基于項目式學習的中學物理力學單元教學探究

摘 要：伴隨著各方面教學改革的深入，人們對科學技術學科類的教學越來越重視，再加上如今社會教育資源向科學技能型人才培育的傾向性發展，中學階段對物理學科的重視程度日漸提高，于是越來越多的教師開始探索如何更高效地優化中學階段的物理教學。中學階段物理教學當中使用項目式學習進行力學單元教學的探究正是這一探索過程當中的一項內容。基于項目式學習進行中學物理階段的力學單元知識教學，不僅可以有效地輔助學生在腦海當中構建起相應的物理單元知識框架結構，還能進一步發揮學生在學習當中的積極探索效果，落實以生為本的物理教學理念。讓學生在復雜現象的探索中成長，在真實問題的研究中獲得知識，這種教學狀態之下培養出的學生不僅有著較強的知識理論能力，對問題的探索能力和求真意識也較強。因此，項目式學習可以成為中學物理力學單元教學中切實轉變學生學習方式的一類教學方法。

關鍵詞：項目式學習；中學物理；力學單元教學

中圖分類號：G633.7?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2022）44-0145-05

一、 引言

項目式學習的中心是學生。項目式學習是在構建的真實復雜的情境中，學生們以團隊合作的形式完成一個主題活動或解決一個具體問題的學習過程。這種學習方法對學生的框架性知識的構建以及學生自主學習意識的鍛煉有著較強的效果。同樣它還能夠進一步實現分層教學模式的落實。分層教學模式致力于使得不同知識能力水平和不同狀態的學生都能夠得到發展，是貫徹以生為本教學理念，落實因材施教、因地制宜教學觀念的重要手段。在常規的物理力學單元教學中，部分教師都沒有采用項目式學習來開展學生的教學引導。在傳統的物理課堂教學中取得的教學效果已經達到一定的瓶頸。當今時代，越來越多的教師開始實踐項目式學習這種獨特的學習模式并且取得了理想的教學成果。本篇文章立足于對中學物理力學單元教學出現的常見問題以及項目式學習在力學單元教學中應用的實際意義等方面內容的分析，進一步提出了在中學物理力學單元教學當中使用項目式學習開展教學的指導策略。

二、 中學物理力學單元教學常見問題

（一）教學中知識框架結構未建立

中學物理力學單元教學階段當中，倡導大單元教學設計。大單元教學設計要求教師把握單元教學知識之間聯系性，能夠整合出單元知識體系，再運用逆向思維，考慮到學生知識和能力是逐步進階的特點，具有創見性地統領設計單元教學過程，達成單元教學設計的整體性特點。但是一部分教師并不理解單元教學設計的整體性特點，只是把單元教學設計理解為普通課時設計的整合。這種理解下整合出來的單元教學設計只能說是知識點的集合，并沒有系統的方法輔助學生建立單元教學知識框架。這樣的單元教學設計不僅不能幫助學生整體把握單元知識，反而加重了學生的學習負擔以及教師的備課量，學科核心素養更是無從落實。而項目式學習要求教師首先必須把握單元教學知識之間的聯系。通過把握單元當中知識的聯系性找到項目式學習的核心輻射點，隨后通過學生的小組合作學習等方式有機架構單元知識體系。因此項目式學習在中學物理力學單元教學中的應用可以落實單元教學設計的特點，進而有效解決單元教學中知識框架結構未建立的問題。

（二）學生的學習效率亟待提高

除了上述的一般課堂教學環節中，教師無法有效幫助學生對相關的物理力學單元知識框架進行構建之外，學生對力學單元知識學習效率和學習興趣的不足也是影響中學物理力學單元教學順利開展的關鍵性問題。眾所周知，興趣是學生最好的老師，也是學生進行學習的第一內在推動力，當學生對某項事物有了濃厚的興趣之后，無論遇到多大的困難和阻礙，學生都能保持一種積極向上的活力與信心，完成知識的學習。反之，如果學生對某一事物呈現一種反感、排斥的不良學習心理，學生在對相關知識的學習中必然會出現一些消極狀態，這是由中學生這一特殊的學習段造成的特殊學習心理形成的問題，所以想要解決這一問題，就要立足于這一特殊心理來進行思考。學生此時對一些新奇有趣事物的學習興趣是較為充足的。這就需要教師在對力學單元知識進行教學時，擺脫傳統枯燥無聊的教學狀態，探尋一個趣味性、靈活程度更高的教學方式，并通過教學氛圍的有效轉變來實現學生效率的提高。同樣學生在這種氣氛和思維活躍的學習環境當中對原有的物理學科知識的掌握也會變得更為牢固，物理學科的思維也就能夠得以建立。

三、 項目式學習方法的特點

（一）知識學習的層次性

項目式學習在教學環節中進行使用的一個顯著特點是能夠實現知識學習層次性的豐富與提升。知識學習之間的層次性指的是知識與知識之間的連接關系和呈現方式等，如質量知識模塊當中包含著質量的含義以及質量換算、估算及測量等。這樣質量知識的應用與質量的定義其中就包含著較為明顯的從屬關系。項目式學習能夠讓學生完成從淺至深、從宏觀到微觀的知識理解和學習的過程，能讓學生完成先從相關總括性的知識接觸到逐步深入的知識細節內容的掌握，這種知識的學習的層次性，對物理學科這類邏輯思維需求較強的學科類型教學來說，有極為重要的實用性價值。如果學生想要學習好物理，首先就要掌握一個邏輯性的思維觀念。這就需要教師能夠準確地理解事物本質和表象之間的內在關聯，并采用合適的教學方法幫助學生自覺地建立個性化的思考形式去理解物理定義和物理現象之間的關系。但是有的中學生的這種邏輯思維能力沒有得到有效的培養。這時想要輔助學生更深一步地完成物理知識的應用，有一定困難。通過項目式學習的應用不僅可以主動地培養學生這種邏輯性思考的形式和過程，而且可以有效地避免由于學生本身能力和思維意識的不足出現的學習的阻力問題，可以進一步推進物理學科教學的發展。

（二）知識框架的構建

項目式學習不僅有利于培養學生的邏輯性的思維能力、豐富學生學習的知識之間的層次性，還有利于在這種知識之間的層次性基礎之上，實現物理知識框架的構建。正如前面所舉的例子，質量的應用和質量的定義，其包含著一定的從屬關系。在實際的教學環節當中，如果教師沒有應用項目式學習，對質量應用和質量定義之間的從屬關系，教師也只是一筆帶過，不會過多地強調，那么學生接收的知識仍舊是一個又一個的知識點而非是連貫的知識體系。但是通過項目式學習的應用可以融合學生腦海當中質量的應用和質量的定義兩者之間的關系，輔助學生在腦海當中構建起兩者之間的聯系性，實現相關知識體系和框架的逐步構建。在中學物理學習階段雖然知識與知識的聯系性有穩定的體現，但是大體來看還是呈板塊劃分的。教師通過融合項目式學習，能夠輔助學生實現腦海當中物理知識框架的構建。這就能夠推動學生進一步地完成物理知識的掌握與學習，滿足中學階段對學生物理學科核心素養培養的要求。

（三）對學生思維能力的培養

脫離教學內容而言，項目式學習還能夠進一步地實現學生相關思維能力和思維意識的培養。因為項目式學習的學習方式是由表及里、由簡單走向深奧的學習過程。項目式學習使學生在合作交流與獨立思考的交叉活動中經歷自評與互評，再在互評中推動項目活動的開展或升級，更是在自評中獲得成長。項目式學習過程中，團隊自主把控學習方向的經歷就能夠給學生一個較為清晰的學習思路與明確的成長階段。這種看著自己一步一個腳印的學習方法能夠提高學生在知識學習當中的獲得感與自信心，讓學生越學越有動力、越學越有興趣。這種積極的學習狀態和氛圍之下，無論是對知識的建構思維，還是自身學習過程中的理解思維，都能夠得到有效的發展。當這兩種思維得以發展和建立之后，學生對待知識的架構和知識的掌握能力都會得到進一步的提升，這樣學生的思維能力就得到了明顯的進步。所以從這一點來看，項目式學習的應用是能夠實現對學生思維能力的進一步培養的。

四、 中學物理力學單元教學中應用項目式學習方法的意義

通過對中學物理力學單元教學中常見問題的分析不難發現，影響物理力學單元教學較為關鍵的因素有學生的學習狀態、教師的教學手段以及教學意識。所以教師就必須要從這幾方面進行綜合考量，探尋一個既能夠實現學生學習狀態的激發，又可以使教師的教學意識得以改善和拓寬，還能以一種更高效的教學手段落實單元學習目標的方法。項目式學習就可以有效地輔助教師滿足這一教學需求。

（一）輔助學生構建物理力學知識框架

在中學階段，物理以一個獨立的學科門類進入學生的學習生涯當中。這意味著中學階段的學生對物理知識的理解和學習都處于一種起步和奠基狀態，所以教師必須要幫助學生在這一階段打好物理知識基礎的根基。中學物理入門階段學習的主要內容是力學知識。物理力學單元教學中的相關知識有著較強的關聯性，通過在教學環節中挖掘這種關聯性就能夠進一步地輔助完成力學知識框架的構建。調查顯示，在絕大多數的中學物理力學單元教學中，教師都沒有有效地輔助構建知識框架。而項目式學習在中學階段的物理力學單元教學的應用，有利于學生從相關的主題活動入手，在問題的解決過程中，逐步發現知識的關聯，從而有效輔助學生做好物理力學基礎知識框架的深度構建。

（二）開拓物理教師的教學視野

項目式學習在中學物理力學單元教學中的使用，除了能夠實現學生腦海當中物理力學知識框架的構建，還能夠開拓物理教師在教學環節當中的教學視野。項目式學習區別于傳統的學習方法，它更注重于學生學習主動性的激發與調動，所以從某種程度上而言，項目式學習在物理教學當中的使用是依據于教師的教學意識覺醒和教學視野的擴展。如果沒有達到這一要求，那么很難真正將項目式學習里將學生作為中心的因素在物理學習課堂中得以落實與使用。而教師通過對項目式學習進行實踐之后，會逐步走入項目式學習的魅力當中。教師會發現在這種以學生為中心、團隊引領的學習形式之下，學生的學習活躍程度以及教學的趣味性都能夠得到飛躍式的提升。在這種提升之下，教師就會對自身的教學行為和教學意識進行反思與調整，由此教師本身教學能力的提升就有了基礎與空間。所以從這一點來看，通過在中學物理力學單元教學環節當中使用項目式學習方法能夠開拓物理教師的教學視野，實現教師教學水平的發展。

（三）落實學生物理學科素養的建立

學生物理學科思維的建立需要依靠學生對相關的物理知識學習。在學生的物理知識與技能得到較為扎實掌握的基礎之上，才能夠實現學生物理科學思維意識的進一步發展與強化。但是在實際的中學物理教學環節當中，有些教師只是注重物理知識本身內容，而忽略了對學生物理學科思維的引導，這就使得學生的物理學科核心素養難以完整建立。而在中學物理力學單元教學當中應用項目式學習，能夠通過項目主題活動的開展來實現對學生科學思維的引導、實驗探究的落實以及科學態度和責任的培養。這也是項目式學習在中學物理單元教學當中可以有效使用且發展的特點之一。

五、 項目式學習方法在中學物理力學單元教學中的使用策略

（一）力學知識間聯系性的探尋

想要在中學物理力學單元教學當中使用好項目式學習，教師首先要找到力學知識之間的聯系性。通過深入地挖掘知識與知識之間的聯系性來對相關的學習內容進行拓展與探討，進一步實現物理知識框架結構的構建。數據調研發現，有的教師雖然能夠認識到在中學物理教學環節當中知識與知識之間的聯系性，并且能夠在一定程度上使用這一聯系性來完成課堂教學，但是只有少量的教師能夠實現這種聯系性的深度挖掘，來輔助學生對物理知識進行更深一步的理解與掌握。這種對教師在物理教學中浪費知識與知識聯系性深度挖掘的情況，在一定程度上阻礙了項目式學習的應用。所以想要在教學環節中有效地實現項目式學習對學生物理力學單元知識掌握與理解的推動，教師就必須要立足于力學知識之間聯系性內容的探究，以此來發掘項目式學習的資源與素材，進而落實應用。

比如，動量定理中落體著地的緩沖問題涉及了自由落體運動、彈力相互作用等知識的相互關聯等。這種關聯就聯系起了動量定理和牛頓第二定律，以及力的作用效果與時間之間的關系等問題。這種動量定理與牛頓第二定律之間的知識性聯系就是力學教學單元當中知識與知識的聯系。教師就需要對這種聯系進行更深層次地使用和挖掘，發現落地緩沖等貼近生活的、適合項目式學習的資源與素材。如此可以在教學環節當中對相關的知識通過項目式學習對學生實現一種思想上的引領。通過這種拓展性的知識聯系來幫助學生在腦海當中初步構建起已知的物理知識與未知的物理知識之間的聯系等。這種聯系一定程度上就能夠輔助學生建立物理學科思維。所以從這一點進行分析不難發現，對力學知識之間的聯系性的挖掘和探尋是教師將項目式學習融合進力學教學單元中的一個重要方面。而作為理念支撐的項目式學習，又能夠進一步加深力學知識之間的聯系性，兩者互相促進、互相融合。

（二）小組合作學習模式的使用

項目式學習在課堂當中的實際應用要建立在調動起學生的學習積極性與主動性基礎上，因為項目式學習過程中需要學生自主開展項目活動。而項目活動的復雜性又需要學生進行調查研究、決策規劃、實驗探索、解決問題等多元活動。這樣單靠一個學生的力量，或者只由一位學習成績好的同學來開展活動是難以在一定的課時時間內落實并且完成的。所以教師就需要在項目式學習的教學環節當中使用小組合作學習模式，讓不同層次的學生都參與到項目活動中來。應用這種模式，首先把學生劃分為一個又一個包含不同層次的學生的學習小團隊。通過給予學習團隊適當的項目式學習模式的指導，讓不同層次學生發揮多方面能力，共同完成某一項目主題的具體探究。可見，項目式學習既實現了小組合作學習模式在教學環節的落實，又實踐了不同能力和基礎的學生都能夠在課堂教學當中有所作為的多元化教學理念。這是教學環節當中教師所期待達到的一點。所以從這一點來看小組合作學習模式對項目式學習的開展有著極為重要的作用。

例如，“銅葫蘆是否空心”這一項目主題的具體研究活動包含了質量、體積、密度及其測量等各方面的知識學習與實驗探究。這一主題在質量與密度的力學單元當中是復雜程度較高，需要學生的物理學科性思維能力較強的一類主題。根據項目活動安排，在單元引入階段，學生就提出這一項目活動主題，那么在有限的單元課時內，單純依靠個別學生，就很難對這一主題進行全面且深刻的理解與解決。而教師可以把學生按照不同能力劃分學習小組，小組內學生的能力應該是互補的。比如需要計算能力較強的學生，他擅長數據處理，專門負責相關實驗數據的換算以及計算等；比如需要對物理知識掌握較為扎實的學生，他擅長物理現象和規律的綜合與分析，擔任項目活動中相關物理信息和物理規律的應用與分析工作；比如需要領導力和決策力比較強的學生，他擅長善于鼓勵和關聯同學，負責項目活動組織和研究方向的把控；還需要包括其他能力的學生，以保障多元化的項目活動開展中相關任務可以請不同能力的學生來完成。這里通過項目式學習的應用，實現了不同基礎和不同水平的學生都能在同一個小組中發揮與使用自身能力，都能夠在課堂當中找到屬于自己的位置。

（三）評價驅動物理項目的探究

除了小組合作學習，作為項目式學習的重要特征之一，可以落實學生多元能力培養與學習動力的調動之外，評價驅動的教學手段也可以有效落實學生在項目活動當中的自主探究。學生在互評與自評的引領下推動項目活動發展，進而得到自身物理知識與技能的進一步發展，并且這種自評與互評的評價活動是在教學環節當中落實項目式學習的基礎之一。前文提到，項目式學習需要學生通過團隊合作解決一個真實復雜的問題。而真實問題的解構、解決方案的提出、最佳作品的交流等連貫的項目式學習環節離不開的是學生對項目活動流程的把控。如果缺少了互評與自評這兩種手段，那么團隊在流程把控當中就會因為缺乏全面深入地了解而無法獲得決策的依據，最終也就難以獲得問題的最佳解決方案等。由此可見評價驅動的教學手段有利于深化團隊協作，也有利于物理學習的深度和廣度的拓展，還能夠輔助項目式學習在中學物理力學的教學當中的具體應用。

比如，“手控模擬潛水艇制作”的項目式學習活動中，自評與互評活動驅動著這個項目的探究。在單元項目引入環節，學生們通過對分工合作了解到的關于模擬潛水艇制作的各個方面信息展開互評與自評活動，開啟了下階段的浮力知識自主學習與潛水艇制作方案的初步設計等活動。在潛水艇方案的小組互評與自評活動之后，學生們一方面自覺進行浮沉知識的查缺補漏，另一方面則取長補短提出了潛水艇制作的小組方案。在各個團隊乃至團隊中的每一位學生經歷了團隊方案全班互評活動之后，不僅能夠完成手控模擬潛水艇的作品，而且能夠準確地把握浮力單元知識體系。因此，通過這些評價活動對學生進行思維上的引導，可以給學生一個明確的項目活動方向，來幫助學生進一步的理解所學知識與項目之間的關系，促使學生完成項目活動當中相關物理信息和物理數據的探尋與把握。所以從這一點來看，評價驅動手段在課堂項目活動中的實際使用能夠輔助項目式學習的順利開展。

（四）新型信息技術手段在教學中的融合

如今時代發展的一個特點是信息技術和互聯網的迅速普及。這一時代性的特點就給予中學物理力學單元教學當中應用項目式學習更多便利。在信息技術發展的背景下，教師在教學環節當中獲得更多可能性。比如信息技術的反饋與搜集等功能的應用，不僅提高了課堂互評的效率，而且可以記錄下項目活動的成長軌跡。而信息技術所記錄的內容又可以成為學生自評與互評等項目活動的依據，無形中又推動了項目式學習活動的開展，這就是信息技術帶給項目式學習和物理教學的重要影響。通過在項目式學習過程中使用信息技術還能夠激發學生發言或發表觀點的積極性，給予學生評價與選擇的時空，為學生的批判能力與創新能力的培養起到很好的輔助作用。因此教師必須要提高自身應用信息技術的意識與能力。通過不斷提高使用信息技術的方式與手段來進一步地實現課堂教學的現代化，這樣就能夠推進項目式學習在力學單元教學中的實際應用。

六、 結語

總而言之，在中學物理教學階段中，項目式學習的實際應用依托于教師對力學單元知識之間聯系性的探索以及小組合作學習模式的使用。通過把握力學單元知識的聯系性找到項目式學習的核心輻射點。通過組織學生進行小組合作學習來落實項目式學習活動，達成力學單元知識的收獲與學科素養的培養。還可以通過評價驅動手段的應用以及新時代背景之下信息技術手段在物理教學中的融合來促進項目式學習的開展。無論是項目式學習模式在物理學科中的實際應用，還是力學單元知識框架在學生腦海中的建立，都代表的是時代背景和教學定位。對中學物理教學的進一步調整，蘊藏的是時代發展背景之下社會需求和人們教育需求對教學的反向推動。由此可見，基于項目式學習的中學物理力學單元教學研究，不僅僅對教學有著較強的推動作用，對賦予物理學科時代新發展的內涵也有著特殊的作用。

參考文獻：

［1］湯揚.基于微項目式學習的初中物理教學［J］.文理導航（中旬），2022（10）：34-36.

［2］曹艷.科技創新視域下初中物理實驗教學的融合探究［J］.理科考試研究，2022，29（12）：33-36.

［3］暢歡.交互式電子白板助力初中物理力學有效教學［J］.數理化解題研究，2021（35）：64-65.

［4］武敏.反例在初中物理力學教學中的應用分析［J］.讀寫算，2021（34）：185-186.

［5］楊明華.基于項目學習方式的初中物理單元教學設計：以“初中物理力學復習”單元教學為例［J］.中學物理教學參考，2020，49（12）：67-68.

課題項目：課題名稱：“項目式學習在中學物理力學教學中的應用和實踐研究”（課題編號：FZDJ2020A05）。

作者簡介：鐘劍（1981～），男，畬族，福建福州人，福建省福州第八中學，研究方向：物理教學。