“空气质量与日常生活”教学的PBL项目设计

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〔摘" "要〕" 随着教育观念的更新迭代，项目式学习（PBL）作为一种成效显著的教学模式，正逐渐渗透到小学科学教育的实践环节。本研究的核心议题是项目式学习（PBL）在小学科学教学中的应用实践。借助日常生活案例、STEM教育理念、角色模拟、数字化工具及持续性反馈等手段，激发学生的科学兴趣，并促进其科学素养与实践技能的发展。

〔关键词〕" 小学科学；PBL项目；设计

〔中图分类号〕" G424" " " " " " " " 〔文献标识码〕" A" " " " "〔文章编号〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 052-054

随着教育改革的不断深化，项目式学习（PBL）因其独特的吸引力成为当代教学模式创新的风向标。特别是在小学科学教育领域中，PBL因强调学生的主体地位和探索能力而备受青睐。该模式以真实情境中的问题为起点，引导学生通过自主探究、合作学习和实践活动掌握知识，培养科学素养和综合能力。将生活实例引入教学中，作为PBL的启动契机，拉近了学生与科学知识的距离，还能让抽象的科学原理变得具体、生动且贴近生活。本文以“我们周围的空气”为主题，设计了一个围绕“空气质量与日常生活”的PBL项目案例，探讨生活实例在科学探究中的引导作用，以及PBL如何高效推动科学素养的发展。

一、项目背景：真实情境中的科学问题

“空气”是学生日常生活中随处可感的自然现象，却也是最容易被忽视的科学话题。近年来，空气质量问题频繁成为社会热点，从城市雾霾到空气净化器，问题的多样性和紧迫性赋予了这个主题丰富的教学潜能。在该教学设计中，教师借助生活实例的导入，为学生搭建一个贴近现实且富有挑战的学习平台，激发了他们的科学兴趣和探究欲望。

二、项目初期：以生活实例导入教学

项目初期，教师通过展示一系列与空气质量相关的生活场景图片和视频，例如雾霾笼罩下的城市、家用空气净化器运行的画面等，引导学生关注“空气质量”这一主题。采用问题驱动的方式提出一些开放性问题。

为什么有的地方空气清新，而有的地方空气污浊？

雾霾对我们的健康和生活有哪些影响？

空气净化器是如何工作的？

这些问题可以快速引起学生对生活中现象的思考，开启科学探究的大门。在课堂讨论中，学生积极分享自己对空气质量的观察与认知，一些学生甚至提到自己家庭使用空气净化器的经验，这为进一步探究打下了情感和认知基础。

三、项目设计：PBL中的任务分解与小组合作

在PBL框架下，任务分解与小组合作是推进科学探究的重要环节。在这一阶段，教师根据探究主题的多样性和复杂性，将班级学生划分为若干异质小组，每组承担一个子项目任务，调动学生多元的兴趣与能力，让每一名学生在完成具体任务中实现个性化成长，同时促进全班学生对主题的整体性理解。任务设计紧扣空气质量主题，包括数据监测、污染调研、实验设计和科学传播四个子方向，各有侧重且环环相扣。

（一）家庭空气质量监测组

任务：利用空气质量监测App或简易检测设备，测量并记录家庭各房间空气质量数据，包括PM2.5浓度、湿度等指标。目标：帮助学生掌握基本的科学监测技能，认识影响室内空气质量的主要因素。

（二）学校周边污染源调研组

任务：通过实地考察和访谈，搜集学校附近的污染源信息，如工厂排污、汽车尾气等。目标：培养学生通过观察和调查解决实际问题的能力。

（三）空气净化实验组

任务：设计并验证简单空气净化装置的效果，如通过自制简易过滤装置进行空气颗粒物的处理实验。目标：让学生从实验中理解空气净化的基本原理，学会数据分析和实验改进。

（四）宣传与科普组

任务：根据各小组调研和实验的结果，制作空气质量科普海报或短视频，向家长和同学宣传防护空气污染与改善空气质量的措施。目标：提升学生的科学表达和社会责任感。

四、探究过程：从生活问题到科学探究

（一）数据收集与分析

在数据收集阶段，学生首先接触到空气质量检测的基本工具和方法。以家庭空气质量监测组为例。学生使用市面上常见的简易检测设备进行操作。他们从设备使用说明中学习如何调节参数并准确记录PM2.5、湿度和温度等读数。在此过程中，教师可为学生提供一些模拟数据练习，帮助他们理解仪器读数背后的科学意义和操作的规范性。在实际监测中，学生分时段记录家庭不同房间的空气质量情况，并将数据详细地记录在专门设计的表格中。随后，教师带领学生讨论如何以科学的方式呈现数据，使用折线图和柱状图直观地展示不同时段的空气质量变化情况。这个过程中，学生反复尝试筛选重要指标，剔除异常值，逐步理解数据分析的逻辑严密性。在构建图表的过程中，他们更清楚地掌握了空气质量在不同空间和时间段内的规律，这为后续探究空气污染成因奠定了科学基础。

（二）实地考察与访谈

在实地考察环节，学校周边污染源调研组围绕空气污染来源展开系统性的探查。他们分成几个小组，以学校为中心划定不同的区域范围。学生在这些区域内进行步行观察，按照预先设计的记录表详细描述所见污染现象，如密集的车流、建筑施工扬尘和垃圾焚烧等情况。每位组员在小组讨论时分享自己的发现，逐步形成关于污染源分布的初步认识。与此同时，学生还可以利用访谈方式收集更多的一手信息，他们可以与学校附近的居民交谈，询问对空气质量变化的观察和感受，以及对常见污染源的看法。在设计访谈问题时，教师要引导学生关注问题的针对性和开放性，如“是否感受到空气质量在近几年有显著变化”“哪些日常活动可能会影响空气清新度”等。学生将观察记录和访谈内容转化为书面报告，并在小组内部对信息进行归纳总结。在这一过程中，他们从不同的维度感知了污染源对空气质量的多重影响，并初步具备了用数据和事实论证观点的意识。

（三）实验设计与改进

实验设计是探究过程中的核心环节，能够为学生提供将理论转化为实践的机会。空气净化实验组着眼于探究不同材料对颗粒物过滤的效果，首先从讨论实验方案开始，列出活性炭、湿毛巾和滤纸等所需材料，并根据各自特点讨论可能的实验效果。在教师的引导下，学生逐步明确变量控制的重要性，他们了解到需要保证颗粒物浓度、材料面积和过滤时间的相对一致。实验过程中，学生使用透明容器模拟受污染的空气环境，依次将不同材料放入容器中进行过滤，详细记录过滤后的空气颗粒物浓度，并用简易光源检视空气透明度的变化。实验中遇到的失败也能成为宝贵的学习经验。例如，部分材料在短时间内效果显著但无法持久，这促使学生重新思考设计方案。他们不断调整材料的排列顺序和厚度，甚至尝试用多种材料组合优化过滤装置的性能。反复试验后，学生得出了较优的实验装置，并从数据中分析了新方案的优势。这一过程既强化了学生的科学实验能力，也帮助他们理解了空气净化背后的原理。

（四）科学交流与展示

在项目尾声阶段，学生迎来了成果展示的关键环节。每个小组围绕自己的研究主题，设计了丰富的展示形式。家庭空气质量监测组将监测数据制作成清晰的图表，标注了不同时段空气质量波动的具体原因，并在讨论中提出改善措施。学校周边污染源调研组则利用实地拍摄的图片和访谈片段制作了直观的视频短片，结合地图标注清楚展示了污染源分布及其影响范围。空气净化实验组将改进后的实验装置带到课堂上，现场演示其过滤效果，并用实验数据表明该方法的优势。在展示过程中，每个小组还为观众设计了互动环节，以提问方式了解他们对空气质量保护的理解，强化科普效果。教师应从专业角度对学生的成果进行逐一点评，引导他们思考科学探究中的不足与改进方向。整个交流环节应当成为学生间互相学习的良好平台，使他们的研究成果得到充分的展示，培养他们表达观点、交流分享的能力。在全方位展示的过程中，每一位参与者都感受到了探究的意义与价值，真正实现了从科学问题到生活应用的回归。

五、项目成果：学生核心素养的全面提升

（一）深化理解科学知识

在本次项目中，学生对空气质量相关的科学知识有了更为系统和深入的认知。从空气污染的基本概念到雾霾形成的复杂过程，从空气净化器的工作原理到不同净化材料的实际效果，学生在探究中逐步构建了扎实的知识体系。例如，在分析空气质量数据时，学生明确了PM2.5这一关键指标的物理意义及其对健康的危害。他们结合课堂学习，探讨了颗粒物来源、悬浮机制及其对人体的具体影响，并从家庭和城市两个层面理解空气污染的成因与分布规律。此外，空气净化实验让学生掌握了颗粒物过滤的基本原理，进一步巩固了他们对空气质量改善方法的理解。这种从生活现象出发、逐步上升到科学原理的学习路径，有效帮助学生从感性认识走向理性分析，从而打下牢固的知识基础。

（二）熟练运用科学方法

项目实践过程涵盖数据收集、实验设计、数据分析和图表绘制等环节，学生全面地体验了科学探究的方法。在家庭空气质量监测任务中，学生学会了使用便携式检测仪收集不同房间的PM2.5浓度数据，他们结合实际情境，设计了监测时间表，并在反复记录中积累了可靠的数据样本。随后，学生在小组合作中练习用折线图、柱状图等多种图表呈现数据，逐步掌握了科学数据可视化的技巧。空气净化实验的设计环节让学生认识到变量控制的必要性，他们在材料选择和实验过程优化中反复尝试，理解了科学实验的严谨性与灵活性。

（三）显著提升合作能力

小组合作贯穿每个子项目的始终，学生在组内讨论任务分配、共享个人见解，并在具体实施中协同完成复杂的探究任务，团队协作培养了学生良好的沟通能力，让他们明白了合作的重要性。如在空气净化实验组中，学生明确分工，有人负责设计实验装置，有人处理数据，还有人撰写实验报告，他们在一次次实验失败后重新调整方案，体会到集思广益带来的创新价值。污染源调研组则需要成员在不同区域分头行动，同时在汇总信息时协调观点、统一格式，最终形成完整的调研报告。

综上所述，生活实例的引入是PBL启动科学探究的有效方式，它能够借助学生熟悉的现实场景，激发兴趣，缩短学生与科学知识的距离。在“我们周围的空气”教学案例中，围绕空气质量设计PBL项目，带领学生从真实问题出发，经过数据采集、实验设计、问题分析等环节，不仅帮助学生掌握了科学知识，还获得了实践能力和科学素养的全面发展。在未来的教学设计中，教师可尝试更多与生活实际相结合的项目式学习，让学生在探究中发现科学的魅力，逐步成长为具备核心素养的学习者和社会实践者。

参考文献

[1]高军玉.小学项目学习课程的整体研究与实践[J].学与教，2016（5）：38-40.

[2]姚毅锋.批判性思维在小学项目式学习中的实践分享[J].课题研究，2019（7）：5-6.

[3]贺伟.研究性学习在小学科学教学中的实践应用[J].新课程（上），2016（10）：161

网址：“空气质量与日常生活”教学的PBL项目设计 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1060848

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