生長教育視域下的初中物理項目式學習研究

【摘要】生長教育視域下的項目式學習，從知識本位轉向素養本位，能夠在最大限度上促進學生綜合能力的提升，是落實學科核心素養的有效途徑。項目式學習主要由項目設計、項目實施和項目總結三個環節組成，涉及核心知識、可行性分析、驅動性問題、合作探究學習和項目成果等要素。文章以“浮力秤”這一項目為例，詳細闡述了生長教育視域下的初中物理項目式學習案例。

【關鍵詞】生長教育；項目式學習；浮力秤

作者簡介：周玲（1982—），女，江蘇省蘇州市太倉市實驗中學。

《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》指出，要“激發青少年好奇心和想象力，增強科學興趣、創新意識和創新能力，培養一大批具備科學家潛質的青少年群體，為加快建設科技強國夯實人才基礎”。生長教育視域下的項目式學習是基于物理知識和科學方法開展的項目學習活動，教師應引導學生圍繞項目任務開展探究活動，經歷全程的探究過程，提升學生的問題解決能力，有效落實素質教育。

一、項目式學習的內涵解讀與教學架構

（一）生長教育

生長教育以遵循人的生長規律，追求人的主動、持續、和諧生長為理念，該理念來源于杜威的教育本質論的三個經典命題，“教育即生活，教育即生長，教育即經驗持續不斷地改組或改造”。葉圣陶的兒童種子觀也認為，教育是一個培育生命的過程，是一個生長的過程，而不是加工、制造產品的過程。在以立德樹人為教育根本任務的背景下，新時代的生長教育不僅僅是身體的健康成長，還應是知識和能力的生長，學科核心素養的培養，更應關注價值觀與道德品質的發展。

（二）項目式學習

項目式學習源自杜威的“從做中學”教育主張，與我國現代教育家陶行知的“教學做合一”教學思想不謀而合。項目式學習是一種綜合性的教育實踐活動，符合新課標倡導的“做中學”“用中學”“創中學”教育理念。項目式學習以學科核心素養為目標導向，以承載學科關鍵知識與能力的主題項目為驅動性任務，強調讓學生全程參與作品的設計、制作、展示與評估，通過自主學習、合作學習和探究學習，構建結構化的知識體系，解決實際問題，實現綜合能力與核心素養的穩步發展。

項目式學習有以下基本特征：一是系統性，有別于單一的學科學習活動形式，項目式學習是一個系統化的學習過程，它把學科的眾多知識點，甚至是跨學科的知識點，與學習活動緊密聯系起來，形成一個有機整體；二是復雜性，項目式學習過程中的學習任務往往綜合性比較強，包括設計、計劃、決策、執行、交流、評價等諸多環節；三是真實性，項目式學習的載體是物化的作品、模型或成果報告，指向解決真實的問題，需要學生開展跨情境的知識遷移與應用。

（三）教學邏輯架構

生長教育視域下的項目式學習活動可劃分為三個階段：一是項目規劃與設計，主要包括前期的學情調研、團隊組建、項目任務的策劃等項目整體架構過程；二是項目的組織與實施，主要包括核心知識的準備、驅動性問題的分析與推進、可視化作品的制作過程；三是項目交流與總結，包括學生作品的交流與展示、實際使用與效果評價、分析評估與方案改進等過程?？傮w由確定項目主題、規劃項目、活動探究、作品制作、成果展示及活動評價六個環節組成，見圖1。

二、項目規劃與組織實施

（一）“浮力秤”項目的設計與規劃

一是確定主題。主要基于三個原則：首先要貼近學生的生活實際，具有實際的探究價值與意義；其次要符合學生現有的知識和能力水平，確保學生能夠順利完成；最后要承載物理學科的核心知識、科學方法和核心素養。

“浮力秤”包含了物理學科的二力平衡、阿基米德原理和物體的浮沉條件等重要概念和規律，涉及轉換法、建模法和分析論證等諸多學科思想與思維方法，具有基礎性、實踐性、綜合性和開放性等特點，貼近學生的最近發展區。通過研究和完成這一項目，學生可以了解相關物理知識在生活中的實際應用，在真實的情境中解決實際問題，體驗到物理學習的意義與價值，真正做到知行合一、學以致用。

二是整體規劃?！案×Τ印表椖康膶W習目標在于，通過實踐活動，激活學生的生長原動力，探尋適合學生發展的路徑。教師要在學習目標的總框架內規劃與設計項目的各項子任務、子問題，使不同的問題對應不同的學習任務，每個子任務之間連貫有序，任務與驅動性問題所設置的情境具有一致性，以便學生連貫性地完善知識體系。

“浮力秤”項目涉及五大要素，分別為核心知識、可行性分析、驅動性問題、合作探究學習和項目成果，圖2為各要素的構成情況。

項目學習周期為一周，共4個課時，第1課時認識浮力，學會用稱重法測量浮力；第2課時為探究影響浮力的因素，了解阿基米德原理；第3課時為探究物體的浮沉條件；第4課時為制作浮力秤，進行作品的展示、交流與評價。詳見表1。

項目目標 認識浮力，了解影響浮力的因素，了解阿基米德原理，知道物體的浮沉條件；在實踐中學習物理思想方法和思維方式；提高操作、設計、表達和團隊協作能力，發展問題解決能力，實現態度、能力、思維、品質等學科核心素養的發展

（二）“浮力秤”項目的組織與實施

下面以項目第4課時“浮力秤的制作”為例展開闡述。

學生5人為一組分工合作。教師提供的器材有小塑料瓶、大塑料桶、重物（砝碼、沙子）、細線、水、橡皮筋、記號筆、天秤（用于驗證浮力秤的準確性）。

問題1：浮力秤的原理是什么？

在前3個課時的師生互動學習中，學生通過將乒乓球壓入水中，體驗了浮力的存在；通過小組探究實驗，了解了影響浮力大小的因素和阿基米德原理；通過探究分析漂浮物體、沉底物體、懸浮物體的受力情況，歸納、總結了物體的浮沉條件。當物體受到的浮力大于重力時，物體將上浮，最終漂浮在液面上；當物體受到的浮力小于重力時，物體將下沉，最終沉底；當物體受到的浮力等于重力時，物體將懸浮在液體內部的任何位置。

浮力秤是根據物體漂浮條件工作的，學生從探究活動中得知，漂浮的浮力秤受到重力與浮力作用且這兩個力平衡，即：F浮=G。根據這一原理，有小組設計了方案，如圖3（a）。小瓶漂浮在水面上，待測物體置于瓶中。但實際操作過程中，學生遇到了新的問題：空塑料瓶質量較小，重心較高，在水面上漂浮時很難在豎直方向上保持靜止，如圖3（b）所示。如何令空塑料瓶直立在水中，如何降低空塑料瓶的重心呢？新的問題引發了學生的思考與討論。經討論與實踐，小組得出如下解決方法：在空塑料瓶底部加砝碼（或沙子）來降低重心，使空塑料瓶在水面上漂浮時能在豎直方向上保持靜止，如圖3（c）所示。

問題2：浮力秤的零刻度線如何確定？

教師：任何測量儀器都要設計合理的刻度值，那么浮力秤的零刻度線如何確定呢？

學生：當空塑料瓶直立在水中并且空載時（不計已經放置在瓶中用以降低重心的砝碼），水面到達的位置就是浮力秤的零刻度線位置。

學生在實踐中發現，能通過調整橡皮筋的位置來減小實驗誤差。于是學生通過多次調整橡皮筋的位置直至與水面相平，最終確定零刻度線的位置。

問題3：浮力秤的刻度是否均勻？

觀察如圖4所示的浮力秤簡圖，學生就上述問題的觀點產生了分歧：部分學生通過觀察小瓶的結構，發現小瓶下部的形狀不規則，排開水的體積與浸入水中的深度不成正比這一因素，他們認為刻度是不均勻的；另一部分學生則基于塑料瓶是圓柱形，則刻度是均勻的這一現象，認為浮力秤稱重時，增加的物重與排開水的體積成正比。

師生共同討論分析，根據漂浮條件F浮=G，則ρ水 （V0+Sh）g=mg（其中V0表示小瓶下部不規則部分的體積，S表示小瓶的橫截面積），得出m=ρ水V0+ρ水Sh，浮力秤中增加的質量：△m=ρ水Sh△，即增加的質量與增加的深度成正比，所以浮力秤的刻度是均勻的。

問題4：浮力秤的最大刻度值怎么確定？

有的小組逐步增加物重，直至水面達到最大刻度線的位置；有的小組將已知質量的砝碼（如100g）放在小桶內，在水面處做好標記，再將其平分為10等份，分度值即為10g，再按比例延伸到最大刻度線位置，標注出浮力秤的最大測量值，如圖5所示。

（三）“浮力秤”項目成果的展示與評估

完成項目之后，教師組織學生進行成果展示與交流，各小組代表匯報各小組作品的設計與制作過程，闡述在作品制作過程中遇到的問題及解決方法，分享各組的作品優化方法和創造性想法；再引導各小組進一步探討：如何增大浮力秤的量程？如何提高精確度？是改變小瓶的長度、直徑，還是改變液體的密度？然后，教師再讓各小組對照項目評價表中的條目逐項展開評估和評價。最后，評選出優秀作品統一在學?？萍拣^內展出。

三、教學啟示與后期展望

（一）優化項目式課程體系

首先，要明確課程目標，設計不同層級的課程（基礎型課程、拓展型課程），制訂各層級課程的指導方案，讓學生根據實際情況選擇不同層級的課程，讓每個層級的學生都能在原有的基礎上有所收獲。其次，是整合多方資源，根據學校教學資源、區域文化特色以及城市建設需求，將符合學生實際生活的項目主題匯編成冊。最后，要建立健全教學評價體系，根據不同層級的課程，采取多元化的評價方式，注重過程性評價和結果性評價的有機結合。

（二）營造良好的項目式學習環境

良好的資源配置能為學生的項目式學習提供保障。在固定的學習場所中儲備探究活動的必備工具，配齊各層級課程探究所需要的材料，有助于讓學生在探究實踐中將自己的想法變為現實。同時，營造良好的科技創新氛圍，能吸引更多的學生關注項目式學習，促使更多的學生參與到項目式學習的實踐探索中。學?？梢远ㄆ陂_展科技成果發布展示活動，讓學生帶著自己的研究成果與其他學生進行分享交流，使其獲得不一樣的體驗以及新的靈感。

【參考文獻】

［1］丁加旗.提升科學素質是教師的使命擔當［J］江蘇教育，2021（63）：1.

［2］王世鐸，于守海.生活·生長·經驗：杜威“教育本質論”的新時代解析［J］.沈陽師范大學學報（社會科學版），2021，45（6）：71-77.

［3］吳志明.“生長教育”理念下的初中物理教學設計：以“長度的測量”為例［J］.江蘇教育，2021（20）：53-56.