問題鏈·活動群·評價環(huán)：初中物理項目式學(xué)習(xí)的三重實施策略

[中圖分類號] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號] 1674-6058（2025）26-0044-03

一、面臨困境

當(dāng)前初中物理教學(xué)面臨雙重困境：一是知識碎片化與探究缺失。傳統(tǒng)課堂將物理知識拆解為孤立公式與定理，學(xué)生陷入機(jī)械記憶與解題循環(huán)，科學(xué)思維斷裂、實踐能力弱化；二是學(xué)科核心素養(yǎng)實踐訴求迫切。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，但傳統(tǒng)教學(xué)問題突出，無法支撐學(xué)生搭建物理知識立體框架，學(xué)生難用所學(xué)知識解決真實復(fù)雜問題，與學(xué)科核心素養(yǎng)訴求嚴(yán)重背離。在此背景下，項目式學(xué)習(xí)的“問題鏈·活動群·評價環(huán)”三重實施策略，打破教師講授與學(xué)生練習(xí)的單向傳遞模式，以系統(tǒng)化問題鏈驅(qū)動深度學(xué)習(xí)，助力學(xué)生從知識容器轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}解決者，讓物理教育成為核心素養(yǎng)的孵化場域。

二、理論基礎(chǔ)

在項目式學(xué)習(xí)中，問題鏈?zhǔn)钦J(rèn)知進(jìn)階的驅(qū)動內(nèi)核，其設(shè)計需基于教育理論與學(xué)科特質(zhì)。依據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，層級遞進(jìn)的問題序列能有效引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)認(rèn)知躍遷，該過程高度契合科學(xué)探究的思維路徑。通過問題鏈的遞進(jìn)設(shè)計，學(xué)生不僅能掌握知識，還能在解決問題的過程中發(fā)展科學(xué)思維與科學(xué)探究素養(yǎng)，形成對物理規(guī)律的深層理解。

支撐問題鏈落地的是活動群。依據(jù)杜威的“做中學(xué)”理論，項目式學(xué)習(xí)需構(gòu)建多元活動。例如，在光學(xué)項目中，學(xué)生要經(jīng)歷光的折射規(guī)律驗證、簡易望遠(yuǎn)鏡設(shè)計、社區(qū)照明優(yōu)化等多元活動，才能有效解決問題。這既契合新課標(biāo)加強(qiáng)實踐性的要求，又能培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決復(fù)雜問題的能力。

為確保核心素養(yǎng)落地，筆者構(gòu)建了以評價環(huán)為核心的閉環(huán)機(jī)制。基于SOLO分類理論，評價體系應(yīng)從單點結(jié)構(gòu)逐步進(jìn)階到抽象拓展結(jié)構(gòu)，精準(zhǔn)反映學(xué)生思維深度。同時，整合過程性檔案袋、終結(jié)性表現(xiàn)性任務(wù)、AI學(xué)習(xí)分析三維工具，形成覆蓋學(xué)習(xí)全過程的評價證據(jù)鏈。這種評價設(shè)計不僅關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果，還通過技術(shù)賦能實現(xiàn)個性化反饋，最終推動學(xué)生從知識積累向素養(yǎng)生成轉(zhuǎn)化。

三、實施策略

（一）問題鏈

1.問題鏈梯度模型

基于布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類理論，構(gòu)建包含基礎(chǔ)層、發(fā)展層、遷移層的問題鏈梯度模型，形成從知識奠基到思維進(jìn)階的完整認(rèn)知路徑。

基礎(chǔ)層錨定學(xué)科核心概念，將生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為物理原型。如以電動車爬坡耗電快的現(xiàn)象，喚醒學(xué)生前認(rèn)知經(jīng)驗，借認(rèn)知沖突聯(lián)結(jié)新舊知識，側(cè)重記憶與理解，為后續(xù)探究奠定基礎(chǔ)。

知識關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)初步形成后進(jìn)人發(fā)展層，聚焦應(yīng)用與分析能力培養(yǎng)。以驅(qū)動性問題推動項目縱深發(fā)展，用任務(wù)分解策略將復(fù)雜項目轉(zhuǎn)為可操作的子問題鏈。如電路設(shè)計項目中，把“能量高效轉(zhuǎn)換”任務(wù)拆解為“串并聯(lián)電路電壓分配規(guī)律探究”等階梯問題，搭建思維腳手架，既保持挑戰(zhàn)度，又促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

遷移層則將問題設(shè)計目標(biāo)轉(zhuǎn)向?qū)W科價值拓展與高階思維培養(yǎng)。設(shè)置開放性元認(rèn)知問題，引導(dǎo)學(xué)生突破學(xué)科邊界，在評價與創(chuàng)造層開展跨學(xué)科整合，如設(shè)計新能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性平衡方案。

2.三維結(jié)構(gòu)問題架構(gòu)

構(gòu)建“樹狀結(jié)構(gòu)一鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)\"的復(fù)合結(jié)構(gòu)體系，為初中物理項目式學(xué)習(xí)提供三維結(jié)構(gòu)問題組織框架（如表1）。其中，樹狀結(jié)構(gòu)通過主干問題到分支問題的層級分解，助力系統(tǒng)化知識建構(gòu)；鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)問題解決的遞進(jìn)性，推動實驗探究縱向深入；網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)突破學(xué)科邊界，在新能源系統(tǒng)設(shè)計等綜合性項目中實現(xiàn)物理原理、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評估的多節(jié)點交互，培育跨學(xué)科問題解決能力。

表1三維結(jié)構(gòu)問題架構(gòu)

3.問題生成機(jī)制的雙循環(huán)驅(qū)動模型

該模型以真實情境為觸發(fā)點，通過預(yù)設(shè)與生成雙路徑驅(qū)動問題演化。初始階段，教師依據(jù)課標(biāo)提煉種子問題，如“如何探究保溫杯的保溫效能”；學(xué)生利用KWL表格的“已知一想知一已學(xué)”三欄記錄信息自主提問。兩類問題經(jīng)師生共同篩選后形成結(jié)構(gòu)化問題鏈。項目實踐時，將實驗操作中的突發(fā)狀況實時錄人“問題銀行”，生成性問題與預(yù)設(shè)問題在課堂辯論、方案迭代中不斷交互，最終形成“情境導(dǎo)人 $$ 問題篩選 $$ 實踐驗證 $$ 新問題再生”的動態(tài)循環(huán)。

（二）活動群

1.活動群的組織策略

依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律與項目式學(xué)習(xí)的特點，構(gòu)建“基礎(chǔ)活動一綜合活動一創(chuàng)新活動”三階模塊化架構(gòu)，實現(xiàn)活動類型動態(tài)適配。在知識建構(gòu)模塊，通過熱傳導(dǎo)可視化實驗、繪制物理概念圖等活動，助力學(xué)生深人理解學(xué)科核心概念；能力進(jìn)階模塊，借助簡易電動機(jī)制作、多變量誤差分析等綜合活動，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與實踐能力；素養(yǎng)遷移模塊，設(shè)置太陽能小車動力系統(tǒng)優(yōu)化、校園照明節(jié)能方案制訂等創(chuàng)新活動，推動知識在真實情境中進(jìn)行社會化應(yīng)用。各模塊以“驅(qū)動性問題引導(dǎo) $$ 階段性成果產(chǎn)出 $$ 多元化評價標(biāo)準(zhǔn)\"形成螺旋上升閉環(huán)，既保證各階段活動的內(nèi)在連貫，又為學(xué)生提供清晰的進(jìn)階指引。

2.活動群的立體架構(gòu)策略

基于具身認(rèn)知與社會建構(gòu)主義理論，構(gòu)建物理、社會與認(rèn)知空間交融的立體學(xué)習(xí)場域。物理空間中，學(xué)生通過操作電學(xué)實驗箱、組裝滑輪組等實體器材，強(qiáng)化具身認(rèn)知體驗；社會空間通過角色代入、聽證會辯論等活動，將物理原理與社會責(zé)任意識有機(jī)聯(lián)結(jié)；認(rèn)知空間依托因果回路圖、思維導(dǎo)圖等可視化工具，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知能力持續(xù)發(fā)展；三維空間遵循“現(xiàn)象觀察 $$ 現(xiàn)實應(yīng)用 $$ 反思提升”的螺旋遞進(jìn)路徑，形成“具身操作 $$ 技術(shù)延展 $$ 社會互動 $$ 思維升華”的深度學(xué)習(xí)閉環(huán)。

（三）評價環(huán)

1.全周期評價生態(tài)

在項目式學(xué)習(xí)全周期評價生態(tài)構(gòu)建中，評價系統(tǒng)動態(tài)生成，貫穿學(xué)習(xí)始終。啟動階段，借助KWL表（已知一想知一已學(xué)）激活學(xué)生的認(rèn)知圖式。教師可利用該工具診斷學(xué)生對機(jī)械能守恒條件的前概念迷思，當(dāng)學(xué)生寫下“蕩秋千不需要外力維持”時，便系統(tǒng)性暴露其忽略空氣阻力與摩擦力的思維漏洞。

實施階段，采用嵌入式量規(guī)顯性化過程性評價。通過“假設(shè)提出、方案設(shè)計、誤差分析”三級指標(biāo)，持續(xù)追蹤學(xué)生科學(xué)探究能力的進(jìn)階情況，將抽象的能力發(fā)展轉(zhuǎn)化為可觀測的行為證據(jù)。總結(jié)階段，以多模態(tài)成果展評重構(gòu)終結(jié)性評價范式。如在自制太陽能炊具項目中，要求學(xué)生同步提交實物模型、實驗視頻及反思報告，并在熱效率計算答辯會上用數(shù)學(xué)建模解釋能量轉(zhuǎn)化效率，實現(xiàn)知識應(yīng)用與表達(dá)能力雙重檢驗。延展階段，成長檔案袋設(shè)計突破單元界限。如對比浮力單元前后測數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)自動生成浮力公式推導(dǎo)路徑圖與阿基米德原理應(yīng)用案例集，通過可視化工具呈現(xiàn)學(xué)生從知道“浮力大小與物體質(zhì)量相關(guān)\"到理解“排開液體體積決定浮力”的概念轉(zhuǎn)變歷程，為跨項自遷移奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。

2.三維評價體系

三維評價從知識建構(gòu)、能力發(fā)展和素養(yǎng)養(yǎng)成三個方面評價項目式學(xué)習(xí)。這三個維度既獨立聚焦又相互支撐，構(gòu)成覆蓋知識、能力與價值觀的立體評價體系（如表2）。“知識建構(gòu)\"維度聚焦科學(xué)觀念結(jié)構(gòu)化，強(qiáng)調(diào)物理概念系統(tǒng)性理解。通過繪制概念圖檢驗知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建情況，利用跨情境問題測試評估遷移能力。“能力發(fā)展”維度針對實驗探究的四個核心要素（提出問題、設(shè)計實驗、處理證據(jù)、分析結(jié)論），采用實驗方案設(shè)計量規(guī)和誤差分析思維導(dǎo)圖，實現(xiàn)科學(xué)探究能力的可觀測化評估。“素養(yǎng)養(yǎng)成\"維度關(guān)注科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，通過聽證會角色扮演評分，結(jié)合社區(qū)調(diào)研報告評語，引導(dǎo)物理學(xué)習(xí)突破學(xué)科界限，培養(yǎng)社會責(zé)任意識。

表2三維評價體系

3.AI輔助診斷

教師可借助AI輔助教學(xué)，通過智能檢查、深度把脈、個性開方三步，精準(zhǔn)找出學(xué)生的知識漏洞并給出解決方案。

實驗操作中，教師利用智能傳感設(shè)備實時采集實驗與課堂交互數(shù)據(jù)。在電路搭建實驗中，設(shè)備自動記錄元件連接順序、電極接觸狀態(tài)等參數(shù)，關(guān)鍵操作節(jié)點設(shè)置即時反饋機(jī)制。如當(dāng)檢測到電源正負(fù)極反接時，實驗界面會彈出可視化警示；熱學(xué)實驗中，溫度記錄模塊可監(jiān)測數(shù)據(jù)采集頻率，對異常間隔的測量行為發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)化操作提醒。

課堂討論環(huán)節(jié)中，語音分析系統(tǒng)利用語義網(wǎng)絡(luò)識別技術(shù)捕捉概念理解偏差。當(dāng)出現(xiàn)“串聯(lián)電阻增加電路總功率”等典型錯誤時，系統(tǒng)會自動匹配預(yù)置的物理概念關(guān)系圖譜，并在討論結(jié)束后生成針對性提示。如針對上述案例，系統(tǒng)結(jié)合歐姆定律與功率計算公式，對比實驗數(shù)據(jù)說明串聯(lián)電路總功率的變化規(guī)律。

所有記錄的數(shù)據(jù)都將進(jìn)入“物理常見錯誤庫”進(jìn)行分析。該庫搜集了許多典型錯誤，如“認(rèn)為運動的物體才有慣性\"“分不清熱量和溫度\"等。

用AI輔助診斷，診斷結(jié)果以結(jié)構(gòu)化報告形式呈現(xiàn)，包含錯誤頻次統(tǒng)計、概念關(guān)聯(lián)分析以及學(xué)習(xí)建議。如針對“功與功率”概念混淆問題，報告用生活化類比：功率如車輛時速，表征能量轉(zhuǎn)換速率；功如同車輛里程，體現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換總量。同時，系統(tǒng)還根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征推送差異化的學(xué)習(xí)資源：對于實踐型學(xué)習(xí)者，系統(tǒng)會提供起重機(jī)吊裝實驗?zāi)M，讓他們通過調(diào)節(jié)吊裝速度來觀察電能的變化；對于理論型學(xué)習(xí)者，系統(tǒng)會推送情境化微課，借助電動車爬坡的案例來解析功率與做功時間的關(guān)系。

四、實踐效果

經(jīng)實踐檢驗，參與項目的班級中，學(xué)生開始主動以物理視角觀察生活。原本對物理課提不起興趣的學(xué)生，課間會討論“小區(qū)路燈換太陽能板后亮度為何不穩(wěn)定”，甚至自發(fā)組隊測量不同時段路燈的光照強(qiáng)度，用串并聯(lián)知識分析線路設(shè)計問題。教師反饋，學(xué)生實驗報告質(zhì)量明顯提高。“照搬實驗步驟\"現(xiàn)象減少，個性化思考增多。如測量滑輪組效率時，有學(xué)生質(zhì)疑“繩子摩擦對數(shù)據(jù)影響有多大”，并設(shè)計對比實驗進(jìn)行驗證。對比實驗班與普通班，前者物理期末實踐題平均得分率高出 23.6% ，尤其在“設(shè)計簡單機(jī)械裝置\"等開放式題目中，實驗班學(xué)生方案可行性達(dá) 81% ，遠(yuǎn)超對照班（ 54% ）。值得關(guān)注的是，在“家庭用電情況調(diào)查”項目中， 95% 的學(xué)生能準(zhǔn)確繪制家庭電路簡圖并計算主要電器的能耗比，這些技能以往需反復(fù)訓(xùn)練才能掌握。學(xué)生開始重視物理知識的社會價值。完成社區(qū)路燈改造方案后，某班級學(xué)生主動向居委會提交報告，結(jié)合實測數(shù)據(jù)建議調(diào)整15盞路燈的安裝角度，幫助社區(qū)每月節(jié)省電費約400元。這些改變讓物理課成為連接知識與生活的橋梁。

[參考文獻(xiàn)]

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（責(zé)任編輯 黃春香）