項目式學習在初中物理學科中的應用

黃碧玉　陳汝冬

【摘要】為提高課堂實驗教學質量，提升學生學科核心素養(yǎng)，項目式學習小組通過合作探究，運用變換或增刪實驗器材、優(yōu)化實驗形式、創(chuàng)新實驗裝置等途徑對初中物理部分非理想實驗進行優(yōu)化，讓學生在項目式學習的實施過程、成果展示、學習評價等環(huán)節(jié)中學會思辨、創(chuàng)新、交流、總結。

【關鍵詞】項目式學習;初中物理學科;應用;實驗優(yōu)化

一、物理“實驗優(yōu)化”項目式學習的內涵和意義

（一）項目式學習內涵

項目式學習（project based learning，簡稱PBL）是一種動態(tài)的學習方法，PBL讓學生們主動地探索現(xiàn)實世界的問題和挑戰(zhàn)， 并在探索過程中領會到更深刻的知識和技能。項目式學習以學生為中心，強調學生在真實的情境中，通過問題驅動組織開展探究活動，學生通過交流合作的學習方式解決問題、展示并分享研究成果。

（二）物理“實驗優(yōu)化”內涵

物理是一門以實驗為基礎的學科。初中物理教材中有著豐富有趣的實驗，它們既能激發(fā)學生學習的積極性，更有助于學生對抽象疑難知識的領悟。但是，教材中的部分實驗也存在一些不足：有的理論上易成功實操中多失敗;有的與現(xiàn)代學生感觸不密切難以激發(fā)學生積極性;有的耗時長、操作不便、現(xiàn)象不明顯等等。本項目式學習，以物理實驗優(yōu)化為主題，讓學生在項目式學習的實施過程、成果展示、學習評價等環(huán)節(jié)中學會思辨、創(chuàng)新、交流、總結，以提高課堂實驗教學質量，提升學科核心素養(yǎng)。

（三）開展物理“實驗優(yōu)化”項目式學習的意義

1.通過在項目學習中團結合作地進行科學探究，每個學生的學習與發(fā)展都得到平等機會，每個學生學習物理的潛能都能得到發(fā)展。

2.根據(jù)項目學習生活中的實際操作，學生對教材中的非理想實驗進行提出疑問，在學習中學會思辨、在思辨問題中學會優(yōu)化、在優(yōu)化過程中學會創(chuàng)新，并將創(chuàng)新結果運用于新的教學內容，服務于更廣泛的教學，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”。

3.學生在項目學習過程經歷科學探究過程，學會運用科學研究方法、采用工程和設計思維、創(chuàng)新思維解決問題，因此培養(yǎng)了學生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。

4.本項目式學習采取多元化、發(fā)展性的評價體系，注重過程性評價與總結性評價相結合，提升學生科學素養(yǎng)，促進教師不斷進步，完善物理課程內容。

二、物理“實驗優(yōu)化”項目式學習的案例應用

（一）項目式學習實施過程

1.疑問探討，明確主題

問題常常來源于課堂。在課堂學習中，難免會有一些物理實驗效果不理想。教師可以引導學生對這類物理實驗關注、反思，讓學生學會在學習過程中發(fā)現(xiàn)問題，并萌發(fā)對非理想實驗進行優(yōu)化的探究精神，在不斷提煉后，確定項目主題為對初中物理非理想實驗進行優(yōu)化。小組成員在第二課堂等課余時間，通過細化驅動問題、階梯式推進項目進程，以順利完成主題研究。圖1為問題驅動進程：

圖1? 問題驅動實現(xiàn)任務目標

2.規(guī)劃探究，分組重做

小組成員根據(jù)學習過程中發(fā)現(xiàn)的非理想實驗先后順序，對所選實驗按照歸屬板塊、優(yōu)化難度等進行分工研究，過程中實行組長輪流制，難度較大的實驗可適當多分配時間，從而制作成實驗優(yōu)化順序表（如圖2）：

圖2? 實驗優(yōu)化順序表

3.記錄不足，尋找共性

在重做實驗過程中，記錄員及時記錄實驗存在的缺點和不足，并用圖表表示出不同實驗缺點的共性，如圖3所示：

圖3? 實驗不足總結圖

4.合作探究，思悟尋因

項目組成員通過思悟討論、查找資料、請教老師等方式了解缺點和不足產生的原因，并總結出規(guī)律：（1）器材選擇不佳;（2）缺乏輔助器材;（3）形式缺乏新意;（4）裝置難達效果。

5.設計方案，解決問題

經過“頭腦風暴”，對不同實驗采取不同方法進行實驗優(yōu)化，如，變換實驗器材、增刪實驗器材、改變實驗形式、創(chuàng)新實驗裝置，并用思維導圖羅列方案設計，如圖4所示：

圖4? 實驗方案設計導圖

6.動手動腦，優(yōu)化實驗

根據(jù)設計方案，項目組成員分組對所選定的非理想實驗進行優(yōu)化。現(xiàn)以實驗2“探究聲波和波形圖的關系”為例，進行實驗優(yōu)化具體操作。

項目小組成員在做教材中采用示波器和電腦相結合的方式輸出波形的實驗時，對如何產生這樣的波形圖仍然難以理解，在請教教師了解原理后，自制聲波演示儀，其流程圖如圖5所示：

圖5? 實驗2“探究聲波和波形圖的關系”優(yōu)化過程流程圖

7.前后對比，驗證效果

通過對比實驗前后實驗現(xiàn)象，可檢驗實驗效果。如，實驗5“探究光的傳播條件”，在探究光在液體、氣體中的傳播時，通過將清水換成加有黑墨水的光路，對比實驗現(xiàn)象，實驗效果就更加清晰明顯。

8.交流分享，展示推廣

在項目小組成果展通過PPT等詳細演示各小組的實驗優(yōu)化過程，并互相交流收獲、互提改進意見。成果較為突出的項目可申請參加科技創(chuàng)新比賽，其它成果可在暑假線下、線上物理知識科普營等推廣普及。

（二）項目式學習評價

學習評價采取過程性評價與總結性評價相結合、師評、自評與互評相結合的方式，最終形成項目過程中學生成長的客觀評價。

1.評價方式

（1）填寫自評、互評、師評評價量表

評價量表有十個維度，分別是小組合作表現(xiàn)、過程性數(shù)據(jù)記錄、問題意識、信息搜集能力、討論過程表現(xiàn)、優(yōu)化方案設計能力、動手操作能力、成果作品、作品展示表現(xiàn)、自我反思和改進，每個維度賦值為10分，總分為100分。

（2）計算總評結果

通過對每個小組成員自評、互評、師評表格進行匯總，總評按照“總評=自評×30%+互評×30%+師評×40%”（互評取其他六名學生的平均值，師評取每名指導老師的平均值）的計算方法，利用統(tǒng)計軟件計算出每個成員的總評結果，再繪制成條形圖，最終評選出兩名“優(yōu)秀項目小組成員”。

（3）形成“一人一檔”評價分析報告

每人形成一份“一人一檔”評價分析報告，評價分析報告由三部分組成：各維度得分表、各維度雷達圖以及總結性評價分析。

2.評價的促進作用

本項目采用評價體系更多元化、發(fā)展性的評價體系，將過程性評價與總結性評價相結合，對學生的科學素養(yǎng)的提升起到促進作用。

過程性評價形成及時反饋，讓學生了解自己在項目式學習過程中的優(yōu)勢和不足，學會及時控制和調節(jié)，指導他們以后在學習中進行改進和提升。總結性評價對學生進行縱向和橫向的分析，讓學生確定學生接下來的學習起點，證明學生掌握知識、技能的程度和能力水平，引導學生進行反思，對學生的學習提供反饋和促進作用。

（三）項目式學習成果與價值

1.形成豐富視頻成果，為教學提供參考。活動過程中的實驗步驟、實驗記錄、實驗結果等，可拍攝成視頻，例如，本項目順利形成的十三個優(yōu)化實驗，可以制作成實驗優(yōu)化視頻集，為教師教學、學生學習提供教學參考。

2.編撰作品集成果，為校本培訓提供范本。研究成果可以做成紙質版的成果材料，如，本項目式學習可編撰《物理實驗優(yōu)化集》，按章節(jié)順序、圖文并茂地介紹十三個傳統(tǒng)實驗及其不足、優(yōu)化實驗及其優(yōu)點，既突破課堂實驗效果不佳的弊端，提升學生實驗優(yōu)化的能力，也為物理課堂教學提供了良好的教學資源。

3.促進創(chuàng)新制作，提升科創(chuàng)比賽水平。物理學科項目式學習中的實物作品，例如，本項目式學習中制作的“聲波演示儀”，可參加青少年科技創(chuàng)新比賽、教具制作比賽、創(chuàng)新實驗比賽，既提升科創(chuàng)比賽水平，又在更廣闊的舞臺中獲得更多錘煉。

4.產生優(yōu)質資源，助力課堂教學。在優(yōu)化實驗作品的基礎上，科組形成規(guī)范統(tǒng)一的優(yōu)化實驗課授課模式，并將項目式學習中的優(yōu)秀實驗優(yōu)化作品在公開課、比賽課中展示和推廣，助力課堂實驗教學。

三、項目式學習的反思

物理實驗探究類項目式學習，以學生為主體進行合作探究，注重理論和實踐相結合，讓學生在日常學習中學會提問反思、明確主題、設計方案、解決問題，提升學生的學習水平，增強團隊合作能力。探究過程中產生的作品成果，讓學生在展示、推廣中學會主動承擔社會責任，實現(xiàn)正確的價值體現(xiàn)和責任擔當。不過，有價值的項目式學習不應只做一次就結束，例如，以實驗優(yōu)化為主題的項目式學習，讓未優(yōu)化的實驗得以優(yōu)化、讓優(yōu)化的實驗有多種優(yōu)化方式，后期可以持續(xù)開展學習探究，繼續(xù)做持續(xù)的生態(tài)式探究，以此提高課堂實驗教學質量，提升學生學科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]申燕，陳尚寶，鄒志譜，等.基于STEM理念下的項目式學習課例設計——以“探秘人體的呼吸”為例[J].化學教學，2019（9）：50-55.

[2]侯肖，胡久華.在常規(guī)課堂教學中實施項目式學習——以化學教學為例[J].教育學報，2016，12（4）：39-44.

[3]秦肖肖.基于遙感技術的地理鄉(xiāng)土活動課程設計——以“認識家鄉(xiāng)的土地利用類型”項目式學習為例[J].地理教學，2020（3）：46-48.

[4]張夢針，李海燕，柏？.項目式學習在中學化學課堂中的應用——以“如何解決生活中的白色污染”為例[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（97）：241-243，251.

責任編輯? 李? 源