就是培养学生的兴趣。2022年，中国青少年科技教育工作者协会组织编制了《科技类校外培训机构开展科技教育活动指南》，为校外科技教育活动规范有序地开展提供了参考和依据^[5]。

2. 项目式学习与校外科技教育活动的联系

校外科技教育自身就具有灵活性、实践性强的特点；同时，其本质就是开展综合性跨学科的大单元、系列化教育活动。因此，将项目式学习运用于校外教育活动中，不仅符合校外教育活动的根本特点，迎合了新课标的要求，更是对科技强国发展需求的回应。

三、项目式学习的基本类型和典型范式

1. 项目式学习的特点和基本类型

项目式学习具有科学性、实践性、学科性、开放性、生成性强的特点。项目式学习的三大基本类型分别是基于某一知识点或主题的深入探究、学科内知识的统整与延伸，以及跨学科的问题解决^[6]。其中，基于某一知识点或主题的深入探究在针对学生对核心概念和原理进行意义建构的基础上，灵活运用、迁移到一定的任务情境中，如光的反射定律延伸到万华镜的成像规律上；而学科内知识的统整与延伸，则是在学科知识体系中，对学科内知识进行统整与延伸，如学生学习了二歧分类法，运用到为身边松科树木分类上；跨学科的问题解决，融合多学科知识，在问题情境中以主题导入，使学科知识与实际生活有机结合，提升学生的复杂问题解决能力，如利用声学原理解决乐器发声问题等。

2. 项目式学习的典型范式

项目式学习有4种典型学科实践范式，分别是科学探究类、社会调查类、设计开发类及综合应用类。科学探究类项目式学习中，学生运用所学知识和经验提出问题，通过设计方案、实验探索、搜集证据、逻辑推理等，构建知识结构。社会调查类通过社会调查的思维、方法培养学生运用理性思维分析、理解、预测、改进社会及规则的能力。设计开发类以创新视角，按照一定目的或意图设计方案、制作模型、生成作品。综合应用类运用学生已有知识经验进行综合实践，在真实情境中解决问题，有助于提升学生的复杂问题解决能力、创新实践能力等高阶思维能力^[7]。

四、项目式学习典型范式在校外科技教育活动中的应用

1. 科学探究类：利用声学原理探究乐器发声原理

从不同角度看乐器，可以发现乐器的构造分两类：声学构造和机械构造。内部不可触摸的乐器声学构造，是乐器的发声精髓。通过声学知识学习，学生知道声音是由物体振动产生的；不同乐器的演奏效果不同，正是声音的音调、响度、音色等特征量不同。

“万华镜里的光学世界”项目式学习思维导图

探究乐器发声规律，可以从科学角度了解乐器的不同种类及其发声原理；从编程及机器人角度了解机械构件部分的工作原理；从技术角度掌握程序编写、算法及虚拟实验平台，完成实验设计和实施；从工程角度利用3D打印、激光雕刻等手段，完成乐器的部件及装饰物的制作；从数学角度利用正弦函数分析声波的规律，使用合理尺寸比例，设计美观的乐器部件，控制乐器的规范性和使用性；从艺术角度利用乐理相关知识，制作乐器并演奏出悦耳动听的旋律。具体讲，比如手风琴能演奏出优美的旋律，本质是簧片振动会产生不同音高的声音，可以通过实验设计探究其发声规律，通过设计声波的可视化实验将抽象的发声规律具象化；利用简单材料模拟声音的不同特征量，构建模型，还原发声原理，对发声规律建立科学认识，形成科学解释，进而提升学生的乐器演奏水平、艺术表现力和乐感。