基于學習進階的項目式學習教學設計

摘" 要：為了有效整合項目活動和學科概念原理，促進學生高階思維的發展，落實學科核心素養，本文基于學習進階理論，采取了一系列教學設計策略，包括創設情境，項目引入，激活進階學習；項目設計，統一進階起點；項目實施，筑牢進階基石；項目展示與延伸，助推螺旋進階；情境回顧，評價進階目標。通過這一系列策略，優化教學設計，圍繞學生學習中的關鍵生長點，開展項目式的教與學，力求實現概念進階、思維進階、能力進階。

關鍵詞：項目式學習；學習進階；核心素養

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）中指出，義務教育物理課程以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，以學生發展為本，以提升全體學生核心素養為宗旨，為每個學生的學習和發展提供機會。［1］為充分落實物理課程的育人價值，物理課程的教學設計應緊密結合物理學科的內涵，同時嚴格遵循學生身心的發展規律，貼近學生的生活實際。教師應關注學生的學習和關鍵生長點，通過具體事實、鮮活案例、生活經驗和基礎物理概念，引導學生進行理性思考，強調理論知識與實踐應用結合的重要性，實現“知行合一、學以致用”的教學理念。

在學校現有的教學資源基礎上，如何從學生的已有經驗出發，圍繞學科課程目標設計真實的項目學習任務，并在學習過程中有效整合項目活動和學科概念原理，促進推動深度學習，落實學科核心素養，是物理項目式學習教學設計面臨的重要問題。

學習進階是“對學生在一個時間跨度內學習和探究某一主題時，依次進階、逐級深化的思維方式的描述”。［2］ 學習進階以學生的學習為研究對象，其中“進”遵循學生的認知發展方向，而“階”則突出了學生學習中的關鍵生長點。基于學習進階的項目式學習設計符合學生的認知發展規律，有利于明確教學目標，提升項目開展的效率，促進項目與概念學習的深度融合，促進學生思維能力的發展，促進對學生學習質量的評價體系的形成。本文以“初識家用電器和電路”為例，探索基于學習進階的項目式學習教學設計。

1" 基于《課程標準》的教學內容分析

蘇科版物理九年級上冊第十三章第1節“初識家用電器和電路”是《課程標準》課程內容框架中一級主題“能量”下的二級主題“電磁能”中的內容。《課程標準》對這節的內容要求為：“從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用；會看、會畫簡單的電路圖。”［3］“能量轉化”既是第十二章“機械能和內能”的延續及鞏固，又為后面第十五章“電功和電熱”的學習打下基礎，在一級主題“能量”中起著承上啟下的作用。作為二級主題“電磁能”的一部分，本節內容為學生學習電學拉開序幕。認識電路的基本組成及狀態，以及學習規范連接電路和培養安全用電的意識，是后續學習“電路初探”和“歐姆定律”兩部分內容的重要基礎。因此，本節內容的教學重點是讓學生從能量角度認識電路的基本元件，教學難點是讓學生了解電路的三種狀態，特別是關于電源短路，要讓學生了解短路帶來的危害。

2" 基于學習進階的學情分析

在正式學習電學之前，學生雖然在小學科學課中以活動的形式接觸過電路的相關概念，但接觸過不等同于理解，由于缺乏系統的學習和知識建構，這些概念并沒有被學生吸收內化。因此，盡管他們對電路有所了解，實際上他們在已接觸過的關于電學的課程中仍存在許多未知。正是這種矛盾，激發了他們對電學和電路連接的學習熱情。有了前面第十二章“機械能和內能”的鋪墊，學生對從能量角度理解用電器的功能較為熟悉，他們感到陌生的是如何將用電器組成一個基本電路及可能出現的電路故障現象，更為陌生的是電學實驗的基本操作規范。這些知識和技能的培養與建立，是教師在教學中需要重點關注的內容。

3" 基于學習進階的項目學習主題選擇

基于學習進階理論，結合教材內容和學生學情，本文嘗試將教材中的“觀察手電筒”活動上升為一個微項目實踐研究——“制作一個手電筒”。該項目圍繞一個真實任務，確定了進階起點和進階目標，并突出了進階關鍵點。通過整合及調整教材內容，筆者還優化了進階學習的路徑。在項目活動中，通過有效整合概念的理解與關鍵能力的培養，可實現學生思維從無序到有序的進階，促進學生深度學習，落實學科核心素養。

4" 基于學習進階的項目式學習素養目標敘寫

第一，借助生活經驗完成手電筒制作，在真實體驗中了解電路的基本組成及其作用。

第二，嘗試以物理學視角對手電筒的工作原理進行討論分析，從能量角度理解電路元件的作用。

第三，通過實驗現象的比較歸類，了解電路的三種狀態：通路、斷路、短路，初步認識電源短路的危害，培養安全操作的意識。

第四，通過幾次電路連接活動的層層推進，能規范地連接基本電路。

5" 基于學習進階的項目式學習路徑設計

基于學習進階的項目式學習路徑如表1所示。

6 "基于學習進階的項目式學習教學實踐

6.1" 創設情境，項目引入，激活進階學習

活動：出示一個“神奇燈泡”，通過全班手拉手“團結的力量”點亮小燈。

師：點亮的這盞燈可以用于照明，你想不想親手制作一個照明工具——手電筒呢？

設計意圖：興趣存在于學生的本能和經驗中，是學生主動學習的內驅力，它能將學生個體與學習內容及可能的發展結果緊密相連。教師可以通過熟悉的燈泡產生的“神奇”現象，引發學生的認知沖突，激發學生的學習興趣，引起學生對電學、科學的好奇和向往，聚焦思維，引出項目主題。

6.2" 項目設計，統一進階起點

活動：如何使一個小燈泡亮起來？

師：你需要用到什么器材？

生：小燈泡、電池、導線。

師：請你用一節干電池、一根導線使一個小燈泡亮起來，并用筆畫線代替導線，把設想的連接方式畫下來，然后進行實驗并記錄對應的實驗現象。

讓學生觀察并思考：

（1）請仔細觀察能讓燈亮起來的幾種連接方式（見圖1甲、圖1乙），它們有什么共同點？

甲

乙

丙

丁

（2）采用如圖1丙所示的連接方式，燈沒亮，那么此時小燈泡真的與電池連接在一起了嗎？

（3）采用如圖1丁所示的連接方式，除了燈沒亮，在實驗中還觀察到什么現象？

（4）亮燈和滅燈方便嗎？連接方便嗎？

（5）怎樣改進連接電路并實現手電筒的雛形？

設計意圖：通過讓學生參與體驗活動，探明了學生對電路的經驗起點，并揭示了學生對電路的錯誤認知，例如將電路“連接”理解為將電源和用電器接觸。在合作交流中進行歸納推理，學生逐漸意識到電路是一個閉合回路。在問題的驅動下，學生會產生困惑：“電池為什么會發燙？”這樣的困惑能促使學生形成電路安全意識，為規范連接電路提供直接的經驗證據。結合手電筒的使用經驗和體驗活動總結的經驗證據，教師引導學生對手電筒的制作進行設計和規劃。

6.3" 項目實施，筑牢進階基石

活動：利用提供的器材：塑料盒、開關、燈座、燈珠、導線、泡沫膠、電池盒，制作一個正常工作的簡易手電筒

在學生實施項目的過程中，教師應捕捉課堂上生成的內容，為后面的評價交流提供基于證據的課程資源。

設計意圖：正如“麻雀雖小卻五臟俱全”，“手電筒”就好比一只麻雀，能夠激活學生對電學的學習熱情。從生活現象走向物理原理，先做后學，通過項目實踐，培養學生動手實踐的能力，為進階學習生成經驗，筑牢學生思維的基石。

6.4" 項目展示與評價，關聯電路概念

6.4.1" 認識電路元件

觀察手電筒工作情況，圍繞以下問題進行展示交流。

第一，一個正常工作的手電筒，由哪些元件組成？

第二，從能量的角度分析，這些元件的作用是什么？

第三，只有干電池能供電嗎？你對生活中的電源有哪些了解？

第四，閉合開關后，手電筒中的電流路徑和方向是怎樣的？

教師可圍繞學生的已有經驗進行補充教學，適當進行點撥，引導學生親自觀察水果電池、手搖發電裝置、太陽能戶外露營燈等，了解用電器和各類電源的能量轉化情況。在此基礎上，教師還可指導學生總結歸納電路的基本組成及其作用。教師可以展示充電式手電筒中鋰電池充電和放電的過程，然后提問學生鋰電池在這兩種情況下在電路中扮演的元件角色，并在實際應用情境中進行階段性反饋評價。

6.4.2" 電路連接的注意事項

第一，結合制作手電筒的經驗，在連接電路時，有哪些注意事項？

第二，制作的手電筒燈不亮，是遇到了什么問題，又是如何解決的？

6.4.3" 分析電路的狀態

針對手電筒電路的工作情況，引導學生分析電路可能存在的狀態。

教師演示實驗：用9V電池引燃鋼絲棉。

學生體驗：將鋁箔紙剪成中間細、兩端粗的小長條導線，一端壓在干電池的負極下方，用手將另一端與干電池的正極接觸，觀察發生的現象。

通過分享和交流手電筒的制作經驗，學生可以總結歸納出電路連接的注意事項，并在故障分析中自然而然地引出通路和斷路兩種電路狀態。通過切身體驗，學生可以了解短路帶來的危害。

設計意圖：在項目展示中，通過問題鏈驅動，學生基于前面活動所生成的直接經驗，以低階認知為起點，進行分析和比較，歸納并提煉知識，整合零散經驗，系統地關聯電路概念。學生將從項目問題逐步進階至物理問題，從特殊問題推廣至一般問題，實現手電筒元件和電路元件的映射關系建構，從能量角度認識電路的基本組成，解決電路規范連接的問題。

6.5" 項目延伸，建構電路模型

6.5.1" 項目延伸

讓學生試著將電池、小燈泡、開關、導線連接起來，使開關能控制小燈泡的發光與熄滅。

教師在幾組實驗器材上提前預設了以下幾種電路故障：電池的正負極相對連接擺放；燈泡與燈座間沒有擰緊；接線柱的螺母沒有擰緊；開關刀柄接觸不良；燈座的兩個接線柱在底部用導線直接相連。

6.5.2" 思維進階

第一，成功完成任務的小組，分享遇到的電路故障及對應的解決辦法，通過箭頭貼紙展示通路時電流的路徑和方向。

第二，對于遇到故障且不能分析出故障原因的小組，通過投屏展示其電路，讓全班同學共同討論，交流故障類型及電路中的電流情況。

第三，對于發生短路故障的小組，教師在適當點撥后，指導其斷開開關再進行觀察分析。接著詢問他們除了燈泡不亮以外，還觀察到了什么現象？結合觀察到的現象，電路可能發生了什么故障？

第四，結合觀察到的短路現象及通路、斷路時電路中的電流情況，讓全體學生分析短路時的電流情況。

設計意圖：在電路模型的連接任務中，設置障礙來聚焦問題情境，使學生經歷質疑、批判、推理論證的高階思維過程，從而深化對電路模型建構的理解。

6.6" 情境回顧，評價進階目標

活動：揭秘“神奇燈泡”

師：我們的“神奇燈泡”真的神奇嗎？真的是因為我們團結的力量點亮了它嗎？

生：燈泡里面肯定內置了電源，學生相當于電路中的開關導線，手拉手使電路形成了通路。

師：真的是這樣嗎？我們拆開燈泡來一探究竟！

活動：揭秘“故障”

師：請同學們分析圖1丙和圖1丁的連接情況，這兩種情況中小燈泡不能發光，發生了什么電路故障？

生：圖1丙斷路；圖1丁短路。

設計意圖：學習即評價，評價即學習，通過情境回顧和學以致用的過程，能讓學生在解決問題的過程中深刻理解電路的基本組成和狀態，從而有效地形成學習質量評價體系。

基于學習進階的項目式學習教學設計，以低階認知為起點，基于已有經驗，通過“做中學”“先做后學”等對相關概念原理進行關聯和整合，促進學科概念原理與項目學習的深度融合，在關鍵進階點的突破中一步一臺階，最終實現思維進階。

7" 結語

本文從“點亮神奇燈泡”激活項目學習，銜接小學科學知識——“如何使一個小燈泡亮起來”進入項目設計，統一進階的起點；基于已有經驗“先做后學”，引導學生制作一個手電筒，進而延伸至電路模型的建構，實現核心概念的逐級進階；最后，揭秘“神奇燈泡”，解惑課堂中生成的問題，首尾呼應，在真實問題的解決中促進學生的思維發展和能力進階。

參考文獻

［1］［3］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022：2，24.

［2］郭玉英，姚建欣.基于核心素養學習進階的科學教學設計［J］.課程·教材·教法，2016，36（11）：64-70.