基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的項目式學(xué)習(xí)流程構(gòu)建

張詩藤 須萍

摘? ?要： 《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》注重學(xué)生實驗探究，強調(diào)做中學(xué)。項目式學(xué)習(xí)有問題驅(qū)動、合作探究等特點，符合新課標(biāo)的要求。文章構(gòu)建了以培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的項目式學(xué)習(xí)流程。論證了模式對物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作用并指出項目開展的注意事項。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí)；BPL；物理學(xué)科核心素養(yǎng)；科學(xué)探究

引言

自2016年《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總框架提出以來，各級教育者對其給予了充分的重視。物理核心素養(yǎng)從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面提出要求，教師應(yīng)以核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為主要目標(biāo)，發(fā)展學(xué)生各方面相關(guān)能力[ 1 ]。

新頒布的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》[ 2 ]中要求注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強調(diào)真實問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力。項目式學(xué)習(xí)簡稱為PBL（Project-based Learning），以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)[ 3 ]。具有問題驅(qū)動、合作探究、情境真實等特點。以項目為載體開展的項目式學(xué)習(xí)，滿足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，是實現(xiàn)“做中學(xué)”的有效形式之一，對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究、科學(xué)思維的培養(yǎng)具有顯著的促進作用。

1? 項目式學(xué)習(xí)流程構(gòu)建

項目式學(xué)習(xí)的本質(zhì)是：由一個或多個問題組織并推動項目活動，開展實施并最終產(chǎn)生解決問題的產(chǎn)品[ 4 ]。其特點主要有以下四個方面：以問題為驅(qū)動；以學(xué)生為主體；學(xué)習(xí)過程體現(xiàn)合作性和探究性；形成最終產(chǎn)品。其中問題的提出要求從真實情境出發(fā)，貼近學(xué)生生活。學(xué)生以小組的形式進行項目設(shè)計并實施，最終形成產(chǎn)品并進行展示交流。結(jié)合項目式學(xué)習(xí)特點和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，設(shè)計適用于物理探究課堂的項目式學(xué)習(xí)流程，如圖1。整個流程分為六個步驟，前兩部分教師為主，學(xué)生為輔，后四部分學(xué)生為主，教師為輔。

（1）聯(lián)系生活，引出項目

教師根據(jù)學(xué)生的日常生活情境，與物理知識相聯(lián)系，提出有可行性和操作性的項目。因為物理來源于生活，所以項目也應(yīng)來源于生活。如此設(shè)計可拉進項目與學(xué)生的距離，增加學(xué)生的興趣。讓學(xué)生明了項目來源于并服務(wù)于社會，了解社會科技中隱含著物理知識與規(guī)律，強化物理的重要性，幫助學(xué)生樹立崇尚科學(xué)、科技強國的意識，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

（2）明確核心問題

核心問題是項目式學(xué)習(xí)的解決目標(biāo)，指導(dǎo)整個項目的方向，起到項目與物理知識相聯(lián)系的橋梁作用，因此在項目提出后的首要任務(wù)就是明確核心問題，以問題為導(dǎo)向開展后續(xù)活動。問題也是整個項目的核心，好的問題選擇關(guān)乎項目的教學(xué)效果，教師需根據(jù)項目實際情況和希望學(xué)生學(xué)習(xí)的物理知識，提前準(zhǔn)備好核心問題和推動項目進展的驅(qū)動問題。在項目最開始點明需要解決的核心問題，幫助學(xué)生建立以目標(biāo)為導(dǎo)向的思維方式。

（3）圍繞問題，展開分析

項目和問題均明確后，就要圍繞核心問題展開分析，這里需要將學(xué)生分組，組內(nèi)人數(shù)以4～6人為宜，學(xué)生分工合作，收集、整理相關(guān)資料。教師在各小組之間巡視輔導(dǎo)，適時提出啟發(fā)性問題，幫助學(xué)生自主思考。分析的過程需要學(xué)生主動學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律，把知識作為工具來解決核心問題和驅(qū)動問題，在分析和團隊合作中啟發(fā)學(xué)生思維和邏輯推理能力，進而提升素養(yǎng)。

（4）設(shè)計方案，實施操作

在分析問題設(shè)計方案并實施的兩個步驟中，都離不開相關(guān)物理知識的結(jié)合，物理概念和規(guī)律是項目得以進展的基礎(chǔ)，這兩個環(huán)節(jié)中充滿了高階驅(qū)動低階的學(xué)習(xí)過程。教師仍以問題引導(dǎo)的方式，推動學(xué)生主動探究。在一次次嘗試中不斷分析問題、改正錯誤、修訂方案，最終制定出合理方案，自主分工后開始實操。此環(huán)節(jié)意在提高學(xué)生分工合作和動手實踐能力，實現(xiàn)“做中學(xué)”。

（5）成果展示與交流

在項目產(chǎn)品制作成功后，教師給學(xué)生提供展示的平臺。各小組展示項目成果并分享注意要點、學(xué)到的知識、成功或失敗的心得等。項目失敗的小組也可交流分析失敗原因，提供經(jīng)驗教訓(xùn)。展示的平臺可在班級、校內(nèi)或校外，亦可邀請群眾參觀。通過展示可增強學(xué)生的習(xí)得性成就感，促進正強化，提升學(xué)生的溝通表達(dá)能力。

（6）評價反思與改進

對項目的評價要多元，可包括自評、互評、教師評價與觀展者評價等多種評價方式，從項目計劃創(chuàng)意、完成度、美觀度等多方面給予打分或評獎。教師可啟發(fā)學(xué)生結(jié)合物理知識提出項目可改進的方案，拓展學(xué)生的思維，引導(dǎo)深入思考，加深對物理概念和規(guī)律學(xué)習(xí)的深度。

2? PBL對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作用

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包含多個方面，培養(yǎng)的途徑和方法有多種，每種教學(xué)模式根據(jù)自身的特點，對各維度的培養(yǎng)各有側(cè)重，并不能面面俱到、齊頭并進。根據(jù)項目式學(xué)習(xí)的特點，其對培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)四方面均有幫助，其中對科學(xué)探究能力的培養(yǎng)作用較為突出。

（1）以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)形成物理觀念

核心問題是項目學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，項目式學(xué)習(xí)模式是一個高階驅(qū)動低階的過程，與傳統(tǒng)教學(xué)有很大不同，如圖2所示。學(xué)生并沒有提前學(xué)習(xí)相關(guān)知識，而是在解決問題、推進項目的過程中，學(xué)習(xí)相關(guān)學(xué)科知識。以問題為驅(qū)動自主探究學(xué)習(xí)，這促使學(xué)生依據(jù)問題，尋找并選擇適用的物理知識，自主進行知識建構(gòu)，并對知識進行整合梳理。有助于促進學(xué)生深度理解物理概念，將物理概念、規(guī)律在頭腦中提煉升華，形成物理觀念。

（2）以學(xué)生為主體，主動鍛煉科學(xué)思維

項目式學(xué)習(xí)的過程以學(xué)生為主體，教師以引導(dǎo)者的角色參與其中，以問題式、點撥式的指導(dǎo)為主，誘導(dǎo)學(xué)生自主探究，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、能動性。培養(yǎng)學(xué)生邏輯上的歸納、演繹與類比推理能力，并且提升學(xué)生綜合分析、抽象概括的思維能力。學(xué)生自主建構(gòu)模型，小組內(nèi)討論，成員間通過科學(xué)推理、論證不斷質(zhì)疑創(chuàng)新，直到制定出合適方案。這些環(huán)節(jié)對學(xué)生思維能力的提升均有幫助，也符合物理學(xué)科核心素養(yǎng)中對科學(xué)思維能力的相關(guān)要求，因此項目式學(xué)習(xí)有助于鍛煉學(xué)生的物理科學(xué)思維。

（3）小組合作實踐，提升科學(xué)探究能力

項目式學(xué)習(xí)對科學(xué)探究的培養(yǎng)作用體現(xiàn)在諸多方面。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究的定義與筆者構(gòu)建的項目式學(xué)習(xí)流程高度匹配，如圖3所示?？茖W(xué)探究是指學(xué)生基于觀察、實驗，提出問題，形成猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、制定方案，并通過分析論證作出解釋，最終對結(jié)果進行交流、評估、反思。其中的要素包括問題、證據(jù)、解釋、交流。

首先，項目式學(xué)習(xí)和科學(xué)探究都對問題極其重視。問題是科學(xué)探究的真正靈魂[ 5 ]。核心問題也是項目式學(xué)習(xí)的重心。兩者都是以問題為起點的；其次，項目式學(xué)習(xí)中圍繞問題展開小組分析，設(shè)計方案并實施操作的過程，需要學(xué)生找到論據(jù)進分析論證，并對所采取的方案進行解釋，說服小組成員統(tǒng)一觀點。這與科學(xué)探究中證據(jù)、解釋兩要素相對應(yīng)，在此過程中學(xué)生尋找匹配證據(jù)，論證解釋觀點的思辨能力得到發(fā)展；最后，項目成果需要展示交流，教師組織學(xué)生相互評價反思并改進，這與科學(xué)探究中交流的要素相對應(yīng)。因此，從項目式學(xué)習(xí)的流程和科學(xué)探究的要素對比來看，筆者構(gòu)建的項目式學(xué)習(xí)流程對物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究能力的培養(yǎng)有顯著作用。

（4）真實情境出發(fā)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

項目式學(xué)習(xí)中的核心問題一般涉及實際生活情境下的問題解決，整個項目式學(xué)習(xí)來源于生活，以真實情境為背景，將實際社會情境與科學(xué)技術(shù)相聯(lián)系。融合物理知識于項目之中，讓學(xué)生通過體會項目的價值與應(yīng)用，進而了解物理對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)和重要性。體會科學(xué)與目前社會的緊密聯(lián)系，了解科研工作者背后艱辛付出與不懈奮斗的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度。另外，學(xué)生在小組中與成員合作配合，在小組中承擔(dān)不同工作，扮演不同角色，小組中的協(xié)商與分工有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感。因此，項目式學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

3? 有效開展項目式學(xué)習(xí)的方法

項目式學(xué)習(xí)可作為傳統(tǒng)教育模式的一種補充，開展須考慮諸多方面，其中主要應(yīng)考慮到創(chuàng)設(shè)真實問題情境、明確教師角色定位、營造適度輕松的課堂氛圍和注重項目評價反饋。

（1）創(chuàng)設(shè)真實問題情境

項目選擇與核心問題的選擇是開展項目式學(xué)習(xí)首要考慮的內(nèi)容。首先，項目選擇要符合課程標(biāo)準(zhǔn)要求；其次，根據(jù)情況選擇時間跨度適中的項目；再次，問題需要與物理知識相關(guān)，又與日常生活相聯(lián)系，聯(lián)系生活給學(xué)生真實問題情境；最后，一定的趣味性能夠引起學(xué)生的興趣和熱情，有助于主動探究。項目式學(xué)習(xí)具有很強的開放性和自主性，涉及領(lǐng)域較廣，需要教師做好全面的信息準(zhǔn)備。

（2）明確教師角色定位

開展項目式學(xué)習(xí)的物理教師要研究如何激發(fā)學(xué)生對項目的興趣，幫助學(xué)生將項目與物理知識相連接，不斷引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘現(xiàn)象背后的本質(zhì)和物理規(guī)律。依據(jù)學(xué)生的心理邏輯和項目探究發(fā)展的邏輯進行課堂設(shè)計，突出學(xué)生的自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)能力，教師和學(xué)生共同做出決策[ 6 ]。在學(xué)生探究遇到瓶頸時，不是直接告訴學(xué)生解決辦法，而是拋出驅(qū)動問題，給學(xué)生提供思考支架，充分幫助學(xué)生發(fā)揮自主性，促進學(xué)生自主探究、獨立解決問題能力的發(fā)展。

（3）營造輕松的課堂氛圍

項目式學(xué)習(xí)需要相對輕松活躍的課堂氛圍，有助于學(xué)生之間的頭腦風(fēng)暴、相互啟發(fā)，有助于項目推進和開展。但這樣的課堂絕不是完全的放松，教師要明確課堂紀(jì)律，掌握各小組討論和實施的動向。學(xué)生安全也很重要，物理項目中的安全性包括項目本身的安全性和學(xué)生操作過程中的安全性，教師要注意有危險性儀器（如玻璃器皿、酒精燈）的安全使用，學(xué)生動手操作過程中的意外情況等，一些有爆炸性可能的項目不宜引入。教師要提前做好防護準(zhǔn)備，確保學(xué)生安全。

（4）注重項目評價反饋

對項目式學(xué)習(xí)的評價以學(xué)生自評、互評為主。設(shè)計評價量表，給予學(xué)生自評互評平臺，對項目產(chǎn)品進行展示并評分。評價指標(biāo)包括對項目涉及知識的理解；項目推進過程中的合作、方案設(shè)計、操作；項目完成度等[ 7 ]。以紙筆測驗考察物理知識，以談話或問卷了解學(xué)生對項目式課堂的滿意度，根據(jù)學(xué)生的反饋，進一步調(diào)整項目式學(xué)習(xí)的課堂結(jié)構(gòu)。

4? 總結(jié)

綜上所述，基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)構(gòu)建的項目式學(xué)習(xí)流程以問題為驅(qū)動，引導(dǎo)形成物理觀念；以學(xué)生為主體，主動鍛煉科學(xué)思維；以小組合作分析，提升科學(xué)探究能力；從真實情境出發(fā)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。其特點符合《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強調(diào)實踐性、探究性的要求，其流程與素養(yǎng)中科學(xué)探究的要素相匹配，有助于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

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