基于核心素養(yǎng)的項目式物理學(xué)習(xí)的研究與實施

孫寧 于瑩

摘? ?要：項目式物理學(xué)習(xí)是基于“教學(xué)乃育人之根，興趣為教學(xué)之本”這一教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為宗旨，將物理實驗、物理學(xué)發(fā)展史等有機(jī)融為一體的學(xué)習(xí)模式，具有個體團(tuán)隊化、教師引領(lǐng)化、課堂模塊化、知識生活化、興趣持久化等諸多優(yōu)勢。項目式物理學(xué)習(xí)具有三個新穎獨到的教學(xué)策略：有效整合知識，做更符合學(xué)生發(fā)展規(guī)律和學(xué)生受益的課程整合;基于核心素養(yǎng)，在完成項目的過程中內(nèi)化為解決實際問題的能力和素養(yǎng);打造和諧課堂，充分利用學(xué)生的差異化，培養(yǎng)學(xué)生合作與分享的意識。

關(guān)鍵詞：項目學(xué)習(xí);核心素養(yǎng);差異教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）10-0009-3

物理作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)，建立在人類持之以恒的科學(xué)精神和不斷進(jìn)步的科學(xué)方法基礎(chǔ)之上;作為一門初中課程，它對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和理性思維的形成及完善具有舉足輕重的地位。我國已將科技創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置，并將其提高到實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興和綜合國力戰(zhàn)略支撐的高度[1]?？萍紴榱?，物理乃基石之核，可見物理的發(fā)展既決定著國家的實力，亦關(guān)乎人類命運共同體的未來。

作為物理教育工作者，需要在有限的時間內(nèi)引領(lǐng)學(xué)生樂學(xué)、好學(xué)并學(xué)有所成。從學(xué)生乃至國家長遠(yuǎn)發(fā)展的角度來看，他們走向社會后內(nèi)化為素養(yǎng)的內(nèi)容至關(guān)重要，如何讓物理核心素養(yǎng)為合格的公民奠基，才是初中物理這門課程的真正價值和意義。下面，筆者將結(jié)合實例闡明項目式物理學(xué)習(xí)。

1? ? 以滬科版“科學(xué)探究：杠桿的平衡條件”為例

1.1? ? 基于解決真實問題的情境，將知識與能力融入到學(xué)生“問題生成新知”的過程之中

“杠桿”對學(xué)生來說既抽象又陌生，常規(guī)的實驗終歸是以學(xué)習(xí)知識為目的。傳統(tǒng)的教學(xué)方法要求學(xué)生學(xué)習(xí)，僅僅是因為老師要求他們那么做，除非學(xué)習(xí)者有真正學(xué)習(xí)這些知識的理由，否則很難賦予新知任何意義，“項目”式學(xué)習(xí)使學(xué)生通過問題、學(xué)習(xí)環(huán)境或情境接觸新的概念和技能[2]。

筆者以“制作桿秤”作為項目式學(xué)習(xí)的主題，有別于傳統(tǒng)的授課方式，是以解決真實問題為目的而設(shè)計。首先，學(xué)生依照項目書中的前期任務(wù)去菜市場、藥店等地調(diào)查，觀察生活中的桿秤，了解它們的使用方法。平日繁忙的學(xué)業(yè)阻擋了學(xué)生了解生活的大門，而項目式學(xué)習(xí)則為他們開了一扇窗。讓學(xué)生感受勞動人民的智慧，體驗社會生活，此時的品德教育和勞動教育是切身感受，是身心洗禮。進(jìn)入到項目的第二個環(huán)節(jié)，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、多種途徑，深刻了解桿秤的物理原理，并能熟知生活中的桿秤各部位的名字及其對應(yīng)的物理量名稱，將物理“源于生活，用于生活”的課程理念淋漓盡致地呈現(xiàn)出來，為學(xué)生搭建起知識與生活的橋梁。

項目的第三個階段，學(xué)生以小組為單位，用一次性筷子、螺母、針頭線腦等平日不起眼的東西制作稱量物體質(zhì)量的“桿秤”。學(xué)生們依葫蘆畫瓢做得有模有樣，興趣盎然，但到了班里展示點評環(huán)節(jié)卻紛紛遇到了“瓶頸”——怎樣標(biāo)注準(zhǔn)確的刻度呢？在前期的調(diào)查與制作階段，學(xué)生已基本掌握了通過懸掛重物和秤砣要使秤桿在水平方向上保持平衡這一技能，但也僅停留在“知道”的層面，并未“了解”為何這樣就可以稱出質(zhì)量?！叭说母杏X并不可靠”，要通過簡單、直觀且準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)工具標(biāo)記出刻度，就需要經(jīng)歷“建?！獙嶒灐獢?shù)據(jù)—分析—評估”，回歸以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特點。如此，本實驗的探究目的由學(xué)生自發(fā)提出，方案由合作小組討論得出，學(xué)生的自主操作只需強調(diào)規(guī)范，分析數(shù)據(jù)得出杠桿平衡時“力”與“距離”的定量關(guān)系。這個“定量關(guān)系”具有普遍性嗎？物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)往往是從“特殊”到“普遍”，學(xué)生詫異之余，筆者順勢通過自制教具讓學(xué)生“看到”：“力臂”才是影響杠桿（桿秤）平衡的重要因素。難點突破水到渠成，符合學(xué)生的認(rèn)知需求。此時的學(xué)生早已迫不及待地要用實驗結(jié)論在桿秤上標(biāo)出刻度，用它稱質(zhì)量。教師階段性的評價與點撥是項目式學(xué)習(xí)不可或缺的一環(huán)，是學(xué)生的心理需求，也是項目順利完成的關(guān)鍵支撐。此時，學(xué)生提出的問題是他們真正遇到困難時帶來的思考，教師的引領(lǐng)是最大限度地迎合了學(xué)生的知識與能力的需求，對學(xué)生從物理視角看問題的引領(lǐng)作用也是顯著的。學(xué)生悟到：任何測量工具上標(biāo)記的刻度背后一定蘊含著物理原理。教師順勢介紹為秦國統(tǒng)一度量衡奠定了基礎(chǔ)的稱量工具——權(quán)衡器，適時的德育滲透讓民族自豪感與家國情懷慢慢融入到學(xué)生的價值觀和人生觀之中。

1.2? ? 項目式物理學(xué)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生物理觀念和滲透德育方面的優(yōu)勢

學(xué)生在走街串巷中尋找、觀察、記錄桿秤這一杠桿類工具，體現(xiàn)了“STS”教育的真諦，學(xué)會從物理視角重新審視生活中的工具，最終養(yǎng)成物理觀念。長此以往，他們看待問題會更加理性，解決問題會更加科學(xué)。筆者認(rèn)為，這是對傳統(tǒng)物理課堂的有益補充。同時，在這種解決真實問題的環(huán)境中所滲透的德育也更加自然，更易于被學(xué)生接受。

2? ? 以滬科版“科學(xué)探究：液體的壓強”為例

2.1? ? 激質(zhì)疑，引思考，做學(xué)生自發(fā)的“真探究”

講到“科學(xué)探究：液體的壓強”時，筆者設(shè)計了以“帕斯卡桶”為主題的項目式學(xué)習(xí)。教師通常會以介紹法國科學(xué)家帕斯卡“水壓桶裂”的故事作為液體壓強的新課引入。筆者認(rèn)為，若僅以此進(jìn)入到后續(xù)的實驗探究環(huán)節(jié)，久而久之就會進(jìn)入到“為探究而探究”的教學(xué)模式中。“這會是真的嗎？”才應(yīng)是教師在教學(xué)中直面的學(xué)生本源問題，只有順應(yīng)內(nèi)心的好奇，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性和探究興趣才會得以更好地激發(fā)和保護(hù)。

2.2? ? 充分利用學(xué)生的差異性，激趣促學(xué)提質(zhì)

認(rèn)真閱讀項目任務(wù)后，學(xué)生既覺得不可思議，又顧及“書本的權(quán)威”，理性與感性間頗為微妙。師生共同探討所需器材，學(xué)生求真的愿望愈加熱切。學(xué)生們先將PVC管與裝滿水的橡木材質(zhì)的酒桶出酒口用熱熔儀器進(jìn)行熱熔，冷卻后均勻打上密封膠（圖1）;然后再將塑料軟管的一端處理成坡口，將PVC承口內(nèi)壁和塑料管插口外壁涂勻粘接劑，粘實后在外側(cè)涂抹上密封膠。一切就緒，此時的教學(xué)樓前好不熱鬧：有的組織分工，有的維持紀(jì)律，有的維護(hù)安全。管子與木桶的銜接密封反復(fù)檢查無誤后，通知位于五樓的學(xué)生緩慢注水。此時的課堂是校園，此時的氣氛是興奮，大家都企盼著眼見如所想。當(dāng)位于五樓的學(xué)生觀察到管中的水接近與管口持平時，木桶附近負(fù)責(zé)觀察的學(xué)生觀察到已經(jīng)開始有水從桶的不同位置滲出?，F(xiàn)場震撼到每一位學(xué)生，在這樣的“課堂”中，每一位在場的學(xué)生都得到了應(yīng)有的尊重，享有了應(yīng)有的權(quán)力，合作的意識與解決問題能力的提升是傳統(tǒng)課堂無法比擬的。若從知識層面來說，細(xì)水柱壓裂結(jié)實的橡木桶呈現(xiàn)在他們的眼前，還需要過分強調(diào)液體壓強與深度關(guān)系的記憶嗎？筆者認(rèn)為二者的關(guān)系會深深烙在他們心中。

2.3? ? 項目式物理學(xué)習(xí)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任方面的優(yōu)勢

常規(guī)探究教學(xué)中，教師往往更多思考“怎么做”，而非“為什么做”，若沒有教師的引領(lǐng)，留給學(xué)生對此的思考空間更少：僅僅幾杯水，能把堅固的橡木桶壓裂？對這個“故事”真實性的懷疑就沒有在我們腦中有一絲閃現(xiàn)嗎？筆者認(rèn)為，這個問號大概率會出現(xiàn)在孩子們的腦中。這種敢質(zhì)疑、不唯師、不唯書不正是科學(xué)精神的體現(xiàn)嗎？這個時候的順勢引入課題，是順應(yīng)科學(xué)、順應(yīng)內(nèi)心、順應(yīng)真實——“我們一起重現(xiàn)帕斯卡當(dāng)年的實驗，用事實說話。”這種源自學(xué)生內(nèi)心的、潛移默化的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的滲透，才會伴隨學(xué)生的終身學(xué)習(xí)。

3? ? 項目式物理學(xué)習(xí)的特點和優(yōu)勢

筆者認(rèn)為，項目式物理學(xué)習(xí)將物理的教與學(xué)回歸到科學(xué)本源，既吸收了“做中學(xué)，學(xué)中悟”項目式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，又蘊含了“教學(xué)乃育人之根，興趣為教學(xué)之本”的教育理念。項目式物理學(xué)習(xí)基于物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，有效融合了多重育人目標(biāo)，充分考慮、利用學(xué)生間的個體差異，更適合每一個學(xué)生的發(fā)展，具有個體團(tuán)隊化、教師引領(lǐng)化、課堂模塊化、知識生活化、興趣持久化的特點。

在項目式物理課堂中，教師看似隱形，卻要做學(xué)生隱形的翅膀，讓學(xué)生在自由的思維空間放飛自我（圖2）。

項目式物理學(xué)習(xí)具有如下三個新穎而獨到的教學(xué)策略，如圖3所示。

項目式物理學(xué)習(xí)除了助力學(xué)生達(dá)成階段性學(xué)習(xí)目標(biāo)之外，也成為學(xué)生多方位展示才華的舞臺，“物理源于生活，用于生活”漸漸成為學(xué)生的一種觀念。它的優(yōu)勢在于學(xué)生可以像科學(xué)家一樣思考，像工程師一樣創(chuàng)造，像藝術(shù)家一樣創(chuàng)作，像演說家一樣講解，培養(yǎng)學(xué)生具備更強的信心、團(tuán)隊意識、解決問題的能力、思維能力，更懂得感恩，有著更深厚的家國情懷。正如陶行知先生所說：你能行動，行動才生困難，想法解決了困難，才是真知識的獲得[3]。學(xué)生在項目式物理學(xué)習(xí)的“行動”中會受益于“樂中學(xué)”，教師也會享受到“教中樂”。

參考文獻(xiàn)：

[1]中共中央文獻(xiàn)研究室.習(xí)近平關(guān)于科技創(chuàng)新論述摘編[M].北京：中共文獻(xiàn)出版社，2016.

[2]湯姆·范德·阿爾克，莉迪亞·多賓斯.如何利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)和個性化學(xué)習(xí)[M].呂璀璀，劉白玉，譯.北京：中國青年出版社，2019.

[3]方明.陶行知教育名篇[M].北京：教育科學(xué)出版社，2005.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）