依托微项目撬动深度学习的实践研究

刘畅?安姗姗

【摘 要】《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“课标”）的颁布为我国义务教育阶段初中物理课程教学改革指明了方向。与2011年版课标相比，此次修订“以主题为线索，构建课程结构”的课程理念和“立足学生全面发展，培养核心素养”的课程目标尤为突出。本文以“杠杆”教学为例，详细叙述了在开展微项目学习的过程中，如何撬动学生的深度学习，培养其核心素养。

【关键词】微项目 深度学习 教学实践

目前，在学校教育中，项目学习这种教育实践形态多用于国家课程中的综合实践活动或校本课程，在学科教学中的研究和应用相对不足。我们认为，项目学习的目标与学科课程目标一致，作为学校教育中的教育实践形态，可以应用于学科教学。第一，学科课程的学习需要在一个学科内系统学习知识，发展学科核心素养；第二，义务教育阶段的学科教学需要以课标为依据，帮助学生通过重要的学业水平考试；第三，学科教学受课时时长和分散安排的限制，完成项目存在困难。为此，我们提出“微项目学习”的概念。

一、微项目学习

1. 微项目学习的内涵、特点

微项目学习是基于课标的要求，按照项目学习的要素和结构，使学生在联系实际的情境中接受真实任务的挑战，在解释现象或解决问题的过程中学习物理知识。微项目既强调在大概念的统领下综合学习物理知识，又关注从学生的实际出发，切实减轻学生的学习负担、提高学生解决问题的能力。

与项目学习相比，微项目更强调“小而精”。“小”是指学生在学习过程中接受的基于真实情境的挑战或任务小，可以应用所学的物理知识在相对短的时间内完成；“精”是指学习目标更聚焦，能聚焦到学习物理知识和提升解决问题的能力上。总之，微项目学习希望利用最小的项目，帮助学生实现深度学习。

2. 在微项目中落实深度学习目标

关于深度学习，不同学者的视角不同，内涵的界定也有所区别，但综合分析，大家共同强调了深度学习的5个基本特质：理解的深刻性、载体的综合性、思维的高阶性、过程的体验性、结果的迁移性[1]。

在基础教育中，为发展学生核心素养，以深度学习为目的的教学实践亟待展开，但多数物理教师还是擅长以传递知识为目的的教学模式。如何寻找一个恰当的、可操作的实践载体，实现发展学生核心素养的目标尤为重要。

我们认为，依托微项目学习，通过在真实情境中接受一项完成具体“任务”或制作“产品”的挑战，把物理概念建构和物理规律探究融入其中，可以使学生在应对挑战的体验中发生深度学习。

二、依托微项目撬动深度学习策略

1. 根据课标要求设计微项目

课标强调：“教师应根据课程理念、课程目标和课程内容等，结合教学的实际情况，创造性地开展物理教学，将培养学生核心素养贯穿物理教学活动的全过程。”[2]41因此，微项目设计要明确课标要求，依据课标要求制订教学目标。

以“杠杆”教学为例，课标对于这部分教学内容的要求为：“知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。”[2]15在教学提示中提到：“充分利用科学史料，培养学生的科学态度与社会责任感。建议将我国的相关科技成就引入课堂……培养学生的爱国情怀，提升学生的民族自豪感和实现中华民族伟大复兴的使命感。”[2]20根据以上要求和学生学习实际，我们设计了“制作杆秤”微项目学习。

2. 分析微项目中蕴含的深度学习要素

要实现深度学习，首先要对比深度学习和浅层学习，明晰深度学习要素。以“杠杆”教学为例，微项目的设计以研究中国古代传统计量衡器—杆秤为情境，通过研究杆秤，实现对其物理模型杠杆的学习，为学习其他简单机械奠定基础，从而实现深度学习。“杠杆”浅层学习与深度学习要素对比如表1所示。

3. 为促进深刻理解和高阶思维发展设计教学目标

杠杆的相关学习内容在初中物理是一个有些尴尬的存在：从知识角度看，学生没有学习过有固定转轴的物体平衡条件；从认知角度看，天平的使用和过多的生活经验积累在脑海中；无论哪种版本的教材都会把简单机械和能量联系在一起呈现，令学生无端想象。以往的教学为了回避学生学习过程中的障碍，教师会快速直接传授杠杆的要素和平衡条件，然后把大量时间放在纸笔练习上。虽然花费了大量的时间精力，但一旦出现与杠杆相关但不太熟悉的问题，学生仍会束手无策。

为解决这个难题，“杠杆”的教学内容我们尽量取材于学生的生活实际，让学生在熟悉的情境中学习知识。学生不仅可以在课下仔细观察生活中形似“杠杆”的小工具，把多个实例放在一起研究，找到構成杠杆的必要元素，继而从省力费力角度分类，找到共同属性定义“杠杆”，还可以通过网络学习收集“戥子”的相关信息，收集制作材料，进入实验室探究杠杆平衡条件，制作、交流，最后，评估各自戥子的精度和量程，体验杠杆平衡条件的内涵。这样的学习过程为学生的学习评价打开了新的角度，除了作业和试题，学生还经历了一系列的实践体验，更好地领悟学习内容，提升科学素养。

根据这样的项目主题和学生学习情况，我们设计如下教学目标。

① 通过小组合作组装杆秤，培养学生综合运用多学科知识，提升实践能力。

② 通过为杆秤定刻度，探究杠杆平衡条件，了解“定盘星”的作用。

③ 通过对生活中大量杠杆类简单机械实例的分析，建立杠杆的模型；从不同杠杆的设计意图分类，找到共同属性定义“杠杆”，明确杠杆五要素。

④ 分析如何提高杆秤的测量精度和量程，深入理解杠杆原理。

⑤ 了解杆秤的文化内涵，感受大国工匠精神；从杆秤出发引申出人们心中的杆秤是对公平、公正的追求，挖掘社会主义核心价值观教育资源。

4. 设计适合学生探究的教学情境

好的挑战情境让学生有探索空间，充分展现他们对项目及其解决过程的理解。在微项目学习“制作杆秤”中，学生貌似熟悉杆秤，认为其结构很简单、制作容易，但稍作尝试后就会产生“有效失败”。在学生陷入困顿或僵局时，教师提供支架，引导学生探究杠杆平衡条件，这样可以促使学生产生更有深度、更持久的学习。初步制作出简易杆秤，当学生亲自动手称量一瓶已知质量的矿泉水时，却发现质量偏差较大，这一现象和学生的认知产生了冲突，激发学生对杆秤做进一步探究的欲望，同时为后续解析杆秤做了铺垫。这个微项目学习过程是有内在逻辑的：首先，学生要知道具备了哪些要素的简单机械被称为杠杆；其次，按照这些要素和生活经验制作简易杆秤，探究杠杆平衡条件并应用于杆秤刻度的制定过程；最后，评估杆秤的量程和精度，进一步优化杆秤。

5. 按照一定逻辑关系重构教学内容和学习活动

重构教学内容和学习活动有3个步骤。

第一步，设计驱动性问题。围绕教学目标，结合学习内容的特点和学生的学习基础、学习重难点、发展空间、学习兴趣，初步设计出系列具有深度学习特征的驱动性问题。这些问题有助于学生将新旧知识关联起来，在解决问题的过程中讨论、反思、评价、纠错、改进、优化。在讨论和质疑中，学生对知识的理解从模糊到清晰、从分散到系统，并能进行概念的系统建构，提炼出模型和原理。

在微项目学习“制作杆秤”中，我们设计了4组驱动性问题。

第1组：杆秤有什么用？我们怎样使用它？杆秤的称量原理是什么？

第2组：怎样验证你对称量原理的猜测？能否制作一个杆秤，并用它称出你的物理书的质量？

第3组：怎样提高杆秤的称量精度？怎样提高杆秤的称量范围？

第4组：为什么早期的杆秤上有“福、禄、寿”三星？黑心商家是怎样用杆秤作弊的？为什么杆秤逐渐退出了历史舞台？

第二步，对学生学习过程中的表现和可能遇到的困难做出预设，并提供相应的学习资源。在微项目学习“制作杆秤”中，笔者认为学习难点集中在探究杠杆平衡条件和杆秤的改进方案上，提供的学习资源有各种杆秤实物、杆秤发展史的文本资料、探究杠杆平衡条件的相关器材、制作杆秤的材料和简单说明……

杆秤发展史

杆秤是我国古代人民独立发明的衡器，其中充满着古人的智慧。对于杆秤的来源，资料显示有两种说法：一种说法是鲁班发明的。他根据北斗七星和南斗六星在杆秤上刻制十三颗星花，定十三两为一斤。秦始皇统一六国后，添加“福、禄、寿”三星，正好十六星，改一斤为十六两，并颁布统一度量衡的诏书。另一种说法是范蠡所制。他从一个鱼贩那儿得到启示，用一根竹竿，一边放水桶，一边放鱼，利用杠杆原理发明。最初定十三两为一斤，但因为有些商家缺斤少两，便添加“福、禄、寿”三星。商家缺一两少福，缺二两少禄，缺三两少寿。无论哪种说法，都深深地体现着中国传统文化，同时也警醒世人要做一个有良心的人。

这样的内容使学生在整个微项目学习的过程中感受中国传统文化，理解社会主义核心价值观，受到物理学科德育教育。

第三步，教师要对学生的学习活动进行检验，将学习活动与前期确定的深度学习目标进行对照，进而优化今后的学习活动设计。

6. 设计迁移学习成果的教学评价

第一，对于微项目学习，可以制订表现性评价方案，即结合对学生语言、行为或作品的评价，对学生活动表现水平进行预设和行为描述，形成表现性评价指标。

在微项目学习“制作杆秤”中，学生遇到问题：如果秤盘中不放物体，被测物体的质量为0g，秤砣应该放在什么位置？为什么？此时的评价目标是引导学生从实验室的理想轻杆，通过思考、查阅资料过渡到实际生活中有明显自重的秤杆。学生会持不同观点。

观点1：秤砣应该放在支点。因为没有物体，相当于力为0N，根据杠杆平衡条件，阻力臂也为0，所以应该放在支点。

观点2：秤砣不应该放在支点。因为秤杆、秤盘、绳子本身也有质量，所以力不为0N。

教师的评价任务是觀察学生能不能注意到刚刚进入挑战情境时的重要歌词—电视剧《宰相刘罗锅》的片头曲：“天地之间有杆秤，那秤砣是老百姓，秤杆子挑江山……你就是定盘的星……”

第二，围绕本主题的课标和核心素养要求，可以采用不同层次的纸笔测试，诊断学生学业水平现状。

第三，围绕本次项目学习主题进行成果展示和评价。如“称量比赛”各小组利用自己标记好的刻度，称量物理书的质量（强调从秤杆上读出数值，不能计算），并与用电子秤称量的质量值进行比较。每个小组用自制杆秤称量的结果与电子秤称量的结果存在差异，说明了“秤”作为测量工具，在制作过程中有严格的要求、需要严谨的态度。较为精密的器材能够测量出更为准确的数值，这也体现了社会的发展，科学技术的进步。

三、微项目学习的测试与反思

“制作杆秤”微项目学习结束后，我们对学生相关内容知识与技能的掌握情况进行了测试，结果令人非常满意，学生全部达到了课标要求。这个微项目学习不仅是物理学科的项目，也融入了非常多的人文思考。在项目进程中，随着探讨的深入，学生们提出了一个个非常具有人文历史关怀的问题，表现出了强烈的社会责任感和科学精神。问题如下。

① 计量工具发展到今天，各种高精度电子计量器层出不穷，人们为什么仍然用“杆秤”“天平”的形象代表公平公正？

② 习近平总书记提出的“江山就是人民，人民就是江山”的深刻含义是什么？

③ 在历史传承与科技进步的舍与得之间如何调整尺度？

我们也对整个微项目学习过程进行了反思。

① 本次设计的驱动性任务，价值体现在哪里？

② 在本次设计中，任务链是如何层层解锁的？

③ 本次设计中配套的表现性评价有几次？分别指向了什么评价维度和内容？预设的作用发挥出来了吗？

当复盘结束，这个微项目学习也进入了尾声。如果这是一个有价值的项目，能够真正帮助学生实现深度学习，可以在今后进行新的迭代，逐渐增加项目对不同类型学生的适应性，这一次项目学习中未竟的核心知识也可以在下一个微项目中进一步探讨。项目如此周而复始，便可不断获得丰富提升……

参考文献

[1] 周莹，冯华.深度学习视域下的单元教学任务设计—以初中物理为例[J].基础教育课程，2021（8）：56-61.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版） [S].北京：北京师范大学出版社，2022.

本文系课题“在初中物理学科区域研修中依托微项目撬动深度学习的实践研究”（课题编号：FTYB2021-022）的研究成果。

（作者单位：1.北京教育学院丰台分院；2.北京教育学院附属丰台实验学校）

责任编辑：赵继莹