高中物理項(xiàng)目化教學(xué)的“五維”設(shè)計(jì)

摘 要：項(xiàng)目化教學(xué)在當(dāng)前的教改環(huán)境下展現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。夏雪梅博士提出了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)（教學(xué)）的六維度設(shè)計(jì)要?jiǎng)t。在教學(xué)實(shí)踐中，將公開(kāi)成果與全程評(píng)價(jià)兩個(gè)維度的內(nèi)容合并，以更好地發(fā)揮評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)作用。由此，得到高中物理項(xiàng)目化教學(xué)的“五維”設(shè)計(jì)思路：明確核心知識(shí)、形成驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、澄清高階認(rèn)知策略、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)實(shí)踐、落實(shí)全程評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：高中物理；項(xiàng)目化教學(xué)；牛頓第一定律

項(xiàng)目化教學(xué)在當(dāng)前的教育改革環(huán)境下展現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其能讓整個(gè)課堂氛圍變得更加開(kāi)放而生動(dòng)，促使學(xué)生形成更清晰的學(xué)習(xí)思路，更有效地利用自身所具備的知識(shí)底蘊(yùn)，展開(kāi)深層次的探求。夏雪梅博士提出了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)（教學(xué)）的六維度設(shè)計(jì)要?jiǎng)t：核心知識(shí)、驅(qū)動(dòng)問(wèn)題、高階認(rèn)知、學(xué)習(xí)實(shí)踐、公開(kāi)成果及全程評(píng)價(jià)。［1］在教學(xué)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，可以將公開(kāi)成果與全程評(píng)價(jià)兩個(gè)維度的內(nèi)容合并，以更好地發(fā)揮評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)作用。本文以“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”為例，具體說(shuō)明高中物理項(xiàng)目化教學(xué)的“五維”設(shè)計(jì)。

一、 明確核心知識(shí)

項(xiàng)目化教學(xué)的設(shè)計(jì)不是從項(xiàng)目或者活動(dòng)開(kāi)始，而是從期待學(xué)生理解和掌握核心知識(shí)出發(fā)。物理核心知識(shí)是指物理學(xué)的基本概念、原理、法則等，它們構(gòu)成了物理學(xué)的基礎(chǔ)框架。物理核心知識(shí)不僅包括理論內(nèi)容，還包括科學(xué)方法的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)以及科學(xué)態(tài)度的形成。當(dāng)然，物理核心知識(shí)不僅僅局限于書本，還應(yīng)包含物理學(xué)科素養(yǎng)，即通過(guò)物理學(xué)習(xí)而內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。因而在項(xiàng)目式教學(xué)伊始，明確核心知識(shí)、確定與之對(duì)應(yīng)的主題至關(guān)重要。好的主題能給予學(xué)生正確的思想啟迪，讓其在面對(duì)具體學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)能保持較強(qiáng)的參與度。

例如，圍繞“牛頓第一定律”組織項(xiàng)目化教學(xué)活動(dòng)時(shí)，可以選擇“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”作為主題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、推理和討論，深入理解牛頓第一定律的內(nèi)涵和應(yīng)用，進(jìn)而培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和邏輯思維。核心知識(shí)主要圍繞三點(diǎn)來(lái)明確：

1. 慣性概念：一切物體都具有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性，即慣性。這意味著，除非受到外力作用，物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2. 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。換句話說(shuō)，只有當(dāng)物體受到力的作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（包括速度的大小或方向）才會(huì)改變。

3. 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)與邏輯推理：牛頓第一定律不是直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出的，而是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)邏輯分析和科學(xué)推理得出的。

項(xiàng)目化教學(xué)中，學(xué)生可以圍繞這些核心知識(shí)展開(kāi)一系列活動(dòng)，更深入地理解牛頓第一定律，并將其應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中，提升物理學(xué)科素養(yǎng)和實(shí)踐能力。

二、 形成驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

項(xiàng)目化教學(xué)關(guān)注的核心知識(shí)意味著教師要提出本質(zhì)問(wèn)題，而本質(zhì)問(wèn)題有時(shí)候比較抽象，學(xué)生難以理解，所以要將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，才能更好地激發(fā)學(xué)生投入。在實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)，教師根據(jù)項(xiàng)目中所包含的知識(shí)要點(diǎn)合理地提出問(wèn)題，發(fā)揮問(wèn)題所具備的驅(qū)動(dòng)和引領(lǐng)作用，為學(xué)生指明思考和探究的方向，也可以讓學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下更好地參與探究。

例如，“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”項(xiàng)目化教學(xué)，重點(diǎn)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)（伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)、慣性實(shí)驗(yàn)等）探究力的作用、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的保持和慣性。分析時(shí)可以提出以下驅(qū)動(dòng)問(wèn)題：

1. 物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí)，為什么會(huì)保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？

2. 伽利略是如何通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)推理出物體不受外力作用時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論的？

3. 如何解釋在不同質(zhì)量的物體中，慣性是如何表現(xiàn)的？

4. 生活中哪些現(xiàn)象可以用牛頓第一定律解釋？

在問(wèn)題（實(shí)驗(yàn)）的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)伽利略的科學(xué)思維方法，即通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推理，從而加深對(duì)牛頓第一定律歷史背景的了解和對(duì)科學(xué)方法的理解；通過(guò)探究不同質(zhì)量的物體在相同外力作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，更好地理解慣性與物體質(zhì)量的關(guān)系；同時(shí)聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的實(shí)用性和趣味性。這樣的過(guò)程，能夠幫助學(xué)生有效梳理物理的學(xué)習(xí)思路，同時(shí)也可以促使學(xué)生在圍繞問(wèn)題展開(kāi)分析的過(guò)程中掌握相關(guān)的物理規(guī)律。

三、 澄清高階認(rèn)知策略

馬扎諾的學(xué)習(xí)維度框架（如下頁(yè)圖1）中，將高階學(xué)習(xí)看作有意義地運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程，描述了六個(gè)方面的高階策略：?jiǎn)栴}解決、創(chuàng)見(jiàn)、決策、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研和系統(tǒng)分析。

從這個(gè)框架可以看出，低階學(xué)習(xí)和高階學(xué)習(xí)是密不可分的。項(xiàng)目化教學(xué)主要通過(guò)高階認(rèn)知帶動(dòng)低階認(rèn)知，教師需要澄清驅(qū)動(dòng)問(wèn)題包含的主要的高階認(rèn)知策略類型。對(duì)高階認(rèn)知策略的明晰設(shè)計(jì)更能整合基礎(chǔ)知識(shí)與技能，實(shí)現(xiàn)概念知識(shí)的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)歷程。因而，項(xiàng)目化教學(xué)要求教師教會(huì)學(xué)生獲取和整合知識(shí)的方法，通過(guò)比較、歸納、演繹等手段對(duì)物理知識(shí)形成更深刻的理解。

“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”項(xiàng)目化教學(xué)中，認(rèn)知策略的設(shè)計(jì)應(yīng)幫助學(xué)生構(gòu)建對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與受力之間關(guān)系的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。比如：

1. 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、視頻的觀察，讓學(xué)生直觀感受在有外力和沒(méi)有外力作用下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化有初步的了解。

2. 介紹伽利略和牛頓關(guān)于運(yùn)動(dòng)定律的思想發(fā)展歷程，通過(guò)歷史對(duì)話幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)的動(dòng)態(tài)演進(jìn)過(guò)程；重做伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)，重溫理想模型和科學(xué)演繹的魅力。

3. 選擇具體的運(yùn)動(dòng)實(shí)例，如汽車啟動(dòng)和剎車過(guò)程中乘員的運(yùn)動(dòng)情況，讓學(xué)生通過(guò)分析案例應(yīng)用牛頓第一定律；鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“如果完全沒(méi)有摩擦力，物體會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)”，從而加深對(duì)定律的理解。

四、 設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)實(shí)踐

“實(shí)踐”強(qiáng)調(diào)的是“做”和“學(xué)”的不可分割性。項(xiàng)目化教學(xué)不僅包含“做”（技能），也包含著“學(xué)”（對(duì)知識(shí)的深度理解）。所以開(kāi)展項(xiàng)目化教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生對(duì)真實(shí)世界和物理實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行觀察，提出問(wèn)題；還要求學(xué)生與所學(xué)過(guò)的知識(shí)建立聯(lián)系，開(kāi)展批判性思考，建構(gòu)物理模型或形成解釋；然后，對(duì)模型、解釋進(jìn)行驗(yàn)證；最后，討論適切性，進(jìn)行修訂與完善。

“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”項(xiàng)目化教學(xué)中的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)如下：

1. 基于情境，提出問(wèn)題：設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，將小木塊放在講臺(tái)上，用手去推小木塊，物塊運(yùn)動(dòng)；撤去推力后，小物塊立即停止運(yùn)動(dòng)，即力推物動(dòng)、力撤物停。這能讓學(xué)生初步了解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)亞里士多德提出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)”這一觀點(diǎn)的原因。

2. 回顧知識(shí)，思考建構(gòu)：回顧牛頓第一定律的得出過(guò)程，了解伽利略、笛卡兒和牛頓的貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；利用圖片和視頻，讓學(xué)生初步了解慣性的概念。

3. 分析實(shí)驗(yàn)，科學(xué)推理：牛頓第一定律是通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)得出的，它不能由實(shí)際實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證，而我們可以通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)近似地驗(yàn)證其正確性。通過(guò)觀察摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，揭示實(shí)際情況下外力如何影響物體的運(yùn)動(dòng)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理對(duì)于社會(huì)進(jìn)步的重要作用。

4. 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，內(nèi)化新知：設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)，將壓縮的彈簧放置在質(zhì)量不同的木塊之間，解除壓縮彈簧把兩木塊彈出，通過(guò)比較彈出的距離理解運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，內(nèi)化質(zhì)量是慣性的唯一量度；設(shè)計(jì)趣味實(shí)驗(yàn)，將鐵球和塑料球用錫箔紙包住，然后懸掛在鐵架臺(tái)上，讓學(xué)生不觸碰的情況下準(zhǔn)確區(qū)分，這能夠在增加趣味性的同時(shí)幫助學(xué)生內(nèi)化新知。

學(xué)生經(jīng)由上述學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，得出結(jié)論：

運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量有關(guān)。

五、 落實(shí)全程評(píng)價(jià)

項(xiàng)目化教學(xué)需要構(gòu)建綜合性、系統(tǒng)性的評(píng)價(jià)機(jī)制。首先，要對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容進(jìn)行完善，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的態(tài)度和技能表現(xiàn)，進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。然后，要對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化，全面考查學(xué)生的物理實(shí)踐能力，設(shè)置分層評(píng)價(jià)體系，保證評(píng)價(jià)結(jié)果更加均衡，且真正反映學(xué)生真實(shí)的物理學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，還要豐富評(píng)價(jià)主體，具體包括師評(píng)、自評(píng)、同伴評(píng)等，引領(lǐng)學(xué)生自主反饋?zhàn)陨碓陧?xiàng)目活動(dòng)中的表現(xiàn)，并通過(guò)反思和互動(dòng)來(lái)積累更加豐富的物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

例如，“探索物體的運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”項(xiàng)目化教學(xué)伊始，教師首先提供給學(xué)生分析性評(píng)價(jià)表（詳見(jiàn)表1），并給出評(píng)價(jià)要求：給每一項(xiàng)打一個(gè)合適的分?jǐn)?shù)（優(yōu)秀為3分，良好為2分，待提高為1分），并給出具體的意見(jiàn)。學(xué)生依托評(píng)價(jià)表，在開(kāi)展探究的同時(shí)關(guān)注自身及同伴的表現(xiàn)，及時(shí)改進(jìn)，從而更好地完成項(xiàng)目探究。

參考文獻(xiàn)：

［1］夏雪梅.項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)素養(yǎng)視角下的國(guó)際與本土實(shí)踐［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2018：32-33.

*本文系2021年度江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十四期重點(diǎn)自籌課題“高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)‘問(wèn)題解決者’的項(xiàng)目學(xué)習(xí)研究”（編號(hào)：2021JY14-ZB38）的階段性研究成果。