跨學(xué)科視角下初中物理項目式學(xué)習(xí)實踐研究

一、項目式學(xué)習(xí)實踐背景

2022版《義務(wù)教育物理課程標準》堅持核心素養(yǎng)導(dǎo)向，注重以評價促進學(xué)生發(fā)展，構(gòu)建目標明確、主體多元、方式多樣和功能全面的物理課程評價體系。教育主體多元、方式多樣和功能全面的物理課程評價體系，要求教師綜合運用多個學(xué)科的知識和技能來進行教學(xué)。為了更好地滿足學(xué)生對全面知識架構(gòu)和高級綜合技能的需求，現(xiàn)在開始轉(zhuǎn)向采用更具創(chuàng)新性的跨學(xué)科視角下的項目式學(xué)習(xí)方法。通過項目式學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，通過解決實際問題來深入理解物理觀念；培養(yǎng)協(xié)作能力與溝通技能，通過合作完成項目任務(wù)，促進團隊合作和有效溝通；培養(yǎng)創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，以此提高學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責任；培養(yǎng)實踐能力，將理論知識運用于實際情境中，既能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維又能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力；本文旨在通過剖析一個初中物理項目的實施案例，來探討項目式學(xué)習(xí)如何在跨學(xué)科視角下展現(xiàn)出其實際價值和影響力。

二、項目式學(xué)習(xí)項目開發(fā)流程

1.確定項目目標與主題。目標：通過制作簡易照相機，幫助學(xué)生理解光學(xué)原理、物理光學(xué)等物理概念。主題：探索光學(xué)與影像制作的關(guān)系。

2.確立團隊成員與分工。團隊成員：學(xué)生、物理老師。分工：學(xué)生負責簡易照相機的制作和裝配，物理老師負責解釋光學(xué)原理。

3.制定項目計劃。設(shè)定時間表：確定項目開始時間、完成時間等重要時間節(jié)點。任務(wù)分配：明確學(xué)生、老師的任務(wù)分工，確保每個人參與其中。

4.調(diào)研和需求分析。調(diào)研物理知識：學(xué)生和老師一起了解光學(xué)原理，為制作簡易照相機做足準備。需求分析：明確簡易照相機構(gòu)造，清楚制作時需要的材料、零件等。

5.設(shè)計階段。設(shè)計照相機外觀：指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計照相機外觀。確定光學(xué)原理：物理老師幫助學(xué)生理解照相機的光學(xué)原理。

6.開發(fā)與實施。制作照相機：學(xué)生根據(jù)設(shè)計制作照相機，裝配透鏡、快門等部件。演示原理：物理老師指導(dǎo)學(xué)生演示照相機的工作原理。

7.評估與反饋。學(xué)生反饋：學(xué)生評估自己學(xué)習(xí)的收獲和體會。教師評估：老師評估項目的效果，總結(jié)經(jīng)驗和反思不足之處。

三、項目式學(xué)習(xí)案例設(shè)計

1.項目提出。在實際的教學(xué)實踐中，本文選擇了自制簡易照相機作為教學(xué)案例的項目。選擇這項活動是因為相機構(gòu)建過程涉及了物理、數(shù)學(xué)、工藝等多個學(xué)科領(lǐng)域的知識，提供了一個理想的跨學(xué)科教育場景。學(xué)生們在動手實踐中不僅能夠深刻理解凸透鏡的成像規(guī)律，還能展現(xiàn)自己在工藝上的造詣，學(xué)生們在掌握物理知識的同時，也能觸及并融入其他學(xué)科，從而增強他們的綜合能力和創(chuàng)新思維。

2.項目分析。通過跨學(xué)科視角下的初中物理項目式學(xué)習(xí)實踐——以制作簡易照相機為例，學(xué)生將在項目中結(jié)合光學(xué)、數(shù)學(xué)和工程知識，探索照相機的制作和凸透鏡的成像規(guī)律。在項目的設(shè)計和制作過程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何選擇材料、設(shè)計構(gòu)思、動手操作，從而培養(yǎng)科學(xué)探究能力和科學(xué)思維。此項目將不僅提升學(xué)生對物理學(xué)科相關(guān)知識的理解和應(yīng)用能力，還將促進跨學(xué)科學(xué)習(xí)的整合和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。

3.項目實施。制作簡易照相機的第二步：分組合作。教師將學(xué)生分成若干小組，并詳細介紹簡易照相機的制作過程。先向?qū)W生介紹所需的材料和工具：“首先是裁剪紙板，我們需要用到三張尺寸為15*20的長方形紙板，兩張尺寸為15*15的正方形紙板，兩張外圈直徑為15*15的圓形紙板，以及一張尺寸為30*15的長方形紙板?！薄叭缓?，我們要在正方形紙板上裁剪出直徑分別為5厘米和10厘米的圓孔，還有在兩張圓形紙板內(nèi)裁剪出里圈直徑為14*14的圓?！薄敖酉聛硎墙M裝紙板。我們要把30*15的長方形紙板卷成圓筒狀，然后將準備好的凸透鏡安裝圓筒內(nèi)。在這個過程中，你們有什么問題或者在組裝過程中的困難都可以跟我討論?！薄昂?，接下來我們要在凸透鏡的鏡頭處覆蓋一層薄薄的保鮮膜，這樣能夠保護鏡頭不受損壞?！?/p>

4.項目展示與項目的評價。制作完成之后，學(xué)生們對照相機進行了認真的檢查和功能測驗，驗收與測驗過程是整體實操活動中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在檢驗流程中，學(xué)生們須細致檢查照相機全部關(guān)鍵構(gòu)件，如：透鏡、快門和取景器等，以確保組件無缺少和完好無損。檢驗階段，學(xué)生面臨一連串困難與挑戰(zhàn)，如對焦失準、圖像模糊、快門失靈等問題。面對這些難題，學(xué)生需找出問題所在，并采用合適對策進行解決和優(yōu)化。學(xué)生們需重新配置部分機件或更替材料，以此排除故障、提高相機性能。他們得以向師生展現(xiàn)自主創(chuàng)作的相機，同時分享制作中的所見所學(xué)和心得體會。同伴間的相互溝通和點評能讓學(xué)生們受到啟迪并得到啟發(fā)，借此提升他們的作業(yè)品質(zhì)。在最后的審核與試驗階段，學(xué)生們有機會全方位審視自我制作與技巧的水平。這個環(huán)節(jié)不僅檢驗了學(xué)生們的作品，更全面地評估了他們的綜合素質(zhì)，對學(xué)生未來的成長軌跡提供了關(guān)鍵的參考與支撐。

四、項目式學(xué)習(xí)實踐的啟示

1.通過跨學(xué)科實踐，促進深度學(xué)習(xí)。項目式學(xué)習(xí)實踐為學(xué)生提供了一個跨學(xué)科的平臺，通過動手打造一個簡易照相機的項目，促進了學(xué)生對光學(xué)知識的深度學(xué)習(xí)。通過研究照相機的運作機理、構(gòu)造及各個組件的功能與作用，學(xué)生在動手操作中體驗到了光線折射、成像原理和機械構(gòu)造的實際運作，從而更加深刻地理解了光學(xué)原理在實踐中的應(yīng)用。通過對比不同參數(shù)的影響，觀察結(jié)果圖像的變化，學(xué)生能夠直觀地感受到光學(xué)原理與成像效果的關(guān)聯(lián)，促進了他們對光學(xué)知識的深度理解。

2.團隊合作與溝通能力的提升。在整個項目執(zhí)行階段，學(xué)生們必須相互合作，共同完成照相機的設(shè)計、制作與優(yōu)化。在協(xié)同工作的過程中，他們學(xué)會了傾聽同伴的意見，學(xué)會如何分配任務(wù)，在討論中化解分歧，共同面對挑戰(zhàn)。這種合作不僅僅是簡單的任務(wù)分配，更是一個真實的團隊合作體驗，他們學(xué)會了相互支持、團結(jié)協(xié)作，共同進步，并在解決問題的過程中，學(xué)生學(xué)會了尊重他人觀點，學(xué)會了妥協(xié)和溝通，提高了解決問題的能力。

3.實踐能力與創(chuàng)新意識的提升。在制作相機的過程中，并非一帆風順，學(xué)生們在項目執(zhí)行中不斷面臨挑戰(zhàn)和難題，例如：在相機構(gòu)建階段，他們不斷嘗試創(chuàng)新思維和方法，探索多種設(shè)計方案，努力實現(xiàn)更佳效果。一些學(xué)生甚至嘗試用不同材料制作透鏡，調(diào)整光圈結(jié)構(gòu)，或嘗試改變快門機制的基本原則。遇到焦點模糊、照明不均等問題時，通過一系列的試驗和實踐，他們學(xué)會了如何調(diào)整設(shè)置、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并最終制作出了照相機。通過參與自制簡易照相機項目實踐，這種動手操作式學(xué)習(xí)方式超越了單純的知識傳授，學(xué)生通過親身體驗顯著提高了實際操作的能力和創(chuàng)新意識。

責任編輯 邱 麗