項目式學習助力發展物理高階思維的探索

唐飛

摘 要：物理教育工作者要深入挖掘中華優秀傳統文化的物理教育教學價值，并將其帶入初中物理課堂，利用傳統文化輔助中學生提高物理思維能力。為了更好地達到這個目的，物理教育工作者應當不斷探尋有效的融合途徑，將中華優秀傳統文化與物理教學有機融合起來，培養中生對中華優秀傳統文化的認同感與自信心，實現通過中華優秀傳統文化的傳承，體現項目式學習助力發展物理高階思維的探索。筆者帶領教師團隊也在嘗試“項目式學習”的實踐與探索，在項目主題的確定上，我們主張學科融合。本文主要以利用傳統文化輔導學生提高思維能力，在項目式學習中助力發展物理高階思維的探索。

關鍵詞：傳統文化 項目式學習 物理高階思維 提高思維能力 DOI：10.12278/j.issn.1009- 7260.2022.10.050

物理對中華傳統文化的運用往往被忽略，中華傳統文化對學生各方面塑造的重要作用也間接地被忽略了。在物理教學過程中，教師引用傳統文化資源對物理知識形成新的獨特認知，有利于學生理解提高物理思維能力，掌握傳統文化精髓。物理作為科學研究的重要組成部分，注重科學性和物理思維，而傳統文化是人們在活動中不斷積累和思考產生的，因此物理和傳統文化之間有著一定的相通性。

物理作為初中教學中的必修學科，對培養學生思維深度、發展學生科學素養有積極影響。而通過項目式學習可以助力發展物理高階思維。高階思維是一種處于較高水平的認知能力或心智活動，包括“評價”“分析”和“創造”三個過程維度。初中物理教學通過實施深度教學、關注學習活動和重視測試評價等聚焦學生的高階思維培養，能很好地培養學生的問題解決能力、批判思維、創新能力和決策能力。

采用怎樣的教學方式，一直以來是初中教育研究的重點內容。為了保證所有學生積極參與課堂，提高學習水平，教師需要不斷探索、積極實踐，從而尋求適合學生學習的教學方法。而結合教學效果而言，利用項目式學習方法，能夠充分滿足新時期初中物理教學需求。

項目式學習是近年來國內教育界逐漸興起的一種新的學習形態，它是以真實情境為背景，基于課標與教材內容，運用學科知識，習得必要技能，以學生為中心去解決真實問題的學習方式。它結合教學內容引導學生對知識進行自主探究，強調以解決問題或完成某個項目作為任務驅動，重構知識體系，實現知識的遷移和綜合運用，促進學生主動學習與發展。它對提高學生寫作能力、創造能力有積極影響，值得在實際教學中深入推廣和應用。

一、融入傳統文化，發揮學生主體作用

初中物理教師在培養學生思維能力與創新能力時，需重視學生主體地位的作用，調動學生的參與熱情，培養學生的良好品德，使學生能不斷樹立自身自立自強的學習意識，全面提升學生的學習自信心。學生在遇到無法快速理解的物理知識時，教師應當引導其合理控制自身的情緒，利用積極情緒影響自己，不斷鉆研學習中存在的問題，并在與他人合作探究的過程中掌握更多物理知識。學生要避免被消極情緒影響，要重視與其他同學以及物理教師的探討與研究，深入體會到物理學習的興趣，激發自主探究物理知識的興趣，從而掌握更多物理知識，提高自身思維能力與創新能力。

那些我們在生活中時常能聽到用到的歇后語、成語、諺語等都是古時候的人們通過觀察生活中的現象，在了解這個世界的過程中記錄下來的，蘊含了不同場景下的普遍物理現象。例如“人往高處走，水往低處流”，指出水的往往是向低處流動，這就涉及重力的作用：水從高處流向低處，是豎直向下的力起到了作用，即重力；也反映出了“人要有志氣，要一直向好的一面努力向上”的人生哲理。而通過“猴子撈月一場空”這句歇后語，學生可以學到平面鏡成像的原理，這個像是因光線的反射而形成的虛像，并不是真實存在的；同時這句話常被用在對于本身就不存在的事物白費力氣浪費時間這種行為上。通過這樣的教學，學生們了解了更多的生活常識，從而逐漸理解物理現象即生活普遍現象，并開始觀察周邊生活中的物理現象，引發思考，嘗試用物理思維解讀生活奧秘。拓寬了學生的視野，增強了學生學習新知識的欲望。

二、融入傳統文化，改善教學方式

在進行教學的過程中，教師需要尊重學生的個性發展，使學生能夠感受信任與尊重，不斷拉近師生之間的距離，為學生思維能力與創新能力的培養奠定堅實基礎。教師在進行教學的過程中，要堅持使用鼓勵式教學法，對于班上學生的每一次進步，都要及時進行表揚，同時引導學生反思學習過程中存在的不足之處，使學生初中學習物理的動力不斷提升，還能引導學生積累足夠的初中物理知識。除此之外，教師還應當改善教學方式，以學生的興趣與好奇心為基礎設計課堂導入內容，同時保證整個課堂內容的趣味性，使學生能始終保持積極向上的熱情參與到教學活動中，充分調動學生的思維，使其處于活躍狀態。學生在教師的引導下逐漸喜歡上物理，便會自主自覺地參與到物理學習中，架構屬于自己的物理知識體系，鍛煉思維能力與創新能力，物理核心素養得以不斷提升。

詩詞在古代文學作品中占有一壁江山，其歷史發展源遠流長，其中也體現出了諸多物理知識。例如王安石《梅花》中的“遙知不是雪，唯有暗香來”，所反映的是擴散現象。教師可以據此解讀分子熱運動的知識，并和其他相似變化進行區分，讓學生更好掌握該知識點?！对绨l白帝城》中的“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”說明空氣是可以傳播聲音的，而這里的輕舟是以山為參照物而運動著的。應用這些詩詞使學生對物理知識的理解通俗易懂，也使學生在文和理的交叉學習中達到知識的融會貫通。在學習好物理知識的同時，也加深了學生對詩詞的理解，在潛移默化中拓寬了學生的思維，使學生能夠全面發展。

三、融入傳統文化養成學生自主學習、自我探究習慣

初中物理教師在培養學生思維能力與創新能力時，需要養成學生自主學習、自我探究的良好學習習慣。教師在設計課堂教學時，應當保證其內容的價值性，留給學生自主探究與思考時間，有利于啟發學生的思維，使其能夠養成獨立思考的習慣，為后續學生在學習與生活中獨立自主解決問題奠定堅實基礎。

隨著社會環境的進步與發展，人們所掌握的知識不斷增多，知識信息的更新換代速度也不斷提升，學生們僅具有在學校中獲得的知識，根本無法滿足社會及崗位的實際需求。因此，教師需要培養學生自主學習意識與自我探究意識，才能使其尋找到適合自己的學習方式，便于在之后的學習中掌握更多知識，成長成為善于思考、創新的新時代人才。教師也要重視培養學生的參與意識、創造意識、主體意識與合作意識，全面提升學生綜合素質，使學生能在教師的引導下發現學習規律，有利于培養學生的思維能力與創新能力。

促進學生全面發展一直是教育提倡的理念，中華傳統文化內容之豐富、意義之深刻，是其他教學資源不具備的。物理教學所弘揚的科學精神，體現了積極創新、勇于探索、努力思考等優秀品質。因此，通過物理和傳統文化進行融合的教學方式，可以培養學生的綜合素質，并達到繼承傳統文化的目的。這兩者之間從古至今都是無法分離的，古代科學技術成就已經展現了豐富的物理知識，而在了解這些物理知識時，學生心中也會因此產生民族認同和文化自信。

四、重視實驗操作的作用

物理學科是一門操作性較強的學科，因此，教師應當重視初中物理教學中的實驗，如水面浮針（水表面的張力）、紙人跳躍（摩擦生電）、吹肥皂泡（氣體密度與重力、浮力）等實驗。教師利用物理實驗，能有效調動學生學習興趣，激發學生內心中的探索欲望。教師可以利用實驗引導學生主動探索物理中包含的規律、奧秘，有效培養學生的思維能力與創新能力。學生在實驗過程中，還需要培養自身良好觀察習慣，能為后續物理知識的探索與學習奠定堅實基礎。教師還可以引入差異性實驗的概念，使學生在對比與研究過程中提高思維能力與創新能力。

光學在初中物理學習中占據十分重要的位置，教師可以在遵循教學目標和原則的同時，為學生滲透與光學有關的傳統文化故事，一方面能夠激發學生對光學的學習興趣，還能豐富學生對知識的學習途徑，促進學生在物理學習中的學習效果。例如，教師在講解到“光的直線傳播”內容時，可以為學生利用多媒體播放《哪吒鬧海》皮影戲，引導學生進行欣賞。正是因為有光源將光線投向屏幕，同時光具有直線傳播的特點，光線受到物體（戲偶）阻礙，形成影子，也就成了我們熟悉的皮影戲。教師通過這樣的教學方式，不僅能夠促使學生對光學知識有更加深入的了解，也能讓學生對傳統文化皮影戲有全新的認知，認識到傳統文化在社會發展中的重要地位。再如，日晷儀作為我國古代人們研發出的一種計時工具，就包含豐富的官學知識，如光沿直線傳播的原理。教師為學生滲透豐富的傳統文化內容，讓學生感悟到物理知識中的神奇，并感受知識和實際生活的緊密關聯，不斷強化學生自身的民族自豪感，在潛移默化的影響下，培養學生的愛國情懷。

五、重視理論與實踐的結合

教師要重視理論與實踐的結合。物理知識本身來源于自然、生活中的點點滴滴，同時，物理知識也進一步改變了我們的生活。因此，學生發現自己身邊存在的物理現象，并將其與物理知識結合，能有效提升學習效率。因此，教師需要培養學生具有一雙善于發現美的眼鏡，使學生能夠正確辨別出生活中存在的物理想象；充分結合理論知識與生活實際，在鍛煉學生思維能力的同時培養學生創新能力。

教師也需要在物理教學中注重和課外實踐活動的融合，才能引導學生在實踐中強化物理知識，并將傳統文化故事融入其中?？梢詫W生分成學習小組，學生通過在自主學習探究中進一步發現物理和傳統文化之間的關系，拓展學生的物理知識視野，實現學生自身實踐活動的有效性的提升，深化學生對知識的理解程度。例如，在學習到“機械能轉化”內容時，教師可以引導學生對機械能的概念進行辨析，讓學生嘗試寫出影響慣機械能的有關因素，并引導學生在聯之前學過的古詩“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，引導學生對其中的物理現象進行思考。學生通過對詩句含義的理解，明白其中蘊藏的物理學原理，在小組探究中得出結論：重力勢能轉化為動能，重力勢能減小，動能增大。像這樣不斷調動學生對物理知識的求知欲，讓學生的生活中處處存在有關物理的知識內容?？傊處熢谝揽窟@種教學方式，能夠培養學生形成自主學習的良好習慣，并促使學生對物理知識有更高的認知程度，實現物理綜合素養的提升。

六、實施項目式學習的具體措施

1.科學選擇項目題材，激發學生探索興趣

培養學生物理學習興趣，是發展學生科學素養的前提和基礎，只有學生對物理學科產生熱情，才能夠調動其參與項目和執行項目的積極性。想要實現這一目標，教師需要科學地選擇項目題材，將學生興趣與教學內容相融合，開展項目活動。另外，項目活動在具備趣味性的基礎上，不宜過于復雜或過于簡單。如果過于復雜，超出學生認知范圍，將會導致學生失去探索興趣；如果過于簡單，學生不費吹灰之力就能完成項目任務，則無法激發學生自豪感和成就感。除此之外，教師還應對教學內容進行整合，將無價值內容剔除，從而節約項目實施時間，提高項目執行效率，使學生能夠在激發興趣的同時提高學習水平。

2.制定明確的項目計劃

教師在物理教學過程中，想要發展學生科學素養，需要制定明確、詳細的項目計劃，盡可能避免計劃臨時修改，從而增加學生的實施難度。另外，項目式學習本身存在不確定因素，通過提前制定計劃，能夠有效預測項目活動實施中可能存在的問題，有利于教師合理掌控學生的學習節奏，使學生在輕松氛圍下完成項目內容，從而在理解物理知識的同時發展科學素養。

比方說，在教學《簡單的機械和功——杠桿》這一部分內容的時候，教師可以做一個讓學生感到不可思議的小實驗：用三根火柴將一瓶礦泉水吊起來。很多學生會覺得這不可能，由此產生興趣。教師要準備兩瓶礦泉水、一根對折的繩子、三根火柴。首先，將其中的一瓶礦泉水用繩子系好，繩子需要是對折的狀態，然后放一根火柴在桌子上，半個火柴露在桌子外面，將系好的礦泉水掛在火柴上面，用另一瓶礦泉水壓住火柴。這個時候，如果把壓著火柴的礦泉水拿來，火柴一定會掉在地上，杠桿原理可以解決這個問題。然后，拿出一根火柴支撐在繩子對折的兩端，再用最后一根火柴連接前面兩個火柴，形成杠桿，然后拿開壓住火柴的礦泉水，另外的礦泉水仍然掛在火柴上面。由此實驗引出杠桿的特點：有杠桿（棍棒等），有一個支點，在力的作用下杠桿能夠繞著固定點轉動。這也是本實驗的教學目的。通過這樣的實驗，能夠讓學生更加快速地記住有關杠桿的知識內容，實現高質量的初中物理實驗教學。

綜上所述，合理有效地將傳統文化資源融入物理教學過程中才能使傳統文化資源發揮作用，以促進學生全面成長。在這一過程中，教師不能把傳統文化硬套進物理教學中，使其影響物理教學，而是要為學生學好物理打造輕松的教學環境，以提高學生綜合素質作為根本目的。教師要讓傳統文化在物理課堂上展現魅力，將其與物理知識緊密結合，生動地展現給學生，讓學生對物理和傳統文化有進一步的探索欲，從而使學生對物理學科產生濃厚興趣，達到物理教學目標。

參考文獻：

[1] 彭羿《基于項目式學習方式的初中物理教學研究——以“制作可調節亮度的手電筒”項目為例》，《物理教學探討》2020年第9期。

[2] 趙寧《基于項目式學習的初中物理教學實踐探究——以初中階段“測量工具的使用”為例》，《中學物理》2020年第16期。

（本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃課題：依托初中物理項目學習培養學生高階思維能力的實踐研究，C-c/2021/02/192）