基于物理學科核心素養(yǎng)導向的項目式學習

肖建華

摘 要：學科核心素養(yǎng)導向是新課程背景下物理課堂教學的重要目標。本文闡述了物理學科中開展項目式學習的實踐與思考，旨在讓學生主動探索真實情境中的問題和挑戰(zhàn)，深刻領會知識和技能，培養(yǎng)關鍵能力，落實核心素養(yǎng)。

關鍵詞：項目式學習;高中物理;真實情境

物理學科的核心素養(yǎng)是指學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養(yǎng)的關鍵成分。物理學核心素養(yǎng)的提升，有利于培養(yǎng)學生發(fā)現問題解決實際問題的能力，以便更好的適應社會發(fā)展的需要。教學實踐表明，項目式學習可以提高學生課堂參與度，有利于促進學生進行深度學習。真實情境的項目式學習通過深度學習培養(yǎng)學生解決問題的關鍵能力，符合新課程重視“素養(yǎng)為本”的教學。

一、開展項目式學習的“初心”

項目式學習（project based learning），簡稱PBL，就是讓學生圍繞真實的學習任務，綜合學科知識，合作交流，設計一系列的調研或探究活動，尋求解決問題的方案，通過親身的經歷和體驗獲得新的知識和技能，從而加深對必備知識的理解，獲得跨情境的遷移能力，從而形成關鍵能力，提升核心素養(yǎng)?？梢?，項目式學習作為一種教學形態(tài)，對學生核心素養(yǎng)的發(fā)展有著積極地意義。

二、項目式學習在物理教學中的實踐與研究

（一）理清項目式學習中“教”與“學”的關系

新的課程課改高度重視學生問題解決能力的培養(yǎng)。我校物理組剛結題的江蘇省十三五重點課題倡導真實問題情境下的深度學習，培養(yǎng)學生的高階思維能力、創(chuàng)新精神和實踐能力。在此背景下，項目式學習因其注重引導學生解決現實生活中具有研究價值的問題而備受關注。在項目式學習中，教師不再只是簡單地通過講授讓學生獲得知識，而是引導學生經歷知識獲得的過程，并進行交流展示，自我評價。突出的是學習過程而不僅僅是學習結果，教師也不再是主導者，而是引導者和督促者。同時，項目式學習在內容設計上突破了傳統(tǒng)的按單元章節(jié)分配課時的模式，打通了多模塊知識之間的聯(lián)系，實現了跨學科的融合，符合新課改中對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，被廣泛認可和推崇。

（二）變“碎片化”思維為“整體性”思維

當下的物理教學過度關注知識點的學習，最終形成了一些零散的概念和方法，不能由點成線、由線成面，這樣“不完整”的傳統(tǒng)課堂難以培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)。研究表明知識間的聯(lián)系越豐富、越緊密，就越能被遷移到新情境中解決新問題。教學過程中教師需要具備整合能力，幫助學生將分散的知識和概念進行有意義的整合，把握知識背后的核心內容，形成看待問題的基本觀念。項目式學習的設計圍繞真實問題的解決，具有教學情境感強、實用性高、綜合應用能力要求高的特點，是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要路徑。

“火車轉彎”就可以設計成基于真實情境的項目式學習。任務1：了解火車車輪和鐵軌的特點。任務2：火車轉彎時需要向心力，誰來提供？靠輪緣和外側軌道的擠壓提供向心力會造成什么后果？怎么解決？任務3：完成鐵軌彎道的設計方案：應使外軌略高于內軌。內外軌的高度差取決于哪些因素？任務4：了解鐵路彎道處的指示牌上標注的速度的含義。速度過大或過小會造成什么后果？并完成離心、向心運動概念的構建。這樣從鐵路彎道的初步設計到進一步優(yōu)化，將圓周運動中的核心問題——向心力、離心運動、向心運動等問題整合起來，形成了清晰的學科邏輯主線。

在本項目學習中，首先要設計完整的探究方案，其次要運用關于受力分析、圓周運動等相關知識、設計成果展示的方案，極大提高了學生參與課堂的積極性，讓學生進入到深度學習的狀態(tài)，有助于培養(yǎng)學生解決有關物理真實問題的關鍵能力，體現物理學科價值，落實學科核心素養(yǎng)。

（三）變“教教材”為“用教材”

“教教材”和“用教材教”是兩種截然不同的教材觀。前者是教書，后者是教人。傳統(tǒng)課堂比較重視“教教材”，教學內容陳舊，教學模式固化，教學效率低下。項目式學習則需要教師更好挖掘教材中提供的素材，根據學生的實際能力和認知水平，駕馭教材，活用教材，賦教材以活力，提煉整合成可行性的學習任務，組織學生在真實情境中開展深度學習。

“交變電流的產生”可設計為任務1：創(chuàng)設真實情境，如何用自制的長約50cm、寬約35cm的大線圈產生電流？如何觀察到線圈中產生的電流的特點？任務2：如何構建交流發(fā)電機的模型？物理建模的過程就是把實際的情境或問題，通過抓住主要矛盾忽略次要矛盾，將其簡化為容易分析和研究的物理模型。任務3：分析交流電產生的原因。分析過程中遵循一般的認知規(guī)律，由定性到定量、由特殊到一般、由淺入深、層層遞進。任務4：推導交變電流的變化規(guī)律。對于規(guī)律的推導，一定要根據學生的實際能力和水平，分層次因材施教。第一層次，從特殊到一般，通過分析平面圖，動手繪圖（速度分解圖），和精心設計的問題鏈，給予學生充分自主探究的時間，進行理論推導。

項目式學習從“知識”上升到“知識的應用”，選材源于教材但又高于教材，促使教師創(chuàng)造性地使用教材，成為新教材的實踐者和創(chuàng)造者。在本項目式學習中，教師適時抓住動態(tài)生成的問題，從高懸念向低懸念逐漸過渡，層層遞進，逐漸找到接近“發(fā)展區(qū)”的結合點，最大限度地調動學生的思維和學習自覺性，使學生能夠生動活潑、主動地發(fā)展，達到了預期教學效果，讓物理學科核心素養(yǎng)落到實處。

（四）變落實基礎為同時聚焦物理前沿發(fā)展

項目式學習要求教師在熟讀現有教材內容的基礎上，根據學生發(fā)展的需要，結合時代的發(fā)展和科技的進步，從社會生產生活中聚焦科技前沿的素材，用來充實日常的教學內容。

自動駕駛汽車服務上線之后，陸陸續(xù)續(xù)發(fā)生的多起交通事故，其中碰倒橫向過街的行人尤為突出，可以從如何改進汽車自動駕駛中輔助剎車系統(tǒng)設計項目式教學。任務1：收集資料，聚焦任務：簡化自動駕駛的原理，分為數據傳感收集、中央數據處理、操作控制實現。任務2：可以分三個小組合作進行探究，融合知識，完成設計：優(yōu)化數據傳感收集，改進中央數據處理，實現精準操作控制。任務3：方案展示、實地實踐。在通過頭腦風暴和實驗設計之后，利用可用材料進行實驗探究。并且通過電腦工程軟件，形成系統(tǒng)的設計算法。任務4：改進設計、優(yōu)化方案。在完成前面初步設計和實踐探究以后，小組合作探討，進一步優(yōu)化設計方案，提出有效可行性建議。

同樣的素材背景，可以有不同設計角度和教學目標，產生的效果也會明顯不同。項目式學習通過在不同視角下設計學習任務，加工素材，促使學生全面掌握知識和技能，更好的落實核心素養(yǎng)。

（五）變“封閉教學”為“開放課堂”

項目式學習起源于美國，以項目學習著稱的HTH學校非常強調產品導向。然而，項目式學習不只是要做一個產品，還要明確產品背后要達成的目標是什么，以及為什么要以這種形式制作產品[1]。中學物理在實施項目式學習過程中也存在產品導向，可以是可見的產品，也可以是生成開放性的思維或實踐探究。

以能源課為例，傳統(tǒng)的教授方式多以老師課堂講解為主，不能很好激發(fā)學生探索的興趣，讓其自主解決問題。將該課題設計成項目式課程，可先從日常生活中所接觸的一些能源引入，引導學生討論每種能源優(yōu)缺點。接下來就進入項目式學習部分——新能源汽車設計。在這一部分，學生需要通過自己的前期調研，查出新能源汽車的界定，包括它們的定義、介紹，使用哪些新能源，以及優(yōu)缺點分析;收集新能源車的品牌、性能、設計。還需要通過社會調研，設計調查問卷，調查人們對新能源汽車的性能、品牌以及國家對購買新能源汽車的鼓勵政策的了解程度，發(fā)現各類人群為什么不愿意使用新能源車，新能源汽車普及率低的原因。在此基礎上，通過繪制外觀圖片或制作實物模型，設計未來新能源車。整個項目時間持續(xù)近一個月，期間不僅會涉及物理、化學方面的知識，還會引入統(tǒng)計學上的定量、定性分析的方法，最終以藝術設計為生成的產品來進行展示。

如果說傳統(tǒng)課堂上教師的主要工作是傳授知識，那么，項目式學習更多是教會學生思考為什么要獲取知識，如何獲取以及怎么使用。由此可見，高水準的項目立意真實，能幫助學生從學科學習和社群生活兩個層面與現實世界建立聯(lián)系，同時對學生個人而言也是有意義的，能真正落實學生的學科核心素養(yǎng)。

三、項目式學習的反思

（一）更多關注項目的實施而不是目標

在教學實踐中，很多教師將更多精力放在項目的具體實施上，對項目式學習所所需達成的學習目標關注不夠，導致學生只關心某個前沿科技、某個實驗結論和具體的實施過程，對項目中所承載的必備知識、關鍵能力和需要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)缺乏深刻的認識，不能達到預期的教學目標。

（二）實施過程缺乏合理的時間規(guī)劃

項目式學習分課后學習和課堂學習，課后的學習時間往往得不到很好的保證。為了能使項目有序開展，需要學生提前做好規(guī)劃，特別是對課后空余時間的合力規(guī)劃。如果學生沒有規(guī)劃，不能合理安排時間和學習任務，就會導致項目進展緩慢，耗時過長，甚至停滯不前，無法達成學習目標。因此必須指導學生進行項目規(guī)劃，確保時間分配的合理性。

（三）聚焦項目任務時缺少真實的問題情境

真實問題情境的就是將物理知識與現實聯(lián)系起來，讓學生體會到物理知識有根、有源、有用。實踐中我們發(fā)現教師普遍不重視真實情境的創(chuàng)設和真實問題的挖掘。

真實問題情境的素材需要積累，更需要集體的智慧。因此以備課組為單位負責一個項目或課題，利用集體智慧結晶，對課程的設計，尤其是素材選擇和加工，展開充分研究，有利于生成項目，同時還可以驗證項目的合理性。但是，不是所有的教學內容都適合開展項目式學習，以項目學習著稱的HTH學校，也并非全部開設項目式學習的課程。實踐證明，在高中物理教學中，有選擇性地開展項目式學習，對培養(yǎng)學生物理的學科核心素養(yǎng)能起到積極地作用。

參考文獻

[1]滕珺，杜曉燕，劉華蓉.對項目式學習的再認識：“學習”本質與“項目”特質[J].中小學管理，2018（2）.