核心素養導向下高中物理項目式學習實踐與成效研究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）19-0121-04

在當今教育領域，培養學生的核心素養已成為重中之重。《中國學生發展核心素養研究報告》明確指出，學生發展核心素養指標的主要表現是“人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新”，為教育教學指明了方向。本研究聚焦核心素養導向下的高中物理項目式學習，旨在通過探討項目式學習，提升學生的物理學科核心素養和優化高中物理教學的思路和方法。

一、核心素養與高中物理項目式學習的理論溯源

（一）核心素養于高中物理的架構剖析

在高中物理教育領域，核心素養構建起學生物理學習的關鍵框架。物理觀念作為基石，涵蓋對物質、運動、相互作用及能量等基本概念的深度理解與系統認知，如在力學板塊中對牛頓定律所闡釋的物體運動與受力關系的把握。科學思維則貫穿學習全程，通過模型建構、科學推理、科學論證及質疑創新等維度，促使學生從現象剖析本質，如利用理想氣體模型解析熱學問題。科學探究能力培養學生提出問題、設計實驗、收集分析數據等實踐技能，以探究加速度與力、質量關系實驗為典型。科學態度與責任引導學生秉持嚴謹、實事求是的態度，關注物理知識在社會中的應用及影響，如核能利用中的利弊權衡。這些維度相互交織，共同塑造學生全面的物理核心素養體系，為其物理學習與未來發展奠定堅實基礎

（二）項目式學習契合核心素養培育的特質解析

項目式學習的自主性特質賦予學生主導權，使其能依據自身知識儲備與思維方式規劃學習路徑，在探究如“家庭電路故障排查”項目時，自主設計檢測流程，深度激發內在動力，有力促進科學思維的發展。其綜合性特點在于整合多領域知識與技能，如“橋梁結構中的物理原理”項目需融合力學、材料學等知識，拓寬學生知識視野，強化物理觀念的系統性構建。實踐性能讓學生在實際操作中深化理解，如“自制簡易電動機”實驗，在動手過程中提升科學探究能力。開放性能鼓勵創新與多元思考，如在“未來交通工具設計中的物理應用”項目中，學生突破常規，培養質疑創新精神，全方位契合核心素養培育需求。

二、高中物理項目式學習的實踐架構搭建

（一）項目主題的甄選與錨定

在高中物理項目式學習中，項目主題的甄選與錨定是關鍵起始點。教師需緊密圍繞高中物理課程標準，深度挖掘教材核心知識，如在力學部分，可選取“汽車安全性能中的物理原理”主題，關聯速度、加速度、摩擦力等知識，引導學生探究汽車制動、碰撞過程中的物理現象。同時，充分考量學生的認知水平與興趣偏好，關注生活熱點與科技前沿，例如“智能穿戴設備中的物理奧秘”，契合學生對新興科技的好奇。借助網絡資源、教育期刊等渠道廣泛收集素材，運用頭腦風暴、問卷調查等方式篩選優化主題，確保其既具挑戰性又在學生能力范圍內，精準對接核心素養培育目標，為后續學習活動筑牢根基，激發學生主動探索熱情。

（二）項目團隊的架構與協同

項目團隊的合理架構與高效協同是高中物理項目式學習成功的重要保障。教師應全面了解學生的學習能力、性格特點和興趣專長，采用異質分組原則，確保每個小組都匯聚不同優勢的成員。例如，將邏輯思維強的學生與動手能力突出的學生組合在一起，實現優勢互補。明確小組成員的角色分工，設立組長負責統籌協調、資料收集員負責信息整合、實驗操作員負責操作實踐、記錄員負責數據記錄等。在項目推進過程中，教師要引導團隊制訂合作規則，建立良好的溝通機制，如定期召開小組會議，促進成員間相互交流想法、分享經驗。同時，鼓勵成員相互支持與監督，共同解決遇到的問題，提升團隊協作效率，推動項目順利開展。

（三）項目實施的規劃與推進

項目實施的規劃與推進是高中物理項目式學習的核心環節。在規劃階段，依據項目主題與教學目標確定清晰的實施步驟與時間節點。例如，對“探究太陽能熱水器的物理原理”項目，首先安排一周時間進行資料收集與理論學習，了解太陽能轉化為熱能的基本原理及相關物理知識。其次用兩周時間進行實地考察與實驗設計，準備實驗器材并搭建簡易模型。在推進過程中，教師要密切監控項目進度，及時發現問題并給予指導。當學生在實驗中遇到數據偏差問題時，引導他們運用控制變量法重新檢查實驗步驟。另外，應定期組織小組間交流分享，促進學生相互啟發。最后根據實際情況靈活調整計劃，確保項目按質按量完成，有效促進學生對物理知識的深度理解與應用。

三、項目式學習在高中物理教學中的實施準則與策略深化

（一）實施準則的堅守

1.主題真實原則的踐行

在高中物理項目式學習中，切實踐行主題真實原則是激發學生學習熱情與提升學習效果的核心。教師務必從學生熟悉的日常生活場景、社會關注焦點以及前沿科技成果中精心篩選項目主題。

例如，在講授“機械波”相關知識時，選定“地震波對建筑物的影響及抗震建筑設計中的物理原理\"這一主題。有的學生身處地震頻發的社會環境，對地震危害有切身體會，此主題能迅速引發他們的探究興趣。在項目實施過程中，學生通過查閱地震資料、研究建筑結構模型，深入探究地震波的傳播特性、頻率與建筑物共振的關系等物理知識。他們還可實地考察抗震建筑，與建筑專家交流，將理論與實際緊密結合。這種源于真實生活的主題，使學生深刻認識到物理知識在保障生命安全、推動社會發展中的關鍵作用，增強了他們運用物理知識解決實際問題的責任感與使命感。

同時，真實主題為學生提供了豐富的探究素材與多樣的實踐途徑，有效避免了學習的抽象性與枯燥性，讓學生在解決實際問題的過程中，不斷深化對物理概念的理解，提升科學思維與探究能力，有力推動了物理核心素養的培育。

2.合作學習原則的貫徹

在高中物理項目式學習中，貫徹合作學習原則是提升教學效果的關鍵。教師需精心組織學生分組，確保成員能力、性格等方面相互補充。如在“探究電磁感應現象的應用”項目中，將理論分析能力強與動手實踐能力強的學生搭配。明確各成員職責，設立組長協調進度、資料收集員整理素材、實驗操作員操作儀器等。在合作過程中，鼓勵學生積極交流，分享各自見解，共同解決遇到的問題。當實驗結果出現偏差時，成員一起討論分析原因，調整實驗方案。通過這樣的合作學習，學生不僅能深化對物理知識的理解，還能提升團隊協作能力、溝通能力，為今后的學習和工作奠定良好基礎。

（二）教學策略的優化

1.主題設計激發興趣

在高中物理教學策略的優化進程中，精心設計項目主題以激發學生興趣是關鍵環節。教師需深度挖掘生活、科技及自然現象中的物理元素，巧妙構思主題。例如，在學習“電場與磁場”時，可設計“手機無線充電的電磁奧秘”這一主題。手機是學生生活中常見且不可或缺的設備，無線充電更能引發其好奇心。在項目實施中，學生通過拆解無線充電裝置、查閱資料、進行實驗測量等方式，探究電磁感應、交變磁場等物理原理在其中的應用，將抽象的電磁知識與熟悉的生活場景緊密相連。

又如，“極光現象中的物理原理探究”主題，極光那絢麗多彩的景象深深吸引著學生。在探究過程中，學生了解到高能粒子與地球磁場、大氣層相互作用產生極光的物理機制，涉及帶電粒子在磁場中的運動、原子能級躍遷等知識，拓寬了學生的知識視野，激發了他們對宇宙物理現象的探索熱情。

此外，結合科技前沿，如“人工智能中的物理基礎——芯片制造的微觀物理世界”主題，讓學生接觸半導體物理、量子力學在芯片研發中的關鍵作用，使他們認識到物理在現代科技發展中的核心地位，從而極大地調動學生的學習積極性，讓他們在項目式學習中主動求知，提升物理核心素養。

2.小組組建保障實施

小組組建在高中物理項目式學習中對保障實施成效至關重要。教師首先要全面了解學生的學習能力、性格特點、興趣愛好等情況。例如，通過課堂表現觀察、考試成績分析以及問卷調查等方式收集信息。

在分組時，秉持優勢互補的原則，將理論知識扎實的學生與動手能力強的學生組合在一起，性格開朗善于溝通的學生與沉穩細心的學生搭配。例如在“探究電路實驗”項目中，讓擅長電路設計的學生與操作熟練的學生共同協作。同時明確各成員職責，設立組長負責組織協調、記錄員負責精準記錄數據和過程、問題解決員負責攻克遇到的難題等。

合理的小組組建能夠促進成員間相互學習、相互啟發，在項目實施過程中充分發揮各自優勢，提高團隊整體效率，確保項目順利推進，讓學生在合作中共同成長，有效提升物理學習效果和核心素養。

3.多元評價驅動改進

在高中物理項目式學習中，多元評價體系是驅動教學改進的關鍵力量。它涵蓋多個維度，包括知識掌握、技能運用、團隊協作及創新思維等。對知識掌握，可通過測試、問答來考查學生對物理概念和原理的理解深度；技能運用方面，觀察學生在實驗操作、模型制作中的熟練程度與精準度。

在團隊協作評價中，關注學生在小組內的溝通交流、任務分工合理性及問題解決的協同性。例如，在“橋梁結構力學分析\"項目中，觀察小組討論時成員的參與度和貢獻度。創新思維評價則注重學生能否提出新穎的解決方案或獨特見解。

評價方式采用學生自評、互評與教師評價相結合。學生自評促使其反思自身表現，互評促進學生相互學習，教師評價則提供專業指導。通過多元評價，全面了解學生學習狀況，及時反饋調整教學策略，提升教學質量。

四、教學實踐案例全景呈現與深度反思

（一）以“牛頓運動定律”為基石的項目實踐案例展示

在高中物理項目式學習中，以“牛頓運動定律”為基石的項目實踐具有重要的教學價值。

項目主題設定為“探究汽車安全性能中的牛頓運動定律應用”。在項目啟動階段，教師通過播放汽車碰撞測試視頻、展示交通事故數據等方式，引發學生對汽車安全的關注和探究興趣，明確項目目標為運用牛頓運動定律分析汽車在行駛、制動和碰撞過程中的物理現象，并提出提升汽車安全性能的建議。

項目實施過程中，學生分組進行資料收集，了解汽車的結構和常見的安全裝置。隨后開展實驗探究，利用小車、斜面、打點計時器等器材模擬汽車的加速、減速運動，測量不同情況下的加速度，分析力與加速度、質量的關系，驗證牛頓第二定律。同時，學生還通過計算機模擬軟件研究汽車碰撞時的動量變化和沖擊力，深入理解牛頓第三定律在其中的作用。

在成果展示環節，各小組制作了精美的海報和報告，詳細闡述了汽車安全性能與牛頓運動定律的緊密聯系，如安全帶、安全氣囊如何利用定律保障乘客安全，剎車系統怎樣依據定律實現有效制動等。并且在班級進行匯報演講，回答同學們的提問。

通過這個項目實踐，學生不僅深刻掌握了牛頓運動定律的內涵和應用，還提高了實驗操作、數據分析、團隊協作和表達交流等多方面的能力，切實感受到物理知識在實際生活中的重要性，有效提升了物理核心素養。

（二）實踐困境洞察與破解策略研討

在以“牛頓運動定律”為基石的項目實踐中，也遭遇了一些困境。部分學生對理論知識理解不透徹，在運用定律分析汽車實際運動時出現偏差，例如在計算碰撞沖擊力時公式運用錯誤。小組協作方面，存在分工不合理的情況，個別成員參與度低，導致項目進度拖沓。

針對這些問題，可采取以下破解策略。針對知識理解困難，教師可以利用動畫、微視頻等多媒體資源，將抽象的牛頓運動定律以直觀形式呈現，如展示物體受力與運動狀態改變的動態過程，幫助學生加深理解。在小組協作上，教師提前組織團隊建設活動，增進學生間的了解與信任。同時，制訂詳細的分工表，明確每個成員的任務與職責，并設立監督機制，定期檢查成員任務完成情況，對表現優秀的小組和個人給予獎勵，激勵學生積極參與項目，確保項目順利推進，提升項目式學習的效果。

五、研究總結與前瞻展望

（一）成果凝練與經驗升華

本研究圍繞核心素養導向下的高中物理項目式學習展開，取得了一系列顯著成果。在學生素養提升上，學生通過項目實踐，對牛頓運動定律等物理知識的理解與應用能力顯著增強，科學思維、探究能力得到有效鍛煉，團隊協作與創新精神也得以培養。

從教學實踐層面來看，明確了項目主題篩選、團隊組建、實施推進等環節的有效策略。例如，緊扣生活實際與課程標準的主題，極大激發了學生興趣；優勢互補的小組搭配，保障了項目的高效開展。

研究說明，教師的引導與學生的自主探究需有機結合。教師既要提供必要的知識支持與方向指引，也要給予學生充分的思考和實踐空間。這些成果與經驗，為高中物理教學改革提供了有益借鑒，助力培養適應新時代需求的創新型人才。

（二）研究走向與拓展路徑

展望未來，本研究在高中物理項目式學習領域有廣闊拓展空間。研究走向可聚焦跨學科融合，將物理與數學、化學、信息技術深度結合，如在研究新能源汽車項目中，融合化學電池知識、數學建模分析及信息技術模擬，培養學生綜合素養。

拓展路徑上，利用虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等新興技術豐富項目實踐形式，讓學生沉浸式探究物理現象。同時，擴大研究樣本，涵蓋不同地區、層次的學校，提升成果普適性。還可探索項目式學習在高中物理不同知識板塊的深度應用，形成更完善的教學體系，從而持續推動物理教育創新發展。

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