基于核心素养的项目式物理学习的研究与实施

孙宁 于莹

摘   要：项目式物理学习是基于“教学乃育人之根，兴趣为教学之本”这一教育理念，以培养学生的物理核心素养为宗旨，将物理实验、物理学发展史等有机融为一体的学习模式，具有个体团队化、教师引领化、课堂模块化、知识生活化、兴趣持久化等诸多优势。项目式物理学习具有三个新颖独到的教学策略：有效整合知识，做更符合学生发展规律和学生受益的课程整合;基于核心素养，在完成项目的过程中内化为解决实际问题的能力和素养;打造和谐课堂，充分利用学生的差异化，培养学生合作与分享的意识。

关键词：项目学习;核心素养;差异教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）10-0009-3

物理作为自然科学的基础，建立在人类持之以恒的科学精神和不断进步的科学方法基础之上;作为一门初中课程，它对于学生科学素养和理性思维的形成及完善具有举足轻重的地位。我国已将科技创新摆在国家发展全局的核心位置，并将其提高到实现中华民族伟大复兴和综合国力战略支撑的高度[1]。科技为立国基石，物理乃基石之核，可見物理的发展既决定着国家的实力，亦关乎人类命运共同体的未来。

作为物理教育工作者，需要在有限的时间内引领学生乐学、好学并学有所成。从学生乃至国家长远发展的角度来看，他们走向社会后内化为素养的内容至关重要，如何让物理核心素养为合格的公民奠基，才是初中物理这门课程的真正价值和意义。下面，笔者将结合实例阐明项目式物理学习。

1    以沪科版“科学探究：杠杆的平衡条件”为例

1.1    基于解决真实问题的情境，将知识与能力融入到学生“问题生成新知”的过程之中

“杠杆”对学生来说既抽象又陌生，常规的实验终归是以学习知识为目的。传统的教学方法要求学生学习，仅仅是因为老师要求他们那么做，除非学习者有真正学习这些知识的理由，否则很难赋予新知任何意义，“项目”式学习使学生通过问题、学习环境或情境接触新的概念和技能[2]。

笔者以“制作杆秤”作为项目式学习的主题，有别于传统的授课方式，是以解决真实问题为目的而设计。首先，学生依照项目书中的前期任务去菜市场、药店等地调查，观察生活中的杆秤，了解它们的使用方法。平日繁忙的学业阻挡了学生了解生活的大门，而项目式学习则为他们开了一扇窗。让学生感受劳动人民的智慧，体验社会生活，此时的品德教育和劳动教育是切身感受，是身心洗礼。进入到项目的第二个环节，学生通过自主学习、多种途径，深刻了解杆秤的物理原理，并能熟知生活中的杆秤各部位的名字及其对应的物理量名称，将物理“源于生活，用于生活”的课程理念淋漓尽致地呈现出来，为学生搭建起知识与生活的桥梁。

项目的第三个阶段，学生以小组为单位，用一次性筷子、螺母、针头线脑等平日不起眼的东西制作称量物体质量的“杆秤”。学生们依葫芦画瓢做得有模有样，兴趣盎然，但到了班里展示点评环节却纷纷遇到了“瓶颈”——怎样标注准确的刻度呢？在前期的调查与制作阶段，学生已基本掌握了通过悬挂重物和秤砣要使秤杆在水平方向上保持平衡这一技能，但也仅停留在“知道”的层面，并未“了解”为何这样就可以称出质量。“人的感觉并不可靠”，要通过简单、直观且准确的数学工具标记出刻度，就需要经历“建模—实验—数据—分析—评估”，回归以实验为基础的学科特点。如此，本实验的探究目的由学生自发提出，方案由合作小组讨论得出，学生的自主操作只需强调规范，分析数据得出杠杆平衡时“力”与“距离”的定量关系。这个“定量关系”具有普遍性吗？物理规律的发现往往是从“特殊”到“普遍”，学生诧异之余，笔者顺势通过自制教具让学生“看到”：“力臂”才是影响杠杆（杆秤）平衡的重要因素。难点突破水到渠成，符合学生的认知需求。此时的学生早已迫不及待地要用实验结论在杆秤上标出刻度，用它称质量。教师阶段性的评价与点拨是项目式学习不可或缺的一环，是学生的心理需求，也是项目顺利完成的关键支撑。此时，学生提出的问题是他们真正遇到困难时带来的思考，教师的引领是最大限度地迎合了学生的知识与能力的需求，对学生从物理视角看问题的引领作用也是显著的。学生悟到：任何测量工具上标记的刻度背后一定蕴含着物理原理。教师顺势介绍为秦国统一度量衡奠定了基础的称量工具——权衡器，适时的德育渗透让民族自豪感与家国情怀慢慢融入到学生的价值观和人生观之中。

1.2    项目式物理学习在培养学生物理观念和渗透德育方面的优势

学生在走街串巷中寻找、观察、记录杆秤这一杠杆类工具，体现了“STS”教育的真谛，学会从物理视角重新审视生活中的工具，最终养成物理观念。长此以往，他们看待问题会更加理性，解决问题会更加科学。笔者认为，这是对传统物理课堂的有益补充。同时，在这种解决真实问题的环境中所渗透的德育也更加自然，更易于被学生接受。

2    以沪科版“科学探究：液体的压强”为例

2.1    激质疑，引思考，做学生自发的“真探究”

讲到“科学探究：液体的压强”时，笔者设计了以“帕斯卡桶”为主题的项目式学习。教师通常会以介绍法国科学家帕斯卡“水压桶裂”的故事作为液体压强的新课引入。笔者认为，若仅以此进入到后续的实验探究环节，久而久之就会进入到“为探究而探究”的教学模式中。“这会是真的吗？”才应是教师在教学中直面的学生本源问题，只有顺应内心的好奇，学生主动学习的积极性和探究兴趣才会得以更好地激发和保护。

2.2    充分利用学生的差异性，激趣促学提质

认真阅读项目任务后，学生既觉得不可思议，又顾及“书本的权威”，理性与感性间颇为微妙。师生共同探讨所需器材，学生求真的愿望愈加热切。学生们先将PVC管与装满水的橡木材质的酒桶出酒口用热熔仪器进行热熔，冷却后均匀打上密封胶（图1）;然后再将塑料软管的一端处理成坡口，将PVC承口内壁和塑料管插口外壁涂匀粘接剂，粘实后在外侧涂抹上密封胶。一切就绪，此时的教学楼前好不热闹：有的组织分工，有的维持纪律，有的维护安全。管子与木桶的衔接密封反复检查无误后，通知位于五楼的学生缓慢注水。此时的课堂是校园，此时的气氛是兴奋，大家都企盼着眼见如所想。当位于五楼的学生观察到管中的水接近与管口持平时，木桶附近负责观察的学生观察到已经开始有水从桶的不同位置渗出。现场震撼到每一位学生，在这样的“课堂”中，每一位在场的学生都得到了应有的尊重，享有了应有的权力，合作的意识与解决问题能力的提升是传统课堂无法比拟的。若从知识层面来说，细水柱压裂结实的橡木桶呈现在他们的眼前，还需要过分强调液体压强与深度关系的记忆吗？笔者认为二者的关系会深深烙在他们心中。

2.3    项目式物理学习在培养学生科学态度与责任方面的优势

常规探究教学中，教师往往更多思考“怎么做”，而非“为什么做”，若没有教师的引领，留给学生对此的思考空间更少：仅仅几杯水，能把坚固的橡木桶压裂？对这个“故事”真实性的怀疑就没有在我们脑中有一丝闪现吗？笔者认为，这个问号大概率会出现在孩子们的脑中。这种敢质疑、不唯师、不唯书不正是科学精神的体现吗？这个时候的顺势引入课题，是顺应科学、顺应内心、顺应真实——“我们一起重现帕斯卡当年的实验，用事实说话。”这种源自学生内心的、潜移默化的科学态度与责任的渗透，才会伴随学生的终身学习。

3    项目式物理学习的特点和优势

笔者认为，项目式物理学习将物理的教与学回归到科学本源，既吸收了“做中学，学中悟”项目式学习的优势，又蕴含了“教学乃育人之根，兴趣为教学之本”的教育理念。项目式物理学习基于物理学科的核心素养，有效融合了多重育人目标，充分考虑、利用学生间的个体差异，更适合每一个学生的发展，具有个体团队化、教师引领化、课堂模块化、知识生活化、兴趣持久化的特点。

在项目式物理课堂中，教师看似隐形，却要做学生隐形的翅膀，让学生在自由的思维空间放飞自我（图2）。

项目式物理学习具有如下三个新颖而独到的教学策略，如图3所示。

项目式物理学习除了助力学生达成阶段性学习目标之外，也成为学生多方位展示才华的舞台，“物理源于生活，用于生活”渐渐成为学生的一种观念。它的优势在于学生可以像科学家一样思考，像工程师一样创造，像艺术家一样创作，像演说家一样讲解，培养学生具备更强的信心、团队意识、解决问题的能力、思维能力，更懂得感恩，有着更深厚的家国情怀。正如陶行知先生所说：你能行动，行动才生困难，想法解决了困难，才是真知识的获得[3]。学生在项目式物理学习的“行动”中会受益于“乐中学”，教师也会享受到“教中乐”。

参考文献：

[1]中共中央文献研究室.习近平关于科技创新论述摘编[M].北京：中共文献出版社，2016.

[2]汤姆·范德·阿尔克，莉迪亚·多宾斯.如何利用学校网络进行項目式学习和个性化学习[M].吕璀璀，刘白玉，译.北京：中国青年出版社，2019.

[3]方明.陶行知教育名篇[M].北京：教育科学出版社，2005.

（栏目编辑    赵保钢）