初中物理深度学习的实现路径——单元设计与项目学习相融合的实践探索

李宝银

深度学习是围绕着具有适度挑战性的学习任务，在教师的引领和帮助下，对物理知识内在结构进行逐层深化的学习［1］，使学生对具体的内容知其然、知其所以然，并将其融进原有的知识结构，灵活地迁移应用到新的问题情境，回答新问题、解决新问题、形成新成果。

教学实践表明，单元设计、项目学习是实现深度学习的两种载体，这两种载体的有机融合是实现深度学习的最佳路径。现结合初中物理教学加以说明。

一、单元设计和项目学习的内涵

单元设计和项目学习都是课程教学改革的成果，是发展学生的学科核心素养过程中必须面对的问题，两者的研究对象不同，各自的侧重点不相同，对推动深度学习的作用也不相同。

1.单元设计。

单元设计根据教材的体系、活动的特点，将相同主题的内容作为完整的课程学习单元，通过单元目标的呈现与教学任务的设计，让教学过程聚焦且有实效。“聚焦”体现在每个内容的学习活动都是围绕着单元目标而进行，助力学生对知识结构的构建，加强各部分知识之间的关联；“实效”体现在将单元目标分解到每次学习活动中，在教学实践中增强学习活动的针对性，提高教学效果。

2.项目学习。

项目学习将学生置身于真实、富有现实意义的物理情境中［2］，围绕真实的情境设计探究性学习任务（需要解决的问题），进行实践探究活动。让学生经历项目设计、问题解决、尝试制作以及成果分享等，通过问题的解决最终完成对物理知识的构建和学习。项目学习可使学生在物理知识构建和能力培养的过程中，生成探究真实世界中复杂问题的综合能力，指向物理观念的培育。

二、基于项目学习的单元设计

基于项目学习的单元设计，要求教师以项目学习的视角，针对教材体系和内容结构，挖掘适合进行项目学习的内容；以单元设计为指导，推进项目学习的进程。单元设计服从项目需要，项目学习驱动单元教学的进程和深度。现以苏科版物理八年级下册第六章“物质的物理属性”为例，谈谈基于项目学习的单元设计中的项目特征和单元设计要求。

1.项目特征。

项目具有“整体设计，分散实施”的基本特征。根据课程要求和单元内容，设计一个贯穿单元的总项目，即整体设计。“物质的物理属性”单元中，“鉴别物质”是“密度”的重要应用，可以以此统整单元的内容，设计总项目“自制简易天平、量筒；用简易天平和量筒测量小石块和牛奶的密度；验证牛奶的含水量是否超标”。为了项目的高质量实施，教学实践中需要基于总项目设计逐层进阶的子项目，根据单元教学的进程，分散实施具体子项目内容和实施时段。［3］“物质的物理属性”单元的子项目可分为课内项目和课后项目，具体内容如表1所示。

项目设计需要“起”于教材，“深”于教材。“深”是基于课程目标，深化对学科核心素养的发展，而不是知识内容的超标。为了项目学习能够顺利实施，项目的设计必须基于教材的内容；为了实现深度学习的目标，项目必须深于教材的内容。教材要求学生“会用量筒测量液体的体积，会用天平、量筒测量液体的密度”，总项目“验证牛奶的含水量是否超标”和子项目“验证盒中的牛奶是否足量”都是深于教材的内容，前者需要学生查阅含水量如何影响牛奶的密度，后者需要学生观察牛奶盒上的信息。

表1 “物质的物理属性”单元的课内项目和课后项目设计

2.单元设计要求。

在解读课程目标、理解教材的基础上，适度打散、重组教材的内容，构成有益于项目学习进程的知识体系，是单元设计的前提。为使项目驱动单元教学的进程和深度，单元设计需要注意以下两个方面。

一是基于单元设计课时目标。教师要在解读教材、了解学生的基础上，把单元目标科学合理地分解至相应课时。如本单元的教学要求之一是“知道质量的含义，会用天平测量固体和液体质量”。第一课时“物体的质量”，应该侧重质量概念的构建、认识常见物体的质量，而不需要对天平的使用提出过高的要求；第二课时“测量物体的质量（一）”，则侧重于天平的正确使用方法和对操作技能的训练。

二是理解项目设计的进阶要求。实现课时目标的进阶是项目学习的目的和效度的体现，在“物体的质量”的公开课或竞赛课上，很多教师默认学生能够操作天平，将第二节课外实践作业“制作简易天平”前移，让学生运用教师精心准备的材料进行制作。这样的课看起来很精彩，而实际效果往往不佳。基于现成的材料制作天平，学生不会思考如何选择制作材料等问题，这会导致项目学习的浅层化。

三、基于单元设计的项目学习

基于单元设计的项目学习，要求教师从单元设计视角设计科学合理的课时计划，用项目推动课堂教学走向深度学习。苏科版物理教材九年级上册第十三章“电路初探”单元的教材安排为“初识家用电器和电路”“电路连接的基本方式”“电流和电流表的使用”“电压和电压表的使用”。在实际教学中，笔者将教材内容进行分解和重组，以期实现基于单元设计的项目学习活动，提高课堂授课的质量。具体内容如表2所示。

1.单元设计。

基于课程标准的要求和学生的认知水平，以及基层学校教学资源的实际情况，笔者对教材内容进行分解，针对课时内容精心设计教学方案。对单元设计有以下两点建议。

一是用“少”换“深”。适当减少课时教学内容，通过项目学习实现深度学习。减少课时教学内容往往涉及课时分割，分割时要尽量尊重教材的体系，必要时可以重新组合。例如，将“初识家用电器和电路”分解为两个课时就是期望通过实验探究，实现对断路、短路的深度学习。将“初识电路图”和“通路、断路和短路”对调，就是为了第二课时有时间对断路、短路进行深度学习。

表2 “电路初探”单元的教学任务设计与设计说明

二是自然衔接。单元设计特别在意课时衔接、过渡的自然。新的课程始于前面教学过程中自然生成的问题或悬念；课程的结束为后面的学习制造问题或埋下伏笔。基于单元设计的项目学习追求课时教学的环环相扣，逐层逼近课程目标，使前面的课时为后面的课时引路。例如，“电路初探”的第二课时用电器短路的实验，使学生认识到用电器短路（接）的结果，为第三课时的问题“怎样使两个灯泡亮起来”埋下伏笔。

2.项目设计方案。

基于单元设计的项目学习，通过“项目”推动课内深度学习，从项目学习内涵和提高推进效果两方面考虑，项目设计需要关注以下两个方面。

一是项目贯穿课时全程。“引课”至“结课”围绕项目主题而逐层进阶，最终达成课时教学目标，实现深度学习。二是真实情境驱动问题。项目设计追求问题情境基于学生的实际，真实而富有现实意义。现以“电路初探”的第一课时教学片段为例。

活动1：教师出示一根导线、一个小灯泡（不带灯座）、一节干电池，轻松地使灯亮起来，然后邀请学生到讲台前重复操作。学生纷纷尝试，却因没有掌握电路的相关知识而不能使灯泡亮起来；即使有的学生能让灯亮起来，也说不出原因。

活动2：观察探究手电筒。打开手电筒的后盖观察电池的安装方式、后盖与电池的连接、开关的结构和作用；旋开手电筒前部，观察灯泡是怎样安装的。

活动3：怎样使一个灯泡亮起来。器材有电池（带盒）、开关、导线、灯泡（带座），让学生试着连接电路、观察开关对灯泡的控制作用，用笔画线表示导线，将元件连接起来。

活动4：观察灯座和灯泡，研究灯泡怎样连接到电路才能发光。重新尝试引课实验，对灯泡的结构进行深度学习。

以上的项目学习，以简单的真实实验情境激发学生探究学习的热情，层层深入。在教学实践中，教师引导学生汇报、交流观察结果，并对结果进行师评和互评，最终实现对电路连接方式的深度学习。

综上所述，物理学科核心素养的落地需要架构“核心素养—课程标准—单元设计—学习评价”的基本链环，需要教师把握单元设计的关键技术。单元设计和项目学习的有机融合、相互作用是初中物理深度学习的实现路径。在明确的学习进阶的指引下，学生在手脑并用的合作探究活动中将被动学习转化为主动学习，把握科学探究的基本方法和技能。在实际教学实施过程中，教师需要注重情境的创设，依托具体项目任务的解决构建物理模型，培养学生的科学思维，逐步形成物理观念，实现学科育人。需要提醒的是，通过单元设计和项目学习的相互融合培养学生的学科核心素养，应循序渐进，要求不能太高、速度不能过快，注重习得与养成，不能拔苗助长。