探索跨學(xué)科融合教學(xué) 指向項(xiàng)目化深度學(xué)習(xí)

摘 要：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是通過項(xiàng)目研究、項(xiàng)目實(shí)施，由教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，以項(xiàng)目問題的生成、探究、解決及運(yùn)用來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，以學(xué)生發(fā)展為本，全面提升核心素養(yǎng)的一種探究式教學(xué)方式。本文以物理與音樂跨學(xué)科融合課“旋律中的物理之美”教學(xué)為例，對(duì)跨學(xué)科融合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)踐過程進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐；跨學(xué)科融合

1 引言

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種探究式教學(xué)方式，它以教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境為基礎(chǔ)，通過項(xiàng)目研究與實(shí)施，圍繞項(xiàng)目問題的生成、探究、解決及運(yùn)用過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，同時(shí)堅(jiān)持以學(xué)生發(fā)展為中心，全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。^［1］項(xiàng)目式學(xué)習(xí)具有以下特點(diǎn)。

1.1 注重真實(shí)問題解決

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生通過自主探究、自主學(xué)習(xí)任務(wù)，加強(qiáng)知識(shí)學(xué)習(xí)與學(xué)生個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)實(shí)生活以及社會(huì)實(shí)踐之間的聯(lián)系。它注重真實(shí)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生在“做中學(xué)”“用中學(xué)”以及“創(chuàng)中學(xué)”的過程中，不斷提升自己認(rèn)識(shí)真實(shí)世界和解決真實(shí)問題的能力。

1.2 強(qiáng)調(diào)成果創(chuàng)意物化

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)著重于通過解決問題來產(chǎn)出成果，以此體現(xiàn)項(xiàng)目的整體性和活動(dòng)性。它鼓勵(lì)學(xué)生積極展示在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中所形成的物化成果，如項(xiàng)目研究報(bào)告、思維導(dǎo)圖、設(shè)計(jì)方案、制作模型及產(chǎn)品等，并引導(dǎo)所有參與者和公眾對(duì)這些成果進(jìn)行深入的評(píng)價(jià)與分析。

1.3 注重過程記錄與評(píng)價(jià)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)特別關(guān)注學(xué)生的過程性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括學(xué)生的日志、記錄、文稿等，它們共同構(gòu)成了學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)程中的真實(shí)記錄。基于這些項(xiàng)目記錄，教師能夠?qū)W(xué)生表現(xiàn)做出客觀的評(píng)價(jià)。

“跨學(xué)科主題探究”類項(xiàng)目式教學(xué)，其核心在于精準(zhǔn)定位學(xué)科交叉的切入點(diǎn)，通過深度融合的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)任務(wù)。這一過程是根據(jù)問題解決和學(xué)習(xí)探究的實(shí)際需求，重新建構(gòu)學(xué)科知識(shí)和技能結(jié)構(gòu)，旨在引導(dǎo)學(xué)生開展自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，從而促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。^［2］此教學(xué)模式旨在提升學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)來分析問題和解決問題的能力，并培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 物理與音樂跨學(xué)科融合，項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐探索

下面以物理與音樂跨學(xué)科融合課例“旋律中的物理之美”來探索跨學(xué)科融合教學(xué)，指向項(xiàng)目式深度學(xué)習(xí)。

2.1 項(xiàng)目活動(dòng)過程

2.1.1 任務(wù)一：探究音調(diào)的物理學(xué)本質(zhì)

活動(dòng)目標(biāo)：通過吉他和手機(jī)音頻分析APP，探究音調(diào)與弦長的關(guān)系，認(rèn)識(shí)樂器的普遍發(fā)聲原理——“駐波”。

活動(dòng)內(nèi)容：教師首先以學(xué)生用吉他演奏歌曲片段的情境作為引入，接著提出問題“音調(diào)的物理學(xué)本質(zhì)是什么”，并以這一問題作為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生深入探究聲波的物理學(xué)本質(zhì)（見表1）。

2.1.2 任務(wù)二：探究律學(xué)的物理學(xué)本質(zhì)

活動(dòng)目標(biāo)：通過學(xué)生成果展示，了解音階的頻率規(guī)律；利用吉他和手機(jī)音頻分析軟件，探究并驗(yàn)證“十二平均律”。

活動(dòng)內(nèi)容：教師通過展示學(xué)生成果，引導(dǎo)學(xué)生深入探究律學(xué)的物理學(xué)本質(zhì)（見表2）。

2.1.3 任務(wù)三：“吹吸管 剪音階”挑戰(zhàn)賽

活動(dòng)目標(biāo)：學(xué)生小組運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)建構(gòu)“吸管吹音階”模型，自主開發(fā)制作吸管音階并演奏。

活動(dòng)內(nèi)容：教師組織學(xué)生進(jìn)行“吹吸管 剪音階”挑戰(zhàn)賽（見表3）。

2.1.4 任務(wù)四：“水杯琴”音樂會(huì)

活動(dòng)目標(biāo)：學(xué)生小組運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)建構(gòu)“水杯音階”模型，自主開發(fā)制作水杯琴并演奏。

活動(dòng)內(nèi)容：教師組織學(xué)生舉辦“水杯琴”音樂會(huì)（見表4）。

2.2 活動(dòng)成果交流

2.2.1 任務(wù)一的活動(dòng)成果展示交流

成果1：教師通過讓學(xué)生用吉他演奏“晴天”這首歌曲作為課堂引入，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生積極投入到后續(xù)的探究活動(dòng)中。

成果2：測(cè)試人耳可聽聲范圍。利用真實(shí)生活情境并結(jié)合信息化技術(shù)（如手機(jī)軟件），教師鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，親身經(jīng)歷并深入理解“聲波的物理學(xué)本質(zhì)在于其頻率”這一知識(shí)的形成過程。

成果3：探究琴弦振動(dòng)頻率的影響因素。課前，學(xué)生分組利用手機(jī)音頻分析軟件進(jìn)行探究，旨在分析琴弦的長短、松緊、粗細(xì)三個(gè)因素與發(fā)聲頻率之間的關(guān)系，并在課堂上展示他們的探究成果。

成果4：自制演示“克拉尼圖形”的實(shí)驗(yàn)裝置。課后，學(xué)生可以嘗試?yán)脷馇?、碗與實(shí)驗(yàn)結(jié)合phyphox手機(jī)軟件，零成本自制“克拉尼圖形”并觀察圖形（見圖1）。

成果5：利用吉他驗(yàn)證駐波公式。學(xué)生用卷尺測(cè)量弦長，結(jié)合手機(jī)音頻分析軟件得出“當(dāng)弦長減半時(shí)，頻率翻倍，音高八度”這一律學(xué)規(guī)律，為后續(xù)自制樂器奠定理論基礎(chǔ)。

2.2.2 任務(wù)二的活動(dòng)成果展示交流

在課堂上，學(xué)生小組講解預(yù)習(xí)成果，他們運(yùn)用了中國古代律學(xué)中的瑰寶——“五度相生律”與“三分損益法”來探討并確定一個(gè)音程內(nèi)的頻率規(guī)律。隨后，他們利用吉他作為實(shí)驗(yàn)工具，通過實(shí)際操作來驗(yàn)證和加深對(duì)“十二平均律”的理解。

成果：通過吉他驗(yàn)證“十二平均律”。學(xué)生親自運(yùn)用吉他結(jié)合手機(jī)音頻分析軟件，深入探究并驗(yàn)證“十二平均律”的數(shù)學(xué)規(guī)律及其背后的物理本質(zhì)。這一過程中不僅加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

2.2.3 任務(wù)三的活動(dòng)成果展示交流

學(xué)生小組在課堂上展示吸管音階的建模原理，參與“吹吸笛 剪音階”挑戰(zhàn)賽。

成果1：建構(gòu)吸管吹音階模型。學(xué)生們根據(jù)已學(xué)的“駐波頻率與振動(dòng)體長度的反比關(guān)系”以及“音程內(nèi)各音的音高關(guān)系”，進(jìn)行討論并建模，以確定吸管各音階位置。

成果2：當(dāng)堂表演用吸管吹音階。學(xué)生歷經(jīng)選材、計(jì)算、定音、試吹與制作等探究環(huán)節(jié)，深刻地認(rèn)識(shí)到音調(diào)受發(fā)聲體材料、長短、橫截面積和松緊的影響，體會(huì)工藝發(fā)展的艱辛。學(xué)生自制樂器如圖2所示。

成果3：課后作業(yè)自制吸管排簫吹“歡樂頌”。學(xué)生課后繼續(xù)探究，成功制作吸管長號(hào)、吸管笛等樂器。

2.2.4 任務(wù)四的活動(dòng)成果展示交流

學(xué)生在課堂上展示“水杯琴”的建模原理并演奏樂曲，開展“水杯琴”音樂會(huì)。

成果1：探究水杯發(fā)聲的振動(dòng)體。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究水杯發(fā)聲的振動(dòng)體，并依據(jù)所學(xué)理論知識(shí)建構(gòu)“水杯音階”模型，確定不同音高的水杯所需的水量。

成果2：自制“水杯琴”，并當(dāng)堂演奏“粉刷匠”“洋娃娃與小熊跳舞”等。學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)測(cè)量、微調(diào)，試音、音準(zhǔn)校對(duì)等各個(gè)探究環(huán)節(jié)，親歷制作“水杯琴”的過程。

成果3：課后自制“水杯琴”并演奏“孤勇者”。

成果4：課后探究性作業(yè)自制“黃瓜豎笛”（原創(chuàng)）。學(xué)生利用空氣柱振動(dòng)發(fā)聲原理，在課后進(jìn)行原創(chuàng)設(shè)計(jì)并成功自制能夠吹響的“黃瓜豎笛”（見圖3）。

2.3 各階段的評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

基于學(xué)生在項(xiàng)目問題解決過程中的數(shù)據(jù)，筆者設(shè)計(jì)了各階段的評(píng)價(jià)內(nèi)容和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表5）。教師基于評(píng)價(jià)量表，在立項(xiàng)階段、實(shí)施階段以及展示交流與評(píng)價(jià)階段，客觀地開展學(xué)生自我評(píng)價(jià)、同學(xué)互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。

3 結(jié)論

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。本節(jié)課以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)并探索了一系列富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目；以實(shí)驗(yàn)操作為核心環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐探究興趣；借助信息技術(shù)的力量，成功搭建學(xué)科間融合的橋梁；并以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，積極打造綜合課程的新形態(tài)。通過本課程，學(xué)生得以親歷從仿制到自制樂器的完整探究過程，在真實(shí)情境中解決實(shí)際問題。整個(gè)制作過程不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，還逐步培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。

參考文獻(xiàn)

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