基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中科學項目化學習模式（PBL）探索-以《大氣壓和液體壓強綜合復習課》為例

基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中科學項目化學習模式（PBL）探索——以《大氣壓和液體壓強綜合復習課》為例一、研究背景《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出科學課程的總目標旨在培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，為學生的終身發(fā)展奠定基礎。隨著新課標的頒布，我國義務教育階段素養(yǎng)導向的科學課程改革必將進入一個嶄新的的時期。而項目化學習模式（project-basedlearning，簡稱PBL）作為培育學生核心素養(yǎng)的一種重要手段，受到了普遍的關注并獲得了快速發(fā)展，值得一線教師實踐探索。二、理論架構關于項目化學習的本質(zhì)特征，不同學者有不同的看法。為了深入理解項目化學習的特征，將項目化學習與基于問題的學習、STEAM學習進行對比研究?；陧椖炕瘜W習模式（PBL）相關文獻分析，其特征如下：1.綜合性：核心素養(yǎng)視角下的科學知識不再是割裂的，往往需要學生結合生產(chǎn)生活實際，根據(jù)真實情景不斷進階構建認知網(wǎng)絡。2.創(chuàng)生性：學習的過程往往以設計制作學習作品為主線，發(fā)展學生的科學探究能力、技術與工程實踐能力、創(chuàng)新解決實際問題的能力。3.實踐性：項目化學習是在學習過程中不斷解決實際問題、持續(xù)完成細化的實踐任務的學習過程。4.高階性：完成項目化學習需要學生主動學習、積極思維、探究合作，在一次次完成項目化學習任務的過程中不斷尋求解決問題的策略，提升自身的核心素養(yǎng)，為終身學習奠定基礎。項目化學習的設計流程主要涉及六大步驟，可參考設計框架如下圖1：圖1：項目化學習設計框架三、項目成果基于以上分析，現(xiàn)以《大氣壓和液體壓強綜合復習課》的載體，圍繞揭秘并復刻“神奇的公道杯”開展PBL項目化學習，教學流程如下：項目化學習環(huán)節(jié)教師活動學生活動01尋找核心知識：根據(jù)《義務教育科學課程標準（2022年版）》，該復習課涉及到的核心概念有：“1.物質(zhì)的結構與性質(zhì)”、“3.物質(zhì)的運動與相互作用”、“12.技術、工程與社會”、“13.工程設計與物化”。通過學習這些核心概念，有利于形成“物質(zhì)與能量”、“結構與功能”等跨學科概念。引導學生復習回顧大氣壓與液體壓強等相關基礎知識，以學生為主體，教師只做適當補充與糾正。學生分小組羅列相關知識，越多越好。02轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題：貴州遵義海龍囤考古研究團隊2012經(jīng)過900多天的大規(guī)?？脊虐l(fā)掘，在貴州遵義海龍囤出土珍貴文物上萬件，其中就有一件特別的瓷器，瓷器底部竟然有孔，他就是傳說中的——“公道杯”?？脊艑W家修復杯體時發(fā)現(xiàn)杯身上寫有銘文“半則弗漏，滿則弗受”，似乎顯示了杯子的神奇功能，為了進一步對其內(nèi)部構造進行修復，考古學家也做了大量實驗探究，下面我們也跟隨考古學家的腳步一起來探索其中的科學奧秘：這種杯子是如何實現(xiàn)“半則弗漏，滿則弗受”的功能的？你能復刻出有類似功能的杯子嗎？教師拿出“公道杯”教具，請學生喝茶，展示功能。半則弗漏：先倒半杯，學生能夠喝到美味的茶水。滿則弗受：第二次再給給學生倒?jié)M杯。結果學生不僅沒喝到，而且茶水還全部漏光了。你有什么想法？觀察現(xiàn)象；提出問題：為什么同樣的杯子，倒的茶多就喝不到水（漏光），倒的少就可以喝到茶水。03澄清項目的高階認知策略：為了復刻公道杯的上述“半則弗漏，滿則弗受”的兩大功能，我們需要通過系統(tǒng)分析、工程設計、實驗等高階策略來逐步解決問題：（一）、“半則弗漏”：酒杯底有孔，倒酒倒一半的時候不會漏，倒?jié)M了才會漏。學生活動1：給學生提供底部帶孔的塑料杯、吸管、剪刀、膠槍，讓學生自己設計公道杯，注意只要求實現(xiàn)“半則弗漏”（即倒酒倒一半的時候不會漏）的功能，畫出設計圖。（二）、“滿則弗受”：倒?jié)M了酒時酒不僅會漏，而且全部酒都要漏空。學生活動2：我們先思考一個問題，如何把大魚缸里的水放光，（魚缸太重搬不動）畫出設計圖，并進行簡要的操作說明。（一）提出問題：思考一下，這個杯子里面可能是怎樣的結構？學生設計1：

教師引導：上述設計確實能夠?qū)崿F(xiàn)部分功能，但是“滿則弗受”是指倒?jié)M了酒時酒不僅會漏，而且全部酒都要漏空。顯然上述設計不能實現(xiàn)這一功能。（二）啟發(fā)誘導：只能漏一半，不能漏完，如何改進？如果把這根管子彎過來，是否可行？學生設計2：

情景1、2、5相對比較簡單，鼓勵學生自主思考，分組討論，教師適當鼓勵引導即可。情景3、4相對復雜，教師可以帶著學生一起細致分析。（一）學生分析1：

（不漏）（能否漏光）分析這個設計，是否合理？（二）學生分析2：情景1.往杯中倒半杯液體，比較下圖情境中杯中液面與管中液面處壓強的大小，分析液體是否會漏出？

情景2.如果再多加一點液體，如下圖所示的情況，液體是否會漏出呢？

情景3.如果再多加一點液體，沒過彎管最高處時，比較杯中液面與管中箭頭所指液面處壓強的大小，液體是否會漏出呢？

情景4.隨著液體流出，杯中液面會下降，當下降到如下圖所示時（強調(diào)與情境1的區(qū)別：此時彎管右段中充滿液體），液體還能繼續(xù)流出嗎？

情景5.液體持續(xù)漏出，會一直持續(xù)到什么程度呢？

04確認主要的學習實踐：基于項目化學習的前幾個流程，進一步引導學生在實踐中學習檢驗知識，并獲得真知：學生活動3：利用塑料杯、吸管、剪刀、膠槍等材料復刻“公道杯”，親自動手制作并驗證其功能。你能利用手上的器材驗證自己小組的猜想嗎？動手制作，驗證。05明確學習成果及公開方式：學習實踐結束后，每個小組都完成了項目成果，有必要分組進行了分享交流和成果展示。鼓勵學生暢所欲言。06設計覆蓋全程的評價：設計覆蓋整個項目化學習過程的評價量表，給予學生及時反饋，促進學生學習能力的不斷提升，落實學科核心素養(yǎng)。提供量表，鼓勵學生自評和互評。學生完成量表。本教學案例采用PBL項目化學習模式，將“大氣壓強的存在”與“液體壓強大小的影響因素”這兩大知識點的復習與知識應用設置在有趣的考古探秘情境中，讓學生通過觀察到的神奇現(xiàn)象去分析其中的科學原理，又通過分組合作探究的方式踐行工程設計與物化過程，逐一解決教師創(chuàng)設的問題并逐一解決疑惑