借助項目式學(xué)習(xí)，提升初中生的物理實(shí)驗?zāi)芰?

摘 "要：項目式學(xué)習(xí)能讓學(xué)生在實(shí)驗學(xué)習(xí)中自主地探究，凝聚集體的智慧，讓他們在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上獲得新的發(fā)展。通過將項目式學(xué)習(xí)應(yīng)用于初中物理實(shí)驗生活化教學(xué)中，教師可以將教材中的實(shí)驗與學(xué)生的日常生活緊密地關(guān)聯(lián)到一起，將抽象的、難以理解的物理理論知識生活化、具體化地呈現(xiàn)給學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生對物理課程學(xué)習(xí)的積極性。初中物理實(shí)驗教學(xué)中的項目式學(xué)習(xí)，可以跨越時空的局限，變成動態(tài)的、有彈性的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：初中物理；項目式學(xué)習(xí)；浮力學(xué)習(xí)

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確提出，教師要積極開展項目式學(xué)習(xí)等綜合性教學(xué)活動，通過“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”等方式，強(qiáng)化跨學(xué)科知識的整合，進(jìn)而形成綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。項目式學(xué)習(xí)基于學(xué)科又超越學(xué)科，能夠幫助學(xué)生理解不同學(xué)科的獨(dú)特價值及學(xué)科間的相互聯(lián)系，幫助學(xué)生關(guān)注當(dāng)下社會生活、融入現(xiàn)實(shí)生活。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，是初中物理教學(xué)的一個重要目的。學(xué)生普遍在剛剛接觸物理時充滿學(xué)習(xí)興趣，但隨著教學(xué)的進(jìn)行，單純的課堂教學(xué)與實(shí)驗無法使學(xué)生保持新鮮感和參與感，興趣逐漸消失，因此結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，開展項目式學(xué)習(xí)的物理教學(xué)是非常必要的?！案×Α笔侨私贪妗读x務(wù)教育教科書·物理》八年級下冊第十章的重要內(nèi)容，它涉及密度、壓強(qiáng)等方面的物理知識。本節(jié)課的教學(xué)以實(shí)驗為主，綜合性強(qiáng)。同時它又與生活密切相關(guān)?！案×Α苯虒W(xué)中開展項目式學(xué)習(xí)更容易鍛煉學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的提升。因此，教師要改變過去以教師為主體，以講授為主的教學(xué)方式，促使學(xué)生以項目為引導(dǎo)開展個性化學(xué)習(xí)，讓每名學(xué)生的能力都得到提高。

一、項目的設(shè)計

1. 項目主題

項目式學(xué)習(xí)在主題的選擇和設(shè)計上要體現(xiàn)學(xué)科的特點(diǎn)，要立足于學(xué)生的基本學(xué)情，同時要指向生活?！笆裁词歉×?？”指向過于寬泛，不適合作為項目的主題，如果以“探究影響浮力大小的因素——造船比賽”為實(shí)驗探究的主題，更能體現(xiàn)生活化與項目化。這個過程是教師引導(dǎo)學(xué)生尋找知識脈絡(luò)，進(jìn)而確定核心概念的過程。本章教學(xué)中教師要從“什么是浮力”“浮力的方向”“浮力的大小”這三個框題中找到一個適合學(xué)生進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)的主題。設(shè)定的主題要能充分激發(fā)學(xué)生的參與熱情。范圍小，又能基于生活進(jìn)行探究的主題就更容易被學(xué)生接受，也更容易操作。例如，下面的這些主題學(xué)生則更容易去探究：浮力的方向是垂直向上的，還是豎直向上的？浸沒在水中的物體，它的浮力會隨著物體的下潛而變化嗎？浮力的大小與液體的密度有關(guān)嗎？浮力的大小與物體浸入液體中的深度有關(guān)嗎？

2. 項目描述

項目描述的主要功能是通過對項目的研究背景及研究任務(wù)的簡單闡述，讓學(xué)生明確有關(guān)這個項目主題的研究價值及意義，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。例如，以“探究影響浮力大小的因素——造船比賽”作為研究的主題，它的研究背景為：你能分析沉到水底的物體是否受到浮力的作用嗎？簡述你的方法。你能測出一個金屬塊浸沒在水中時所受到的浮力的大小嗎？說說你的方法，進(jìn)而讓學(xué)生知道什么叫浮力。還可以有：生活中常見的浮力現(xiàn)象有哪些？浮力的方向是什么？在這樣的背景下，教師確立主題研究的任務(wù)是浮力的大小與哪些因素有關(guān)。通過游戲與實(shí)驗，通過感性與理性的項目來完成。這對于學(xué)生來說其實(shí)就是引導(dǎo)他們?nèi)谌肷钋榫?，再設(shè)計驅(qū)動性任務(wù)的過程。教師給學(xué)生創(chuàng)設(shè)的情境有兩個：一個是游戲情境；一個是實(shí)驗情境。在這兩個情境中，學(xué)生要完成的驅(qū)動任務(wù)為研究影響浮力大小的因素。這樣的項目描述對學(xué)生很有吸引力，一是學(xué)生可以做實(shí)驗、做游戲，這都是他們喜歡做的事；二是教師對學(xué)生所要完成的任務(wù)既是明確的，同時又是開放的。

3. 核心概念

核心概念指的是項目本身所包含的主要知識點(diǎn)及項目學(xué)習(xí)中所運(yùn)用的主要知識。就本項目主題而言，涉及的核心概念有：浮力、浮力的方向、浮力的大小、浸沒、漂浮、懸浮等。教師設(shè)定的項目要圍繞著這些而展開。學(xué)生會在具體的項目中領(lǐng)會這些概念，學(xué)習(xí)以體驗為主，以自我感知為主。

4. 驅(qū)動問題

驅(qū)動問題是指驅(qū)動項目學(xué)習(xí)進(jìn)程的一連串問題，能讓學(xué)生沿著項目有秩序地開展研究，學(xué)生將問題一個一個地探究解決時也體驗到了一個接連一個的成功。

問題1：猜想浮力的大小可能與什么因素有關(guān)？

通過造“船”比賽，每名學(xué)生用大小、重量相同的橡皮泥造出不同的“船”，再裝載不同的貨物，比如圖釘，看哪名學(xué)生造的“船”裝載的東西最重，為什么同樣的材料有的學(xué)生的“船”能承載更大的重量？進(jìn)而推動項目的深入探究。

問題2：浮力的大小是不是與液體的密度有關(guān)？

項目組研究的第二個問題如下：他們將一個生雞蛋放進(jìn)盛有清水的杯中，雞蛋沉入水底，雞蛋的重量為G，然后逐漸向水中加入食鹽并使其溶解，雞蛋漸漸浮起到靜止。他們在雞蛋沉入水底時，根據(jù)浮沉條件可知，雞蛋受到的浮力小于重力。當(dāng)他們逐漸向水中加入食鹽時，鹽水的密度變大，雞蛋上浮了，到最后他們看到浮力等于重力，因此他們得出浮力與液體的密度有關(guān)。然后再引申：浮力與物體本身的密度有關(guān)嗎？激起探究欲望。

問題3：浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)嗎？

項目組做了如下的實(shí)驗，如圖1所示，他們準(zhǔn)備好鐵塊、水杯、彈簧秤等。他們先是稱得一個鐵塊的重力為4 N，如圖1（a）所示；接著他們將鐵

塊放入水中， 鐵塊只沒入三分之一時，他們發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)為3.6 N，如圖1（b）所示；再接著將鐵塊全部沒入水中，如圖1（c）所示，他們發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)為3 N。學(xué)生在實(shí)驗中，自己解決問題。

問題4：浮力的大小與物體浸沒后的深度有關(guān)嗎？

在圖1的基礎(chǔ)上他們開始新的實(shí)驗，首先如圖2（a）所示，將鐵塊剛好沒入水中，此時彈簧秤上顯示的數(shù)字為3 N。接著，如圖2（b）所示，他們將鐵塊浸沒到水中的不同深度，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)沒有變化。通過設(shè)計問題，學(xué)生逐步深入推進(jìn)項目，學(xué)生的能力得到提高，體驗更加豐富。

問題5：物體的浮沉和排水量有關(guān)系嗎？

追問：當(dāng)物體浮起來和沉下去時液體發(fā)生了什么變化？這些變化之間有什么不同？如何測量這些變化？

演示如何用量筒測量液體的體積和用容積流量計測量不規(guī)則固體的體積。將石塊用細(xì)繩懸掛著放入量筒，石塊沉下去時，量筒內(nèi)上升的水量即石塊的體積。

學(xué)生練習(xí)用容量流量計測量不規(guī)則固體的體積，給每個組提供水、量筒、物體（大理石、硬幣、釘子、石塊等），學(xué)生在單元日志中記錄結(jié)果。

基于測量結(jié)果，教師引導(dǎo)學(xué)生討論密度和排水量之間的關(guān)系，介紹浮力的概念，讓學(xué)生在日志中回答問題：密度、浮力、排水量之間有怎樣的關(guān)系？教師閱讀日志了解學(xué)生的理解程度，如果有很多學(xué)生在理解這些概念上有困難，就繼續(xù)和學(xué)生研究這些概念。

5. 活動設(shè)計

活動設(shè)計是在項目式學(xué)習(xí)中對驅(qū)動問題的回應(yīng)，即教師要引導(dǎo)學(xué)生圍繞著驅(qū)動問題設(shè)計相應(yīng)的活動。這些活動能幫助學(xué)生獲得研究的思路和找到問題的答案。對于上面提到的四個問題教師設(shè)計了如下活動。

活動1：開展游戲活動。讓每名學(xué)生盡情地展示自己的手工操作，制造更大的船，獲得童年時的體驗。在獲得體驗的同時，他們開始思考與物理主題相關(guān)的問題。

活動2：理解浮力隨著時間變化的圖象。教師呈現(xiàn)的圖象（如圖3）是做實(shí)驗時，學(xué)生逐漸向水中加入食鹽并使其溶解，在雞蛋漸漸浮起到靜止的過程中，雞蛋所受的浮力隨時間變化的圖象。學(xué)生在做完實(shí)驗后看圖。

活動3：自主創(chuàng)設(shè)實(shí)驗。學(xué)生自設(shè)項目，能自己進(jìn)行實(shí)驗前的準(zhǔn)備，就問題寫出實(shí)驗的猜想，再去完成探究。

活動4：課后探究實(shí)驗。教師可以讓項目組的學(xué)生在課后開展實(shí)驗。教師這樣做的目的有三個。一是項目式學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和他們在沒有教師的狀態(tài)下的自然的學(xué)習(xí)狀態(tài)，因此教師可進(jìn)行這方面的嘗試。二是在“雙減”政策下，教師要減輕學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)，項目式學(xué)習(xí)以體驗為主，以自主為主，以探究為主，學(xué)生機(jī)械化的作業(yè)亟須減少。在課后開展項目式學(xué)習(xí)，也是對“雙減”的一次踐行。三是學(xué)生的思維具有連貫性，項目式學(xué)習(xí)不會隨著課堂的結(jié)束而結(jié)束，它有一個連續(xù)的完成期限。

二、項目式學(xué)習(xí)的實(shí)施

1. 合理規(guī)劃

合理規(guī)劃主要分為五個方面。一是學(xué)生的合理規(guī)劃。將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組，每組人數(shù)差不多。這樣做更有利于項目的完成，學(xué)生在落實(shí)項目的過程中，相互幫助，相互支持。二是時間上的規(guī)劃，教師要給學(xué)生規(guī)定每個組完成什么項目，大概需要多長時間，保證項目的有序推進(jìn)。三是實(shí)驗器材上的規(guī)劃，每個項目需要哪些器材，如何準(zhǔn)備這些器材，學(xué)生要在項目組的引導(dǎo)下有計劃地操作。四是分工上的規(guī)劃，每個小組的學(xué)生需要完成哪些具體的項目，在每個項目中每個人的具體任務(wù)是什么，是負(fù)責(zé)記錄，還是負(fù)責(zé)準(zhǔn)備器材；是負(fù)責(zé)操作，還是負(fù)責(zé)質(zhì)疑；是負(fù)責(zé)匯報，還是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)。學(xué)生的任務(wù)是可以調(diào)整、變更的，但每次都要有具體的任務(wù)。五是交流上的規(guī)劃，主要規(guī)劃交流的內(nèi)容、交流的方式等。通過這些規(guī)劃教師能將項目式學(xué)習(xí)真實(shí)有效地開展下去。

2. 關(guān)注過程

教師在項目化過程中主要的角色有三個。一是觀察者，就是觀察每個項目組的真實(shí)活動，觀察他們的表情、操作等。二是學(xué)習(xí)者，就是向?qū)W生學(xué)習(xí)，向他們提問，又讓他們給予解答。例如，在游戲環(huán)節(jié)，學(xué)生將橡皮泥的船做成了長方體的形狀，而不是圓柱體。教師不解地問學(xué)生為什么，學(xué)生會告訴教師，長方體裝的東西更多一些。三是協(xié)調(diào)者，如果發(fā)現(xiàn)有的小組在項目式學(xué)習(xí)中顯得很吃力，教師可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。教師關(guān)注過程能讓學(xué)生獲得更多的體驗。

三、項目式學(xué)習(xí)的反思

1. 借助具體的實(shí)驗，尋找科學(xué)依據(jù)

在項目式學(xué)習(xí)中，教師會設(shè)定一些問題，這些問題可以被看作單獨(dú)的小項目，需要學(xué)生進(jìn)行具體的規(guī)劃，學(xué)生通過實(shí)驗推動項目深入，找出問題的科學(xué)依據(jù)，推動物理學(xué)習(xí)的深入。

2. 化抽象為具體，形成物理概念

在項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生對物理的探究是一個由抽象到具體的過程。例如，這節(jié)課學(xué)生討論影響浮力大小的因素，就是化成一個個小的物理實(shí)驗和小的活動。他們在完成項目的過程中，也漸漸地形成了物理概念。項目式學(xué)習(xí)能讓學(xué)生擁有真實(shí)的問題解決經(jīng)歷，成為積極的行動者，調(diào)動已有的知識經(jīng)驗、能力，創(chuàng)造性地解決真實(shí)情境中的問題。

3. 項目式學(xué)習(xí)的誤區(qū)

在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過程中，有兩個要素必不可少：一是應(yīng)用自己的所知完成特定的任務(wù)或問題；二是有能力在不同的情境中進(jìn)行遷移。但項目式學(xué)習(xí)也容易步入誤區(qū)，如課堂實(shí)踐過于注重興趣、現(xiàn)象，而忽視了知識本身。如何真正在項目式學(xué)習(xí)的過程中，實(shí)現(xiàn)單學(xué)科核心知識在情境中的再構(gòu)建與再創(chuàng)造；運(yùn)用多學(xué)科知識綜合解決問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的心智轉(zhuǎn)換，創(chuàng)造新成果，是我們需要繼續(xù)努力的方向。

項目式學(xué)習(xí)與“浮力”教學(xué)相結(jié)合，能讓學(xué)生關(guān)注真實(shí)的世界，學(xué)生不僅可以深度理解和掌握有關(guān)浮力的概念、公式等，還可以開展深度學(xué)習(xí)，提升思維品質(zhì)?？梢婍椖渴綄W(xué)習(xí)之于初中物理是學(xué)生獲得基礎(chǔ)認(rèn)知與提升綜合素養(yǎng)相兼容的一種學(xué)習(xí)方式。讓學(xué)生在做中學(xué)，在學(xué)中思，在思中用，在用中會，提高物理學(xué)習(xí)的能力。物理項目式學(xué)習(xí)把學(xué)生從課堂和書本的束縛中解脫出來，使學(xué)生由被動的參觀者轉(zhuǎn)為主動的參與者，充分展現(xiàn)個性和才華，極大地提高了學(xué)習(xí)物理的興趣。

參考文獻(xiàn)：

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