基于項目式學習的初中物理復習策略研究*
——以“自制桿秤”項目為例

李安發

(廣州市花都區鄺維煜紀念中學附屬雅正學校 廣東 廣州 510800)

1 物理復習課開展項目式學習的必要性

項目式學習是一種以建構主義理論為指導,通過驅動性問題引領,以小組合作的方式進行項目規劃和解決實際問題的學習方式.《義務教育物理課程標準(2022 年版)》(以下簡稱“新課程標準”)強調要轉變學生的學習方式,并在教學提示中加入了不少有關項目式學習的教學策略建議.

隨著項目式學習成為物理學科的重要學習方式,對學生項目式學習過程和結果的評價也已成為中考物理命題關注的重點.傳統的中考復習是通過大量的習題進行地毯式反復訓練,從而達到掌握知識并形成答題套路的目的,顯然,傳統的初中物理復習方式已不能滿足新中考的要求.因此,注重具體實踐而且解決真實問題的項目式學習就為新課程標準理念下的初中物理復習提供了一種新思路.

2 項目式學習的實施路徑

項目式學習源于杜威的“做中學”教育思想,是學生在真實情境中圍繞一定的主題,在教師設計任務的基礎上,以小組為單位進行的開放性實踐探究活動.學生在活動中建構物理知識,逐漸形成物理學科核心素養.

項目式學習首先要明確學習目標.對于復習課的學習目標,應該涵蓋單元教學的主干知識和重點實驗.要依據課程標準、教材和學生實際情況,設計富有挑戰性的問題,用問題驅動學生思考.在課程實施過程中要引導學生通過小組合作進行探究性實踐[1-2],項目完成后,教師組織學生展示項目成果,分享實踐心得.最后,結合學習目標,基于學生素養表現進行學習評價,實現教、學、評的一體化.圖1是項目式學習的路徑和流程圖.

圖1 項目式學習的實施路徑與開展流程

3 基于項目式學習的復習課教學實踐

下面以“杠桿”復習為例,闡述新課程標準理念下在物理復習課中開展項目式學習的設計思路和課程實施.

3.1 根據內容設立項目

杠桿的力臂及杠桿平衡條件是比較抽象的[3],即使上課時教師將要求說得很清楚,示范也做了很多,學生在真正理解和應用時仍然存在困難.制作一把桿秤,涉及力臂及其作圖、杠桿平衡條件的理解與計算、杠桿分類等物理學科核心知識以及工程設計等跨學科知識,將這些抽象的核心知識置于“自制桿秤”這個真實情境中,為學生深入思考和自主探究搭建臺階.

3.2 明確學習目標

根據新課程標準的理念,學習目標應該以培養和發展學生的核心素養為導向,項目式學習目標是學生經過項目式學習后獲得的核心素養的真實體現.“自制桿秤”這個項目可分解為4個任務,任務1是走進桿秤的發展歷史,了解桿秤由古至今的發展脈絡和使用情況;任務2是設計制作桿秤的實驗方案;任務3是制作桿秤,動手實踐,解決技術難題,制作一把實用的桿秤;任務4 是升級桿秤,增大桿秤的量程,用自制桿秤測量一個裝滿書的書包的質量.4個任務對應的學生素養表現如表1所示.

表1 “自制桿秤”項目式學習目標設計

3.3 設計方案引導實踐

3.3.1 了解桿秤的發展歷史

任務流程：

(1)布置任務:通過資料查閱和實地走訪,調查桿秤的發展歷史和使用情況(利用周末時間).

溫馨提示:可以用時間軸的形式,也可以做成手抄報的形式.

(2)小組交流:桿秤的發展歷史.

1)各個歷史階段桿秤的工作原理;

2)各個歷史階段桿秤的優缺點.

任務成果:

學生的調查結果如圖2所示.

圖2 桿秤的發展歷史

3.3.2 設計桿秤的制作方案

任務流程：

(1)確定桿秤的制作原理:杠桿平衡條件.

(2)設計零刻度線、分度值、其他刻度線及量程的確定方法.

(3)設計確定制作桿秤的初步方案.

1)選擇實驗器材.

2)畫出設計草圖.

3)寫出實驗步驟.

(4)提供前置評價量表(表2),依據量表,小組討論方案,組間評價,形成最優方案.

表2 設計桿秤制作方案的評價量表

3.3.3 制作桿秤,檢驗效果

任務流程：

(1)制作桿秤雛形

分組依據實驗方案制作桿秤,明確要達到基本要求:秤桿光滑,直且硬,確定支點位置及秤鉤或秤盤的位置,確定秤砣的質量.

(2)給桿秤標刻度

1)標零刻度

當秤盤不放物體時,移動秤砣,使秤桿水平,秤砣所在位置就是零刻度線的位置,并做好標記.

2)標其他刻度

在秤盤上放10 g的砝碼,秤桿水平時秤砣所在位置就是10 g刻度線的位置,并做好標記.逐次增加10 g砝碼(可用其他等質量的物體代替,如橡皮泥),重復以上步驟標記刻度線的位置,這樣標出來的刻度分度值就是10 g.

3)確定量程

按以上方法將整個秤桿的刻度標完,最后的那根刻度線代表的讀數就是該桿秤的量程.

4)用自制桿秤測量一本書或其他物品的質量,用天平或電子秤再測一次,檢驗自制桿秤的準確度.

制作桿秤過程的評價量表如表3所示.

表3 自制桿秤的評價量表

任務成果:

制作成果如圖3所示.

(a) (b)

3.3.4 升級桿秤

任務流程：

(1)問題驅動:用自制桿秤能測量一個裝滿書的書包的質量嗎?如果不行,你有辦法增大桿秤的量程嗎?

(2)思考增大量程的方案:增大秤砣的質量,改變支點的位置,改變掛鉤的位置,增加秤桿的長度……評價方案,并選出最優的方案.

(3)根據選定方案,增大桿秤量程.

(4)用升級改進后的桿秤測量裝滿書的書包的質量,用其他測量工具校對準確性.

任務成果：

改進后的實驗如圖4所示.

圖4 增大桿秤的量程

3.4 作品展示與評價

作品展示環節可以展示學生的學習成果,提升學生的學習成就感,合理的評價既能肯定學生的成績,又能指出學生需要改進的地方.通過設計評價量表,對學生的項目成果進行總結性評價,包括學生自評和小組互評,這樣既能反饋學習目標的達成情況,又能促進學生自我總結與反思.另外,教師也要根據學生完成任務的具體表現,對學生的實踐進行過程性評價.

4 復習課開展項目式學習的教學思考

4.1 項目內容基于教材又高于教材

項目式學習的內容必須基于教材內容,涉及的知識學生要基本具備,不可偏離課程標準的要求.為了促進學生深度思考,根據最近發展區理論,項目內容還應高于教材,對學生而言要有適當的挑戰性,要讓學生跳一跳才能摘到桃子.

4.2 項目任務覆蓋主干知識

從復習課的有效性考慮,創設問題情境時,項目任務盡可能覆蓋教材的主干知識和核心實驗.項目是學習的載體,項目任務的設置是為教學服務的,復習課中的項目式學習,涉及到的項目任務要覆蓋本單元或本主題的主干知識,這樣才能讓復習課更有效.如果涉及到的主干知識較多,可以設置多個項目,將本章的主干知識全面覆蓋.

4.3 項目材料來源身邊

開展項目式學習的主要材料應該是學生可以從身邊找到的物品.少部分必備而身邊又沒有的材料,可以通過網上購物平臺購買獲得.需要通過網購平臺準備的材料,教師必須提前了解材料的性能和價格,保證學生用較低的成本就能順利完成項目任務,不要因為項目式學習的開展而給學生和家長帶來過多的經濟負擔.

4.4 項目指引具體明確

項目式學習的操作任務很多是學生在課外完成的,沒有教師現場指導.因此項目任務的指引設計得越具體越明確,學生的學習活動就越順暢,完成的質量也越好.教師要提前設計項目學習任務,將項目任務具體化,并且提供任務評價量表,讓學生對照項目任務單和評價量表去開展項目研究.

5 結束語

在復習課中采用項目式學習,本質上是為學生搭建一個實踐操作、解決問題、交流合作的平臺.通過完成項目,學生不僅能獲得知識,而且知道在實際情境中如何運用知識解決問題,可以培養學生的團隊意識,不斷提高學生的探究能力.這種教學方式有助于學生自主構建知識體系,完成知識的內化和思維的拓展,在激發學生學習興趣的同時,也提升了學生的物理核心素養.