基于项目式学习的初中物理复习策略研究*——以“自制杆秤”项目为例

李安发

(广州市花都区邝维煜纪念中学附属雅正学校 广东 广州 510800)

1 物理复习课开展项目式学习的必要性

项目式学习是一种以建构主义理论为指导,通过驱动性问题引领,以小组合作的方式进行项目规划和解决实际问题的学习方式.《义务教育物理课程标准(2022 年版)》(以下简称“新课程标准”)强调要转变学生的学习方式,并在教学提示中加入了不少有关项目式学习的教学策略建议.

随着项目式学习成为物理学科的重要学习方式,对学生项目式学习过程和结果的评价也已成为中考物理命题关注的重点.传统的中考复习是通过大量的习题进行地毯式反复训练,从而达到掌握知识并形成答题套路的目的,显然,传统的初中物理复习方式已不能满足新中考的要求.因此,注重具体实践而且解决真实问题的项目式学习就为新课程标准理念下的初中物理复习提供了一种新思路.

2 项目式学习的实施路径

项目式学习源于杜威的“做中学”教育思想,是学生在真实情境中围绕一定的主题,在教师设计任务的基础上,以小组为单位进行的开放性实践探究活动.学生在活动中建构物理知识,逐渐形成物理学科核心素养.

项目式学习首先要明确学习目标.对于复习课的学习目标,应该涵盖单元教学的主干知识和重点实验.要依据课程标准、教材和学生实际情况,设计富有挑战性的问题,用问题驱动学生思考.在课程实施过程中要引导学生通过小组合作进行探究性实践[1-2],项目完成后,教师组织学生展示项目成果,分享实践心得.最后,结合学习目标,基于学生素养表现进行学习评价,实现教、学、评的一体化.图1是项目式学习的路径和流程图.

图1 项目式学习的实施路径与开展流程

3 基于项目式学习的复习课教学实践

下面以“杠杆”复习为例,阐述新课程标准理念下在物理复习课中开展项目式学习的设计思路和课程实施.

3.1 根据内容设立项目

杠杆的力臂及杠杆平衡条件是比较抽象的[3],即使上课时教师将要求说得很清楚,示范也做了很多,学生在真正理解和应用时仍然存在困难.制作一把杆秤,涉及力臂及其作图、杠杆平衡条件的理解与计算、杠杆分类等物理学科核心知识以及工程设计等跨学科知识,将这些抽象的核心知识置于“自制杆秤”这个真实情境中,为学生深入思考和自主探究搭建台阶.

3.2 明确学习目标

根据新课程标准的理念,学习目标应该以培养和发展学生的核心素养为导向,项目式学习目标是学生经过项目式学习后获得的核心素养的真实体现.“自制杆秤”这个项目可分解为4个任务,任务1是走进杆秤的发展历史,了解杆秤由古至今的发展脉络和使用情况;任务2是设计制作杆秤的实验方案;任务3是制作杆秤,动手实践,解决技术难题,制作一把实用的杆秤;任务4 是升级杆秤,增大杆秤的量程,用自制杆秤测量一个装满书的书包的质量.4个任务对应的学生素养表现如表1所示.

表1 “自制杆秤”项目式学习目标设计

3.3 设计方案引导实践

3.3.1 了解杆秤的发展历史

任务流程：

(1)布置任务:通过资料查阅和实地走访,调查杆秤的发展历史和使用情况(利用周末时间).

温馨提示:可以用时间轴的形式,也可以做成手抄报的形式.

(2)小组交流:杆秤的发展历史.

1)各个历史阶段杆秤的工作原理;

2)各个历史阶段杆秤的优缺点.

任务成果:

学生的调查结果如图2所示.

图2 杆秤的发展历史

3.3.2 设计杆秤的制作方案

任务流程：

(1)确定杆秤的制作原理:杠杆平衡条件.

(2)设计零刻度线、分度值、其他刻度线及量程的确定方法.

(3)设计确定制作杆秤的初步方案.

1)选择实验器材.

2)画出设计草图.

3)写出实验步骤.

(4)提供前置评价量表(表2),依据量表,小组讨论方案,组间评价,形成最优方案.

表2 设计杆秤制作方案的评价量表

3.3.3 制作杆秤,检验效果

任务流程：

(1)制作杆秤雏形

分组依据实验方案制作杆秤,明确要达到基本要求:秤杆光滑,直且硬,确定支点位置及秤钩或秤盘的位置,确定秤砣的质量.

(2)给杆秤标刻度

1)标零刻度

当秤盘不放物体时,移动秤砣,使秤杆水平,秤砣所在位置就是零刻度线的位置,并做好标记.

2)标其他刻度

在秤盘上放10 g的砝码,秤杆水平时秤砣所在位置就是10 g刻度线的位置,并做好标记.逐次增加10 g砝码(可用其他等质量的物体代替,如橡皮泥),重复以上步骤标记刻度线的位置,这样标出来的刻度分度值就是10 g.

3)确定量程

按以上方法将整个秤杆的刻度标完,最后的那根刻度线代表的读数就是该杆秤的量程.

4)用自制杆秤测量一本书或其他物品的质量,用天平或电子秤再测一次,检验自制杆秤的准确度.

制作杆秤过程的评价量表如表3所示.

表3 自制杆秤的评价量表

任务成果:

制作成果如图3所示.

(a) (b)

3.3.4 升级杆秤

任务流程：

(1)问题驱动:用自制杆秤能测量一个装满书的书包的质量吗?如果不行,你有办法增大杆秤的量程吗?

(2)思考增大量程的方案:增大秤砣的质量,改变支点的位置,改变挂钩的位置,增加秤杆的长度……评价方案,并选出最优的方案.

(3)根据选定方案,增大杆秤量程.

(4)用升级改进后的杆秤测量装满书的书包的质量,用其他测量工具校对准确性.

任务成果：

改进后的实验如图4所示.

图4 增大杆秤的量程

3.4 作品展示与评价

作品展示环节可以展示学生的学习成果,提升学生的学习成就感,合理的评价既能肯定学生的成绩,又能指出学生需要改进的地方.通过设计评价量表,对学生的项目成果进行总结性评价,包括学生自评和小组互评,这样既能反馈学习目标的达成情况,又能促进学生自我总结与反思.另外,教师也要根据学生完成任务的具体表现,对学生的实践进行过程性评价.

4 复习课开展项目式学习的教学思考

4.1 项目内容基于教材又高于教材

项目式学习的内容必须基于教材内容,涉及的知识学生要基本具备,不可偏离课程标准的要求.为了促进学生深度思考,根据最近发展区理论,项目内容还应高于教材,对学生而言要有适当的挑战性,要让学生跳一跳才能摘到桃子.

4.2 项目任务覆盖主干知识

从复习课的有效性考虑,创设问题情境时,项目任务尽可能覆盖教材的主干知识和核心实验.项目是学习的载体,项目任务的设置是为教学服务的,复习课中的项目式学习,涉及到的项目任务要覆盖本单元或本主题的主干知识,这样才能让复习课更有效.如果涉及到的主干知识较多,可以设置多个项目,将本章的主干知识全面覆盖.

4.3 项目材料来源身边

开展项目式学习的主要材料应该是学生可以从身边找到的物品.少部分必备而身边又没有的材料,可以通过网上购物平台购买获得.需要通过网购平台准备的材料,教师必须提前了解材料的性能和价格,保证学生用较低的成本就能顺利完成项目任务,不要因为项目式学习的开展而给学生和家长带来过多的经济负担.

4.4 项目指引具体明确

项目式学习的操作任务很多是学生在课外完成的,没有教师现场指导.因此项目任务的指引设计得越具体越明确,学生的学习活动就越顺畅,完成的质量也越好.教师要提前设计项目学习任务,将项目任务具体化,并且提供任务评价量表,让学生对照项目任务单和评价量表去开展项目研究.

5 结束语

在复习课中采用项目式学习,本质上是为学生搭建一个实践操作、解决问题、交流合作的平台.通过完成项目,学生不仅能获得知识,而且知道在实际情境中如何运用知识解决问题,可以培养学生的团队意识,不断提高学生的探究能力.这种教学方式有助于学生自主构建知识体系,完成知识的内化和思维的拓展,在激发学生学习兴趣的同时,也提升了学生的物理核心素养.