項目式學(xué)習(xí)在初中物理學(xué)科中的應(yīng)用

黃碧玉　陳汝冬

【摘要】為提高課堂實驗教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，項目式學(xué)習(xí)小組通過合作探究，運(yùn)用變換或增刪實驗器材、優(yōu)化實驗形式、創(chuàng)新實驗裝置等途徑對初中物理部分非理想實驗進(jìn)行優(yōu)化，讓學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)的實施過程、成果展示、學(xué)習(xí)評價等環(huán)節(jié)中學(xué)會思辨、創(chuàng)新、交流、總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】項目式學(xué)習(xí);初中物理學(xué)科;應(yīng)用;實驗優(yōu)化

一、物理“實驗優(yōu)化”項目式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和意義

（一）項目式學(xué)習(xí)內(nèi)涵

項目式學(xué)習(xí)（project based learning，簡稱PBL）是一種動態(tài)的學(xué)習(xí)方法，PBL讓學(xué)生們主動地探索現(xiàn)實世界的問題和挑戰(zhàn)， 并在探索過程中領(lǐng)會到更深刻的知識和技能。項目式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實的情境中，通過問題驅(qū)動組織開展探究活動，學(xué)生通過交流合作的學(xué)習(xí)方式解決問題、展示并分享研究成果。

（二）物理“實驗優(yōu)化”內(nèi)涵

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。初中物理教材中有著豐富有趣的實驗，它們既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更有助于學(xué)生對抽象疑難知識的領(lǐng)悟。但是，教材中的部分實驗也存在一些不足：有的理論上易成功實操中多失敗;有的與現(xiàn)代學(xué)生感觸不密切難以激發(fā)學(xué)生積極性;有的耗時長、操作不便、現(xiàn)象不明顯等等。本項目式學(xué)習(xí)，以物理實驗優(yōu)化為主題，讓學(xué)生在項目式學(xué)習(xí)的實施過程、成果展示、學(xué)習(xí)評價等環(huán)節(jié)中學(xué)會思辨、創(chuàng)新、交流、總結(jié)，以提高課堂實驗教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）開展物理“實驗優(yōu)化”項目式學(xué)習(xí)的意義

1.通過在項目學(xué)習(xí)中團(tuán)結(jié)合作地進(jìn)行科學(xué)探究，每個學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展都得到平等機(jī)會，每個學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能都能得到發(fā)展。

2.根據(jù)項目學(xué)習(xí)生活中的實際操作，學(xué)生對教材中的非理想實驗進(jìn)行提出疑問，在學(xué)習(xí)中學(xué)會思辨、在思辨問題中學(xué)會優(yōu)化、在優(yōu)化過程中學(xué)會創(chuàng)新，并將創(chuàng)新結(jié)果運(yùn)用于新的教學(xué)內(nèi)容，服務(wù)于更廣泛的教學(xué)，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”。

3.學(xué)生在項目學(xué)習(xí)過程經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)研究方法、采用工程和設(shè)計思維、創(chuàng)新思維解決問題，因此培養(yǎng)了學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。

4.本項目式學(xué)習(xí)采取多元化、發(fā)展性的評價體系，注重過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)教師不斷進(jìn)步，完善物理課程內(nèi)容。

二、物理“實驗優(yōu)化”項目式學(xué)習(xí)的案例應(yīng)用

（一）項目式學(xué)習(xí)實施過程

1.疑問探討，明確主題

問題常常來源于課堂。在課堂學(xué)習(xí)中，難免會有一些物理實驗效果不理想。教師可以引導(dǎo)學(xué)生對這類物理實驗關(guān)注、反思，讓學(xué)生學(xué)會在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題，并萌發(fā)對非理想實驗進(jìn)行優(yōu)化的探究精神，在不斷提煉后，確定項目主題為對初中物理非理想實驗進(jìn)行優(yōu)化。小組成員在第二課堂等課余時間，通過細(xì)化驅(qū)動問題、階梯式推進(jìn)項目進(jìn)程，以順利完成主題研究。圖1為問題驅(qū)動進(jìn)程：

圖1? 問題驅(qū)動實現(xiàn)任務(wù)目標(biāo)

2.規(guī)劃探究，分組重做

小組成員根據(jù)學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的非理想實驗先后順序，對所選實驗按照歸屬板塊、優(yōu)化難度等進(jìn)行分工研究，過程中實行組長輪流制，難度較大的實驗可適當(dāng)多分配時間，從而制作成實驗優(yōu)化順序表（如圖2）：

圖2? 實驗優(yōu)化順序表

3.記錄不足，尋找共性

在重做實驗過程中，記錄員及時記錄實驗存在的缺點(diǎn)和不足，并用圖表表示出不同實驗缺點(diǎn)的共性，如圖3所示：

圖3? 實驗不足總結(jié)圖

4.合作探究，思悟?qū)ひ?/p>

項目組成員通過思悟討論、查找資料、請教老師等方式了解缺點(diǎn)和不足產(chǎn)生的原因，并總結(jié)出規(guī)律：（1）器材選擇不佳;（2）缺乏輔助器材;（3）形式缺乏新意;（4）裝置難達(dá)效果。

5.設(shè)計方案，解決問題

經(jīng)過“頭腦風(fēng)暴”，對不同實驗采取不同方法進(jìn)行實驗優(yōu)化，如，變換實驗器材、增刪實驗器材、改變實驗形式、創(chuàng)新實驗裝置，并用思維導(dǎo)圖羅列方案設(shè)計，如圖4所示：

圖4? 實驗方案設(shè)計導(dǎo)圖

6.動手動腦，優(yōu)化實驗

根據(jù)設(shè)計方案，項目組成員分組對所選定的非理想實驗進(jìn)行優(yōu)化?，F(xiàn)以實驗2“探究聲波和波形圖的關(guān)系”為例，進(jìn)行實驗優(yōu)化具體操作。

項目小組成員在做教材中采用示波器和電腦相結(jié)合的方式輸出波形的實驗時，對如何產(chǎn)生這樣的波形圖仍然難以理解，在請教教師了解原理后，自制聲波演示儀，其流程圖如圖5所示：

圖5? 實驗2“探究聲波和波形圖的關(guān)系”優(yōu)化過程流程圖

7.前后對比，驗證效果

通過對比實驗前后實驗現(xiàn)象，可檢驗實驗效果。如，實驗5“探究光的傳播條件”，在探究光在液體、氣體中的傳播時，通過將清水換成加有黑墨水的光路，對比實驗現(xiàn)象，實驗效果就更加清晰明顯。

8.交流分享，展示推廣

在項目小組成果展通過PPT等詳細(xì)演示各小組的實驗優(yōu)化過程，并互相交流收獲、互提改進(jìn)意見。成果較為突出的項目可申請參加科技創(chuàng)新比賽，其它成果可在暑假線下、線上物理知識科普營等推廣普及。

（二）項目式學(xué)習(xí)評價

學(xué)習(xí)評價采取過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合、師評、自評與互評相結(jié)合的方式，最終形成項目過程中學(xué)生成長的客觀評價。

1.評價方式

（1）填寫自評、互評、師評評價量表

評價量表有十個維度，分別是小組合作表現(xiàn)、過程性數(shù)據(jù)記錄、問題意識、信息搜集能力、討論過程表現(xiàn)、優(yōu)化方案設(shè)計能力、動手操作能力、成果作品、作品展示表現(xiàn)、自我反思和改進(jìn)，每個維度賦值為10分，總分為100分。

（2）計算總評結(jié)果

通過對每個小組成員自評、互評、師評表格進(jìn)行匯總，總評按照“總評=自評×30%+互評×30%+師評×40%”（互評取其他六名學(xué)生的平均值，師評取每名指導(dǎo)老師的平均值）的計算方法，利用統(tǒng)計軟件計算出每個成員的總評結(jié)果，再繪制成條形圖，最終評選出兩名“優(yōu)秀項目小組成員”。

（3）形成“一人一檔”評價分析報告

每人形成一份“一人一檔”評價分析報告，評價分析報告由三部分組成：各維度得分表、各維度雷達(dá)圖以及總結(jié)性評價分析。

2.評價的促進(jìn)作用

本項目采用評價體系更多元化、發(fā)展性的評價體系，將過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合，對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的提升起到促進(jìn)作用。

過程性評價形成及時反饋，讓學(xué)生了解自己在項目式學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)勢和不足，學(xué)會及時控制和調(diào)節(jié)，指導(dǎo)他們以后在學(xué)習(xí)中進(jìn)行改進(jìn)和提升。總結(jié)性評價對學(xué)生進(jìn)行縱向和橫向的分析，讓學(xué)生確定學(xué)生接下來的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，證明學(xué)生掌握知識、技能的程度和能力水平，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，對學(xué)生的學(xué)習(xí)提供反饋和促進(jìn)作用。

（三）項目式學(xué)習(xí)成果與價值

1.形成豐富視頻成果，為教學(xué)提供參考。活動過程中的實驗步驟、實驗記錄、實驗結(jié)果等，可拍攝成視頻，例如，本項目順利形成的十三個優(yōu)化實驗，可以制作成實驗優(yōu)化視頻集，為教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)提供教學(xué)參考。

2.編撰作品集成果，為校本培訓(xùn)提供范本。研究成果可以做成紙質(zhì)版的成果材料，如，本項目式學(xué)習(xí)可編撰《物理實驗優(yōu)化集》，按章節(jié)順序、圖文并茂地介紹十三個傳統(tǒng)實驗及其不足、優(yōu)化實驗及其優(yōu)點(diǎn)，既突破課堂實驗效果不佳的弊端，提升學(xué)生實驗優(yōu)化的能力，也為物理課堂教學(xué)提供了良好的教學(xué)資源。

3.促進(jìn)創(chuàng)新制作，提升科創(chuàng)比賽水平。物理學(xué)科項目式學(xué)習(xí)中的實物作品，例如，本項目式學(xué)習(xí)中制作的“聲波演示儀”，可參加青少年科技創(chuàng)新比賽、教具制作比賽、創(chuàng)新實驗比賽，既提升科創(chuàng)比賽水平，又在更廣闊的舞臺中獲得更多錘煉。

4.產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)資源，助力課堂教學(xué)。在優(yōu)化實驗作品的基礎(chǔ)上，科組形成規(guī)范統(tǒng)一的優(yōu)化實驗課授課模式，并將項目式學(xué)習(xí)中的優(yōu)秀實驗優(yōu)化作品在公開課、比賽課中展示和推廣，助力課堂實驗教學(xué)。

三、項目式學(xué)習(xí)的反思

物理實驗探究類項目式學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主體進(jìn)行合作探究，注重理論和實踐相結(jié)合，讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中學(xué)會提問反思、明確主題、設(shè)計方案、解決問題，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，增強(qiáng)團(tuán)隊合作能力。探究過程中產(chǎn)生的作品成果，讓學(xué)生在展示、推廣中學(xué)會主動承擔(dān)社會責(zé)任，實現(xiàn)正確的價值體現(xiàn)和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。不過，有價值的項目式學(xué)習(xí)不應(yīng)只做一次就結(jié)束，例如，以實驗優(yōu)化為主題的項目式學(xué)習(xí)，讓未優(yōu)化的實驗得以優(yōu)化、讓優(yōu)化的實驗有多種優(yōu)化方式，后期可以持續(xù)開展學(xué)習(xí)探究，繼續(xù)做持續(xù)的生態(tài)式探究，以此提高課堂實驗教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

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責(zé)任編輯? 李? 源