初中物理項目式學習實踐與研究

《義務教育物理課程標準（2022年版）》已經(jīng)實施一年多了，但新課程理念下倡導的學生自主、合作、探究等學習方式總是不能得到全面落實。如何在當前新標準、舊教材的背景下落實培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的目標，值得每一名教育工作者深思。在此背景下，物理課堂教學中嘗試引入項目式學習其目的在于改變當前的教育現(xiàn)狀，有效推進物理課堂教學改革不斷向前發(fā)展，從本質(zhì)上實現(xiàn)學科教學與學生素養(yǎng)同步提升的要求，最終實現(xiàn)課程標準中要求的立足學生全面發(fā)展、培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的目標。一、項目式學習的定義及實施意義（一）項目式學習定義項目式學習（Project-basedLearning）簡稱PBL，它是基于學生已有知識和經(jīng)驗，為學生設計具有學習情境的、帶有挑戰(zhàn)性和發(fā)展性的問題為導向的教學方法，是基于現(xiàn)實世界中以學生為中心的教育方式，即學生通過一段時間內(nèi)對真實的、復雜的問題進行探究，并從中獲得知識和技能。項目式學習以多元智能理論和建構(gòu)主義理論為指導，起源于美國，并在西方得到了廣泛的應用，此種教學模式主要用于培養(yǎng)學生的批判性思維、動手操作能力、團隊合作能力等適應社會所必需的素養(yǎng)，已經(jīng)成為21世紀開展素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主要模式之一。（二）實施項目式學習的意義項目是指以生產(chǎn)一件具體的、具有實際應用價值的產(chǎn)品或完成一件可展示的作品，如方案、圖紙等。我們物理學科的項目式學習指在教師有目的的“策劃”下給學生設計或布置一項“任務”，學生在完成這個任務的過程中習得物理知識或掌握基本技能，即把物理知識與項目內(nèi)容相關(guān)聯(lián)。這個任務可以是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，也可以是學生之間小組合作完成的自主學習活動，但無論如何應用項目式學習過程中教師是起主導和協(xié)作作用的，學生才是真正的主體，并且在“策劃”任務的過程中，一切都以學生為中心，教師在此過程中只充當主持人、觀察員、指導員或協(xié)調(diào)員的角色。就初中物理學習來說，學生學習的內(nèi)容結(jié)構(gòu)還比較簡單，在實施過程中更多應注重對學生動手及自我思考能力的培養(yǎng)，因此，將項目式學習有效地引入初中物理課堂教學中，能更好地激發(fā)學生興趣、推動任務開展、提升學生自主學習力；并且在項目式學習的過程中，學生是被允許、甚至是被期待去犯錯的，這樣便能引發(fā)學生的認知沖突。只有讓學生的好奇心和求知欲能得到極大程度地滿足，才能使學生變成主動的學習者、探索者、發(fā)現(xiàn)者。綜上所述，在初中物理課堂教學中引入項目式學習，是新課程教育理念在推進過程中的一種嘗試和應用，也是對教育本質(zhì)的追求，其目的就是促進學生核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展，引導學生學會交流、學會合作、學會學習，進而學會生活，為學生的全面發(fā)展和終身發(fā)展奠定基礎。二、項目式學習在物理教學中的實踐項目式學習可分為長期項目、中期項目和短期項目。日常教學中一般采用短期項目；對條件允許的學?；蚝线m的內(nèi)容也可以給學生設置中期項目甚至長期項目。中、長期項目內(nèi)容相對復雜，學生需要尋找較多實驗器材、查閱更多資料，對學生來說有一定難度，教師可以選擇在小長假或寒暑假布置讓學生完成?？傊?，最終的項目內(nèi)容和完成時長等都需要教師根據(jù)具體教學內(nèi)容、教學目標、學情、學校條件等因素綜合設計。通常，基于項目式學習的物理課堂教學主要環(huán)節(jié)如下：教師確定項目任務，學生以學習小組形式根據(jù)項目任務制定計劃并合作完成，且組內(nèi)明確分工、各司其職。在此過程中，學生學習的主要形態(tài)為自主學習、合作學習和探究學習，最終使任務得以完成，師生一起進行交流與評價。（一）教師確定項目任務項目的選取是項目式學習的第一步，選取一個好的項目是形成良好學習效果的前提。在項目式學習過程中，我一般從學生學習的終極學習目標開始設計教學環(huán)節(jié)和學生任務，然后逐級推向起始點，即堅持“以終為始”的原則進行。同時，項目或任務的選取還要以提高學習興趣、人人都能參與、可操作性強、有創(chuàng)造性為原則。項目本身即是學生的學習內(nèi)容及實踐過程的載體，項目選取的結(jié)果會影響整個學習過程，而學生完成項目的過程同時又是提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的過程，因此要盡可能確立實際有效的項目任務。比如：在學習人教版八年級物理上冊第四章第一節(jié)《光的直線傳播》時，根據(jù)這節(jié)課的教學目標，學生應在學習這節(jié)課后對光源有所了解，知道光沿直線傳播的條件和應用。所以，教師在設計這節(jié)課的教學過程時，先從生活中的場景引入新課——認識光源，再從光源發(fā)出的光的傳播情況讓學生認識到光是沿直線傳播的，而光沿直線傳播需要滿足什么條件呢？通過生活經(jīng)驗和實驗現(xiàn)象驗證光沿直線傳播的條件是在同種均勻介質(zhì)中，進而再研究生活中一些典型的光沿直線傳播的現(xiàn)象。按照這個教學思路，教師在課前布置給學生如下幾個學習任務：1.通過觀察你身邊的各種光源，了解光源的概念和分類；2.根據(jù)你的生活經(jīng)驗思考光是如何傳播的，然后利用身邊的物體通過實驗驗證你的想法；3.通過閱讀教材和查閱資料，了解生活中利用光沿直線傳播的例子，設計并完成小孔成像實驗，總結(jié)小孔成像的特點。學生在課前完成上述任務后，到了課堂上就可以直接分享他們的任務成果，而其他小組的同學可以補充、交流和評價，教師也可以適時進行指導、總結(jié)與評價。再如：在學習人教版九年級物理全一冊第十六章第一節(jié)《電壓》時，根據(jù)本節(jié)課的學習目標“會使用電壓表測量電壓”設計了項目任務：對比電流表的使用方法，練習使用電壓表并總結(jié)其使用方法（給學生提供電壓表）。學生在完成項目的過程中可以運用類比的學習方法先進行操作再歸納，也可以通過雙泡圖先將二者的使用方法作對比，再進行操作；還可以直接使用電壓表測電壓，通過操作過程中一個個實驗現(xiàn)象加深對電壓表使用方法的掌握。由此可以看出，制定符合學情的項目任務可以讓學生在執(zhí)行項目任務時有更大的操作空間，從而取得較好的學習效果。（二）學生制定項目方案項目式學習的顯著特點是強調(diào)團隊合作意識，因此，教師要把學生組成學習小組展開教學活動。在分組前，教師要對學生有充分的了解，分配小組時還要有一定的技巧，如事先按學生情況（如動手能力、學習能力、守紀律能力等）進行搭配分組、任命小組長，并且課堂上盡量讓同一小組人員坐在一起形成一個團隊來進行合作學習。教師在學生制定方案的過程中要考慮到理論與實踐相結(jié)合，能夠方便且積極地收集信息、獲取知識，甚至是打破學科限制探討方案來完成學習任務。一般地，一個合理方案的設計制定需要一段時間，而課堂時間有限，這時就需要合理利用課下時間和資源，如積極應用網(wǎng)絡資源搜集有用信息，促使學生更好、更合理地設計項目方案，還可以通過網(wǎng)絡便捷地討論和交流。比如：在學習人教版八年級物理上冊第三章第一節(jié)《溫度》時可以在課前給學生布置項目任務：自制溫度計并通過制作過程總結(jié)溫度計的設計原理和使用時的注意事項。學生在課前可以通過查閱資料了解溫度計的工作原理、制作所需材料、溫度計上刻度的設計與標注、制作中注意的事項等，小組合作制定完成方案并執(zhí)行。還有一些項目任務是可以在課上通過小組內(nèi)討論制定的，如在學習人教版八年級物理下冊第九章第二節(jié)《液體的壓強》時，需要通過實驗探究液體壓強的特點。這時，小組內(nèi)部就要發(fā)揮各成員的作用，積極合作，合理分工，配合完成。從提出猜想液體壓強的大小可能與所處深度、液體密度等因素有關(guān)來設計實驗操作方案。組內(nèi)同學有的從實驗器材使用、有的從實驗方法設計、有的從操作注意事項、有的從實驗表格擬定、有的從實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的整理與總結(jié)多個角度考慮問題、討論方案，分配任務……最終確定項目方案。（三）小組合作完成項目內(nèi)容項目的實施是項目式學習的重要環(huán)節(jié)。在項目實施過程中，教師作為項目活動的組織者、指導者要根據(jù)組內(nèi)學生智能優(yōu)勢和學習水平的不同指導小組長負責對將要實施的項目進行分工安排，使每個人在項目學習過程中充當不同角色、承擔不同任務，且要照顧到組內(nèi)所有同學，確保每個人在實施項目過程中都有事可做、都必不可少、都能“跳一跳摘到桃子”。教師要注意扮演好自己的角色，敢于把舞臺讓給學生。例如：在學習人教版九年級物理全一冊第十六章第四節(jié)《變阻器》時，學生需要完成項目任務：練習使用滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度。設計這個任務的目的有二：一是練習使用滑動變阻器；二是通過滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)起到分壓作用來控制燈泡的亮度。學生在執(zhí)行項目過程中狀況百出：有的小組可能拿起實驗器材直接連接電路，或串聯(lián)或并聯(lián)，對滑動變阻器的四個接線柱也嘗試用不同的接法，幾經(jīng)嘗試最終完成項目，并且解決了課本中提出的各種問題；有的小組比較謹慎，動手前先思考分析再設計電路最后連接電路，同樣也能完成任務；有的小組在連接中可能會出現(xiàn)一些無法解決的問題，如電路連接正確、操作無誤但燈泡就是不亮或燈泡亮度不變等，這時學生會求助教師，教師才會出面進行指導或點撥。還有一些項目實施是需要學生在課下完成的，比如在學習人教版八年級物理上冊第三章第二節(jié)《熔化和凝固》時可以給學生布置課前項目任務：觀察冰熔化的過程，利用溫度計測量其熔化過程中溫度的變化來總結(jié)晶體熔化的特點。在此項目實施過程中若學生遇到困難，或是組內(nèi)商討解決或是查閱資料，若還有一些解決不了的問題就會帶到學校找教師幫助。無論哪種情況，學生才是項目實施的執(zhí)行者，教師在項目實施過程中起到的作用就是統(tǒng)籌全局、策劃引導、畫龍點睛。通過以上實例不難看出，項目式學習可以讓學生在獨立、合作完成項目的過程中發(fā)現(xiàn)問題，主動探索知識，提高動手能力，而教師也可以設計一些學生認知上的“沖突”任務，讓學生在項目實施過程中主動發(fā)現(xiàn)問題并解決，這樣能真正地讓學生經(jīng)歷學習知識到實踐體驗、領悟知識，理論知識與項目實踐相結(jié)合的過程。（四）項目效果評價良好、有效的評價可以展示學生的學習成果，并激勵學生進一步學習和探究。項目式學習體現(xiàn)了從項目任務的提出到實施的全過程，其教學思路和方式與傳統(tǒng)教學相差甚遠，學生通過項目式學習取得的學習成果與傳統(tǒng)教學模式下的學習成果也有很大差異。項目式學習的物理課堂教學將學生放置在一個教師預定的情境中，并通過任務驅(qū)動來促使學生通過自主、合作、探究的學習方式達成教學目標。這種融合學生自主性和積極性的學習方式可以拓寬教學空間，又能跨越學科界限，不僅與物理課程標準中跨學科實踐主題相吻合，還能體現(xiàn)學生的主體地位。在項目施行過程中學生可以通過形形色色的活動、真實可靠的探究、積極熱烈的研討、精彩獨道的分享、各抒己見的評價來完成物理觀念的學習、物理思維能力的形成與提升，學生的學習品質(zhì)得到提高，學生的高級認知能力得到發(fā)展，學生對問題的探究能力、自主創(chuàng)新能力、團隊合作能力、個人決策能力、批判性思維等綜合素質(zhì)也有全方位的提高，學生學習的主動性、創(chuàng)造性、積極性得到體現(xiàn)與提升，學生的策劃、實施、動手操作、交流合作、評估、反思等能力在實踐中也得到了實質(zhì)性的發(fā)展。由此可見，對于項目式學習效果的評價，不能只是總結(jié)性地對學生的學習成果分等次進行評價，而應重視過程多于重視結(jié)果，采用多元化評價方式。教師在日常課堂教學中一般采用的是學生自評、小組互評和教師評價相結(jié)合的方式。對于中、長期項目，可以要求學生在完成后撰寫項目報告，以此作為評價的主要依據(jù)，也可引入學校評價、社會評價或家長評價，而評價短期項目時由于課堂時間有限，所以在整個項目進行中教師要關(guān)注學生體現(xiàn)出的多方面的能力和水平，如動手能力、邏輯思維能力、批判與反思能力等并給予正向評價，而不是緊盯著學生的弱項不放，讓學生處于自我懷疑和否定狀態(tài)。在項目實施的整個過程中，只要學生能發(fā)揮他們的智力因素并運用于任務實施使項目達到良好效果，都應可以給予鼓勵和肯定，教師要相信皮格馬利翁效應會在學生身上發(fā)生奇跡。此外，教師評價還要與學生自評和小組互評相結(jié)合，讓學生在以上評價過程中不斷修正自己的學習行為和習慣，從而達到較好的學習效果，最終促進物理核心素養(yǎng)的形成。三、實施項目式學習的思考俗話說，世上沒有包治百病的靈丹妙藥，同樣也沒有適合所有教學內(nèi)容的教學模式和方法。一個個教學案例和豐富的教學經(jīng)驗告訴我們，套用一種教學模式或者方法來完成所有教學內(nèi)容是不科學的，項目式學習也一樣。通過近兩年時間的項目式學習應用經(jīng)歷，發(fā)現(xiàn)它雖能促進學科間知識融合、將物理與生活聯(lián)系更緊密、充分讓學生利用自主、合作、探究學習來體現(xiàn)其主體地位和發(fā)揮主觀能動性，但同時也存在著不足：第一，項目式學習主要是依靠學生經(jīng)驗進行的教學活動，大部分知識和技能都是在活動進行中習得的，實施過程中對學生綜合能力的提升有很大幫助，但與傳統(tǒng)教學相比其最大弊端就是缺乏思維上的整體性、連貫性和邏輯性。第二，不是所有的教學內(nèi)容都能找到適合的項目任務。一般地，與學生生活實際貼近的或在學生已有經(jīng)驗的基礎上構(gòu)建的探究類實驗教學等內(nèi)容適合組織項目式學習，而一些微觀領域的、抽象的、邏輯性比較強的、遠離學生生活實際的教學內(nèi)容，很難找到合適的項目。第三，不同學生有各自優(yōu)勢，在同一個項目實施過程中的分工不同、收獲不同，得到的鍛煉和提升的能力也不同，長此以往，就會導致基礎知識不扎實和成績兩極分化的現(xiàn)象出現(xiàn)，從某種角度來看不利于學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。第四，項目式學習以學生自主、合作、探究為主要的學習方式，學生間知識與技能、生活經(jīng)驗及個人學習能力上存在很大差異，因此課堂教學過程中常會出現(xiàn)各種問題。這就對教師提出了較高的要求，不僅要具備扎實的學科基礎，還需要教師具有較高的駕馭課堂的能力和對課堂的預設能力，只有