项目式学习助力发展物理高阶思维的探索

唐飞

摘 要：物理教育工作者要深入挖掘中华优秀传统文化的物理教育教学价值，并将其带入初中物理课堂，利用传统文化辅助中学生提高物理思维能力。为了更好地达到这个目的，物理教育工作者应当不断探寻有效的融合途径，将中华优秀传统文化与物理教学有机融合起来，培养中生对中华优秀传统文化的认同感与自信心，实现通过中华优秀传统文化的传承，体现项目式學习助力发展物理高阶思维的探索。笔者带领教师团队也在尝试“项目式学习”的实践与探索，在项目主题的确定上，我们主张学科融合。本文主要以利用传统文化辅导学生提高思维能力，在项目式学习中助力发展物理高阶思维的探索。

关键词：传统文化 项目式学习 物理高阶思维 提高思维能力 DOI：10.12278/j.issn.1009- 7260.2022.10.050

物理对中华传统文化的运用往往被忽略，中华传统文化对学生各方面塑造的重要作用也间接地被忽略了。在物理教学过程中，教师引用传统文化资源对物理知识形成新的独特认知，有利于学生理解提高物理思维能力，掌握传统文化精髓。物理作为科学研究的重要组成部分，注重科学性和物理思维，而传统文化是人们在活动中不断积累和思考产生的，因此物理和传统文化之间有着一定的相通性。

物理作为初中教学中的必修学科，对培养学生思维深度、发展学生科学素养有积极影响。而通过项目式学习可以助力发展物理高阶思维。高阶思维是一种处于较高水平的认知能力或心智活动，包括“评价”“分析”和“创造”三个过程维度。初中物理教学通过实施深度教学、关注学习活动和重视测试评价等聚焦学生的高阶思维培养，能很好地培养学生的问题解决能力、批判思维、创新能力和决策能力。

采用怎样的教学方式，一直以来是初中教育研究的重点内容。为了保证所有学生积极参与课堂，提高学习水平，教师需要不断探索、积极实践，从而寻求适合学生学习的教学方法。而结合教学效果而言，利用项目式学习方法，能够充分满足新时期初中物理教学需求。

项目式学习是近年来国内教育界逐渐兴起的一种新的学习形态，它是以真实情境为背景，基于课标与教材内容，运用学科知识，习得必要技能，以学生为中心去解决真实问题的学习方式。它结合教学内容引导学生对知识进行自主探究，强调以解决问题或完成某个项目作为任务驱动，重构知识体系，实现知识的迁移和综合运用，促进学生主动学习与发展。它对提高学生写作能力、创造能力有积极影响，值得在实际教学中深入推广和应用。

一、融入传统文化，发挥学生主体作用

初中物理教师在培养学生思维能力与创新能力时，需重视学生主体地位的作用，调动学生的参与热情，培养学生的良好品德，使学生能不断树立自身自立自强的学习意识，全面提升学生的学习自信心。学生在遇到无法快速理解的物理知识时，教师应当引导其合理控制自身的情绪，利用积极情绪影响自己，不断钻研学习中存在的问题，并在与他人合作探究的过程中掌握更多物理知识。学生要避免被消极情绪影响，要重视与其他同学以及物理教师的探讨与研究，深入体会到物理学习的兴趣，激发自主探究物理知识的兴趣，从而掌握更多物理知识，提高自身思维能力与创新能力。

那些我们在生活中时常能听到用到的歇后语、成语、谚语等都是古时候的人们通过观察生活中的现象，在了解这个世界的过程中记录下来的，蕴含了不同场景下的普遍物理现象。例如“人往高处走，水往低处流”，指出水的往往是向低处流动，这就涉及重力的作用：水从高处流向低处，是竖直向下的力起到了作用，即重力；也反映出了“人要有志气，要一直向好的一面努力向上”的人生哲理。而通过“猴子捞月一场空”这句歇后语，学生可以学到平面镜成像的原理，这个像是因光线的反射而形成的虚像，并不是真实存在的；同时这句话常被用在对于本身就不存在的事物白费力气浪费时间这种行为上。通过这样的教学，学生们了解了更多的生活常识，从而逐渐理解物理现象即生活普遍现象，并开始观察周边生活中的物理现象，引发思考，尝试用物理思维解读生活奥秘。拓宽了学生的视野，增强了学生学习新知识的欲望。

二、融入传统文化，改善教学方式

在进行教学的过程中，教师需要尊重学生的个性发展，使学生能够感受信任与尊重，不断拉近师生之间的距离，为学生思维能力与创新能力的培养奠定坚实基础。教师在进行教学的过程中，要坚持使用鼓励式教学法，对于班上学生的每一次进步，都要及时进行表扬，同时引导学生反思学习过程中存在的不足之处，使学生初中学习物理的动力不断提升，还能引导学生积累足够的初中物理知识。除此之外，教师还应当改善教学方式，以学生的兴趣与好奇心为基础设计课堂导入内容，同时保证整个课堂内容的趣味性，使学生能始终保持积极向上的热情参与到教学活动中，充分调动学生的思维，使其处于活跃状态。学生在教师的引导下逐渐喜欢上物理，便会自主自觉地参与到物理学习中，架构属于自己的物理知识体系，锻炼思维能力与创新能力，物理核心素养得以不断提升。

诗词在古代文学作品中占有一壁江山，其历史发展源远流长，其中也体现出了诸多物理知识。例如王安石《梅花》中的“遥知不是雪，唯有暗香来”，所反映的是扩散现象。教师可以据此解读分子热运动的知识，并和其他相似变化进行区分，让学生更好掌握该知识点。《早发白帝城》中的“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”说明空气是可以传播声音的，而这里的轻舟是以山为参照物而运动着的。应用这些诗词使学生对物理知识的理解通俗易懂，也使学生在文和理的交叉学习中达到知识的融会贯通。在学习好物理知识的同时，也加深了学生对诗词的理解，在潜移默化中拓宽了学生的思维，使学生能够全面发展。

三、融入传统文化养成学生自主学习、自我探究习惯

初中物理教师在培养学生思维能力与创新能力时，需要养成学生自主学习、自我探究的良好学习习惯。教师在设计课堂教学时，应当保证其内容的价值性，留给学生自主探究与思考时间，有利于启发学生的思维，使其能够养成独立思考的习惯，为后续学生在学习与生活中独立自主解决问题奠定坚实基础。

随着社会环境的进步与发展，人们所掌握的知识不断增多，知识信息的更新换代速度也不断提升，学生们仅具有在学校中获得的知识，根本无法满足社会及岗位的实际需求。因此，教师需要培养学生自主学习意识与自我探究意识，才能使其寻找到适合自己的学习方式，便于在之后的学习中掌握更多知识，成长成为善于思考、创新的新时代人才。教师也要重视培养学生的参与意识、创造意识、主体意识与合作意识，全面提升学生综合素质，使学生能在教师的引导下发现学习规律，有利于培养学生的思维能力与创新能力。

促进学生全面发展一直是教育提倡的理念，中华传统文化内容之丰富、意义之深刻，是其他教学资源不具备的。物理教学所弘扬的科学精神，体现了积极创新、勇于探索、努力思考等优秀品质。因此，通过物理和传统文化进行融合的教学方式，可以培养学生的综合素质，并达到继承传统文化的目的。这两者之间从古至今都是无法分离的，古代科学技术成就已经展现了丰富的物理知识，而在了解这些物理知识时，学生心中也会因此产生民族认同和文化自信。

四、重视实验操作的作用

物理学科是一门操作性较强的学科，因此，教师应当重视初中物理教学中的实验，如水面浮针（水表面的张力）、纸人跳跃（摩擦生电）、吹肥皂泡（气体密度与重力、浮力）等实验。教师利用物理实验，能有效调动学生学习兴趣，激发学生内心中的探索欲望。教师可以利用实验引导学生主动探索物理中包含的规律、奥秘，有效培养学生的思维能力与创新能力。学生在实验过程中，还需要培养自身良好观察习惯，能为后续物理知识的探索与学习奠定坚实基础。教师还可以引入差异性实验的概念，使学生在对比与研究过程中提高思维能力与创新能力。

光學在初中物理学习中占据十分重要的位置，教师可以在遵循教学目标和原则的同时，为学生渗透与光学有关的传统文化故事，一方面能够激发学生对光学的学习兴趣，还能丰富学生对知识的学习途径，促进学生在物理学习中的学习效果。例如，教师在讲解到“光的直线传播”内容时，可以为学生利用多媒体播放《哪吒闹海》皮影戏，引导学生进行欣赏。正是因为有光源将光线投向屏幕，同时光具有直线传播的特点，光线受到物体（戏偶）阻碍，形成影子，也就成了我们熟悉的皮影戏。教师通过这样的教学方式，不仅能够促使学生对光学知识有更加深入的了解，也能让学生对传统文化皮影戏有全新的认知，认识到传统文化在社会发展中的重要地位。再如，日晷仪作为我国古代人们研发出的一种计时工具，就包含丰富的官学知识，如光沿直线传播的原理。教师为学生渗透丰富的传统文化内容，让学生感悟到物理知识中的神奇，并感受知识和实际生活的紧密关联，不断强化学生自身的民族自豪感，在潜移默化的影响下，培养学生的爱国情怀。

五、重视理论与实践的结合

教师要重视理论与实践的结合。物理知识本身来源于自然、生活中的点点滴滴，同时，物理知识也进一步改变了我们的生活。因此，学生发现自己身边存在的物理现象，并将其与物理知识结合，能有效提升学习效率。因此，教师需要培养学生具有一双善于发现美的眼镜，使学生能够正确辨别出生活中存在的物理想象；充分结合理论知识与生活实际，在锻炼学生思维能力的同时培养学生创新能力。

教师也需要在物理教学中注重和课外实践活动的融合，才能引导学生在实践中强化物理知识，并将传统文化故事融入其中。可以将学生分成学习小组，学生通过在自主学习探究中进一步发现物理和传统文化之间的关系，拓展学生的物理知识视野，实现学生自身实践活动的有效性的提升，深化学生对知识的理解程度。例如，在学习到“机械能转化”内容时，教师可以引导学生对机械能的概念进行辨析，让学生尝试写出影响惯机械能的有关因素，并引导学生在联之前学过的古诗“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，引导学生对其中的物理现象进行思考。学生通过对诗句含义的理解，明白其中蕴藏的物理学原理，在小组探究中得出结论：重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。像这样不断调动学生对物理知识的求知欲，让学生的生活中处处存在有关物理的知识内容。总之，教师在依靠这种教学方式，能够培养学生形成自主学习的良好习惯，并促使学生对物理知识有更高的认知程度，实现物理综合素养的提升。

六、实施项目式学习的具体措施

1.科学选择项目题材，激发学生探索兴趣

培养学生物理学习兴趣，是发展学生科学素养的前提和基础，只有学生对物理学科产生热情，才能够调动其参与项目和执行项目的积极性。想要实现这一目标，教师需要科学地选择项目题材，将学生兴趣与教学内容相融合，开展项目活动。另外，项目活动在具备趣味性的基础上，不宜过于复杂或过于简单。如果过于复杂，超出学生认知范围，将会导致学生失去探索兴趣；如果过于简单，学生不费吹灰之力就能完成项目任务，则无法激发学生自豪感和成就感。除此之外，教师还应对教学内容进行整合，将无价值内容剔除，从而节约项目实施时间，提高项目执行效率，使学生能够在激发兴趣的同时提高学习水平。

2.制定明确的项目计划

教师在物理教学过程中，想要发展学生科学素养，需要制定明确、详细的项目计划，尽可能避免计划临时修改，从而增加学生的实施难度。另外，项目式学习本身存在不确定因素，通过提前制定计划，能够有效预测项目活动实施中可能存在的问题，有利于教师合理掌控学生的学习节奏，使学生在轻松氛围下完成项目内容，从而在理解物理知识的同时发展科学素养。

比方说，在教学《简单的机械和功——杠杆》这一部分内容的时候，教师可以做一个让学生感到不可思议的小实验：用三根火柴将一瓶矿泉水吊起来。很多学生会觉得这不可能，由此产生兴趣。教师要准备两瓶矿泉水、一根对折的绳子、三根火柴。首先，将其中的一瓶矿泉水用绳子系好，绳子需要是对折的状态，然后放一根火柴在桌子上，半个火柴露在桌子外面，将系好的矿泉水挂在火柴上面，用另一瓶矿泉水压住火柴。这个时候，如果把压着火柴的矿泉水拿来，火柴一定会掉在地上，杠杆原理可以解决这个问题。然后，拿出一根火柴支撑在绳子对折的两端，再用最后一根火柴连接前面两个火柴，形成杠杆，然后拿开压住火柴的矿泉水，另外的矿泉水仍然挂在火柴上面。由此实验引出杠杆的特点：有杠杆（棍棒等），有一个支点，在力的作用下杠杆能够绕着固定点转动。这也是本实验的教学目的。通过这样的实验，能够让学生更加快速地记住有关杠杆的知识内容，实现高质量的初中物理实验教学。

综上所述，合理有效地将传统文化资源融入物理教学过程中才能使传统文化资源发挥作用，以促进学生全面成长。在这一过程中，教师不能把传统文化硬套进物理教学中，使其影响物理教学，而是要为学生学好物理打造轻松的教学环境，以提高学生综合素质作为根本目的。教师要让传统文化在物理课堂上展现魅力，将其与物理知识紧密结合，生动地展现给学生，让学生对物理和传统文化有进一步的探索欲，从而使学生对物理学科产生浓厚兴趣，达到物理教学目标。

参考文献：

[1] 彭羿《基于项目式学习方式的初中物理教学研究——以“制作可调节亮度的手电筒”项目为例》，《物理教学探讨》2020年第9期。

[2] 赵宁《基于项目式学习的初中物理教学实践探究——以初中阶段“测量工具的使用”为例》，《中学物理》2020年第16期。

（本文系江苏省教育科学“十四五”规划课题：依托初中物理项目学习培养学生高阶思维能力的实践研究，C-c/2021/02/192）