卞志榮 陳 怡

(江蘇省天一中學(xué),江蘇 無(wú)錫 214101)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》將高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)提煉為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4個(gè)方面．學(xué)科活動(dòng)是學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主要路徑,而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是基于學(xué)生認(rèn)知活動(dòng)的“做中學(xué)”,正在物理教學(xué)中逐步得到應(yīng)用,我們正在積極探索原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)的有效策略以促進(jìn)項(xiàng)目式教學(xué)質(zhì)量的提高和素養(yǎng)培養(yǎng)的力度．

1 原始物理問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)概述

“原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)”是“以原始問(wèn)題為情境,以項(xiàng)目為主線(xiàn)、學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的一種教學(xué)模式(方法)．學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的有序推進(jìn),在學(xué)習(xí)、研究中成長(zhǎng)和發(fā)展．其基本特點(diǎn)可以概括如下.

(1) 以學(xué)生為教學(xué)活動(dòng)的中心,注重調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性,關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中主體地位的實(shí)現(xiàn),以此為教學(xué)活動(dòng)的起點(diǎn)和根本原則．

(2) 以素養(yǎng)培養(yǎng)為組織教學(xué)活動(dòng)的根本目標(biāo),通過(guò)科學(xué)選擇教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力,打破以往“分?jǐn)?shù)第一”的考核標(biāo)準(zhǔn),提高學(xué)生的綜合能力．

(3) 將教學(xué)活動(dòng)延伸到課堂之外,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、活動(dòng)的方式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題．

(4) 在團(tuán)隊(duì)合作中,強(qiáng)調(diào)學(xué)生團(tuán)結(jié)互助、習(xí)作交流,與教師和同學(xué)間建立和諧、平等、自由的溝通氛圍,讓學(xué)生在多種合作項(xiàng)目中發(fā)揮優(yōu)勢(shì),相互學(xué)習(xí)．

實(shí)施流程如圖1．

圖1

2 原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)策略研究

教學(xué)策略是以一定的教學(xué)觀念和教學(xué)理論為指導(dǎo),為完成特定的教學(xué)目標(biāo)或教學(xué)任務(wù),而采取的教學(xué)活動(dòng)程序、方法、形式和媒體等因素的總體考慮．

教學(xué)策略的好壞直接影響教學(xué)質(zhì)量,教學(xué)策略的質(zhì)量可以從教學(xué)效果、教學(xué)效率、教學(xué)吸引力3個(gè)方面來(lái)衡量．為了使學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地生根,原始物理問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)需要采取恰當(dāng)?shù)牟呗?如圖2,說(shuō)明:評(píng)價(jià)多元化策略滲透在每個(gè)環(huán)節(jié),故未列在圖中),下面逐一展開(kāi)加以說(shuō)明．

圖2

2.1 項(xiàng)目背景設(shè)計(jì)的情境化策略

課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出:創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵的作用．要求教師在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中重視情境的創(chuàng)設(shè)．在物理概念的建立、物理規(guī)律的探究需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境;在應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題時(shí)應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境．

情境則是溝通知識(shí)和物理思維的橋梁．“情境化”教學(xué)策略解決的是知識(shí)和背景、理論和實(shí)踐的關(guān)系問(wèn)題．原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)“情境化”策略就是通過(guò)聯(lián)系生活和學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)生活問(wèn)題情境,將物理問(wèn)題還原為真實(shí)世界的問(wèn)題,使學(xué)生真正體驗(yàn)和理解知識(shí)的內(nèi)在意義和價(jià)值．

以“高空拋雞蛋制作項(xiàng)目”為例,雞蛋是學(xué)生熟知的生活用品,但非常容易破碎,平時(shí)保管都需要輕拿輕放,小心翼翼,更何況還要從高空拋下還不碎,激發(fā)了學(xué)生好奇心和創(chuàng)造激情．但同一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)呈現(xiàn)給學(xué)生的情境不一樣,對(duì)學(xué)生的能力要求和素養(yǎng)培養(yǎng)大不相同．在該項(xiàng)目中我們使用情境化策略針對(duì)不同層次的學(xué)生將項(xiàng)目制作要求進(jìn)行改變?nèi)缦?

情境1.要求學(xué)生設(shè)計(jì)并制作保護(hù)裝置使雞蛋從學(xué)校科技樓六樓落到地面雞蛋不碎．

情境2.不僅不碎,還要依據(jù)下落時(shí)間長(zhǎng)短作為評(píng)比標(biāo)準(zhǔn),時(shí)間越短,成績(jī)?cè)礁?同等情況下再看裝置的簡(jiǎn)潔、成本和美觀程度,成本低、取材易、外形美觀更佳．

情境3.若實(shí)驗(yàn)裝置不能有任何降落傘、氣球之類(lèi)可以影響速率的東西,而且實(shí)驗(yàn)時(shí)要用統(tǒng)一提供的雞蛋,實(shí)驗(yàn)后還要能把雞蛋從實(shí)驗(yàn)裝置中取出來(lái)．

2.2 項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)的整體化策略

項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)的整體化策略強(qiáng)調(diào)內(nèi)容設(shè)計(jì)要考慮知識(shí)之間的聯(lián)系、學(xué)科內(nèi)和學(xué)科間的有機(jī)整合;要以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為綱使學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)與學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)齊頭并進(jìn)．在設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),可以采用思維導(dǎo)圖、知識(shí)樹(shù)等工具列出知識(shí)點(diǎn),再以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為綱對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)整．

例如,電與人們生活息息相關(guān),無(wú)處不在,無(wú)時(shí)不有．安全用電成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,觸電事故較以往大大減少,究其原因是人們安全用電的意識(shí)逐步加強(qiáng),另一個(gè)原因就是得益于觸電保安器更加科學(xué)、靈敏．為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)家用保安器工作原理的探究和電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),我們利用思維導(dǎo)圖把該項(xiàng)目中需要用到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)(如圖3),為學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供一些信息和思路鋪墊．

圖3

2.3 項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)的深度化策略

從學(xué)科角度來(lái)說(shuō),教學(xué)要有深度,即要體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì),用學(xué)科特有的精神和文化打造學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng),用學(xué)科特有的魅力和美感激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力．采用項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的深度化策略,其目的是為了改善知識(shí)淺層化和思維淺層化傾向．

2.3.1 改善項(xiàng)目知識(shí)的淺層化

項(xiàng)目知識(shí)的淺層化主要體現(xiàn)為偏重表面知識(shí)和技能,不能深入挖掘知識(shí)所蘊(yùn)含的物理思想與方法．究其原因是由于教師對(duì)學(xué)科結(jié)構(gòu)的把握不夠或?qū)W(xué)科知識(shí)的理解不足,從而降低了項(xiàng)目式教學(xué)的品質(zhì)與深度．

例如,到了高中對(duì)光的研究若是停留在光的反射和折射以及生活中的應(yīng)用上,就會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目知識(shí)的淺層化．高中對(duì)光的再學(xué)習(xí)、再研究的意義就不大了．如果我們從當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行導(dǎo)入,項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)的深度就大不一樣了．

圖4

導(dǎo)入事件:2019年4月10日21時(shí),由黑洞事件視界望遠(yuǎn)鏡(Event Horizon Telescope, EHT)合作組織協(xié)調(diào)召開(kāi)的新聞發(fā)布會(huì),同時(shí)在全球包括我國(guó)在內(nèi)的6個(gè)地方,用5種語(yǔ)言包括漢語(yǔ)聯(lián)合發(fā)布的第一項(xiàng)重大成果——人類(lèi)拍攝的首張黑洞照片公布于世,如圖4所示．這是5.5×107光年外的大質(zhì)量星系M87中心超大質(zhì)量黑洞的黑洞陰影照片,這張照片于2017年4月拍攝,2年后才“沖洗”出來(lái)．圖片中心的暗弱區(qū)域即為“黑洞陰影”,周?chē)沫h(huán)狀不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)是由于強(qiáng)引力透鏡效應(yīng)和相對(duì)論性射束(beaming)效應(yīng)所造成的．由于黑洞的旋轉(zhuǎn)效應(yīng),圖片上顯示了上(北)下(南)的不對(duì)稱(chēng)性．它是黑洞存在的直接“視覺(jué)”證據(jù),從強(qiáng)引力場(chǎng)的角度驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論．

愛(ài)因斯坦認(rèn)為光速是世界上最快的速度,光速是自然速度的極限．那么,光速這么快,它是怎么被測(cè)量出來(lái)的呢?又為什么逃脫不了黑洞的吸引呢?我們可以再由太陽(yáng)帆航天器引出光作用在物體上為什么會(huì)產(chǎn)生壓力?等一系列深度化問(wèn)題探究,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類(lèi)對(duì)光的研究所蘊(yùn)含的物理思想與方法,避免了項(xiàng)目知識(shí)的淺層化．

2.3.2 改善學(xué)生思維的淺層化

學(xué)生思維的淺層化表現(xiàn)為僅能進(jìn)行機(jī)械化模仿,沒(méi)有對(duì)項(xiàng)目本質(zhì)層面的深度思考;思維處于無(wú)序狀態(tài),不能從整體上構(gòu)建知識(shí)的聯(lián)系．深度化策略要求不僅要關(guān)注知識(shí)和技能,還要挖掘其中所蘊(yùn)含的“人的存在”,強(qiáng)化有助于思維形成和文化感悟的項(xiàng)目活動(dòng),以及體現(xiàn)項(xiàng)目育人整體價(jià)值的深度實(shí)踐活動(dòng)．項(xiàng)目的活動(dòng)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)出物理學(xué)科在培養(yǎng)學(xué)生方面的獨(dú)特性,包括:意念的表達(dá)能力與將理念轉(zhuǎn)化為操作方案的能力;知識(shí)的整合、應(yīng)用及物化的能力;面向真實(shí)世界和物質(zhì)世界進(jìn)行創(chuàng)造的能力;基于可靠性、性?xún)r(jià)比的方案權(quán)衡和優(yōu)化的能力;將有形的創(chuàng)造物轉(zhuǎn)化為無(wú)形的智慧、將無(wú)形的智慧轉(zhuǎn)化為有形創(chuàng)造物的能力．

例如,在“水火箭設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目的活動(dòng)設(shè)計(jì)中,讓學(xué)生經(jīng)歷多次實(shí)踐與認(rèn)識(shí)的循環(huán),建構(gòu)物理知識(shí),應(yīng)用技術(shù)原理,體悟設(shè)計(jì)過(guò)程,形成構(gòu)思、選材、制作、試驗(yàn)、評(píng)價(jià)等設(shè)計(jì)流程的有序、高效推進(jìn)．學(xué)生通過(guò)小組設(shè)計(jì)方案,并對(duì)不同方案進(jìn)行比較權(quán)衡,確定最終方案,不僅在技術(shù)上要飛得高,還要考慮成本、安全、美觀等問(wèn)題的深度思考．各小組比賽過(guò)后的評(píng)價(jià)反思環(huán)節(jié)精彩絕倫,學(xué)生總結(jié)道:我們憑借自己思想與方法,能夠不斷主動(dòng)獲取新的知識(shí)與技能,由“學(xué)會(huì)”變成“會(huì)學(xué)”,在“動(dòng)手”與“動(dòng)腦”之間保持平衡,并能夠從“動(dòng)手做”走向“動(dòng)腦做”;通過(guò)設(shè)計(jì)比賽使我們直觀了解了導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭的發(fā)射升空、回收的過(guò)程,導(dǎo)彈的飛行與飛機(jī)的飛行原理及不同點(diǎn);進(jìn)一步應(yīng)用所學(xué)知識(shí)如牛頓第一、第二、第三定律(慣性、能量守恒定律、作用與反作用)解釋現(xiàn)象;了解一些基本的空氣動(dòng)力學(xué)和飛行力學(xué)等方面知識(shí)．使得我們更加熱愛(ài)航天科技,激發(fā)我們刻苦鉆研、善于思考、勇于創(chuàng)新的精神．學(xué)生反思了失敗的教訓(xùn):如箭體用大可樂(lè)瓶, 結(jié)果發(fā)射時(shí)動(dòng)力不足或方向失調(diào);尾翼安裝太靠前或尾翼過(guò)小、尾翼用材過(guò)軟,造成方向性差及速度偏快;比賽前考慮不夠充分、細(xì)致,小問(wèn)題不斷;臨場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和心理素質(zhì)較差導(dǎo)致手忙腳亂等等．可見(jiàn),這樣的項(xiàng)目活動(dòng)具有極強(qiáng)的時(shí)代性和思維的深刻性．

2.4 項(xiàng)目完成方式的自主化策略

項(xiàng)目式教學(xué)中的自主化策略指的是學(xué)生自主完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)各環(huán)節(jié)任務(wù)和目標(biāo),在整個(gè)活動(dòng)過(guò)程中體會(huì)豐富多彩的學(xué)習(xí)過(guò)程并具有個(gè)性化的創(chuàng)造表現(xiàn)．要充分落實(shí)自主化策略,首先,教師應(yīng)充分認(rèn)可學(xué)生的能力,給予學(xué)生自主建立研究團(tuán)隊(duì),選擇、制定、實(shí)施研究項(xiàng)目的機(jī)會(huì),只在必要的時(shí)候給予適當(dāng)?shù)母深A(yù),盡可能使學(xué)生經(jīng)歷完整的研究過(guò)程．研究表明,當(dāng)學(xué)生自主選擇和制定項(xiàng)目時(shí),在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生會(huì)更容易形成對(duì)項(xiàng)目、對(duì)個(gè)人和對(duì)小組的負(fù)責(zé)的態(tài)度．其次,鑒于原始問(wèn)題的復(fù)雜性和多樣性,教師應(yīng)持開(kāi)放的態(tài)度,鼓勵(lì)學(xué)生提出多種解決方案并進(jìn)行實(shí)踐,經(jīng)歷提出方案、嘗試應(yīng)用、反思優(yōu)化的過(guò)程,給予學(xué)生更多解決問(wèn)題的空間．最后,保證學(xué)生參與項(xiàng)目的深度和廣度．相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式,項(xiàng)目學(xué)習(xí)要求學(xué)生投入更多的時(shí)間和精力,教師應(yīng)給予學(xué)生充分的時(shí)間來(lái)完成項(xiàng)目,使他們能夠挖掘更多信息、探索更多路徑,切實(shí)保證學(xué)習(xí)的質(zhì)量．

自主化學(xué)習(xí)的效果如何,往往取決于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、個(gè)人能力和自我約束能力．因此,項(xiàng)目式教學(xué)中的自主化策略強(qiáng)調(diào)在給學(xué)生充分自主空間的前提下,充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用．因?yàn)閷W(xué)生的自律性和自主性都存在差異,這將導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)有效性的差異．因此,在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中,教師要多提供促進(jìn)學(xué)生自主發(fā)展的機(jī)會(huì),關(guān)注學(xué)生學(xué)科思維和方法等高階思維的形成與發(fā)展,在給予學(xué)生充分自主學(xué)習(xí)空間的前提下,對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的引導(dǎo)非常重要．

例如,在家用保安器設(shè)計(jì)項(xiàng)目成果交流環(huán)節(jié)中,學(xué)生自主解釋設(shè)計(jì)成果(如圖5),教師可以設(shè)計(jì)問(wèn)題,給予學(xué)生腳手架,引導(dǎo)學(xué)生深化探究．

(1) 為什么多開(kāi)燈不會(huì)使保安器切斷電源?

(2) 為什么有人“手——地”觸電時(shí),觸電保安器會(huì)切斷電源?

(3) 該保安器能否為雙手“火線(xiàn)——地線(xiàn)”觸電時(shí)提供保安?為什么?

圖5

2.5 項(xiàng)目教學(xué)評(píng)價(jià)的多元化策略

科學(xué)有效的評(píng)估體系是有效實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)的重要保障．通過(guò)“多元化”評(píng)價(jià)機(jī)制,幫助學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)信心,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究的內(nèi)驅(qū)力,讓學(xué)生品嘗到成功的喜悅等．由于項(xiàng)目式教學(xué)是以小組為教學(xué)活動(dòng)的基本單位,通過(guò)小組內(nèi)成員分工協(xié)作去達(dá)成小組共同目標(biāo),并以小組活動(dòng)的整體效果為教學(xué)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)．所以必須將過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合,盡可能涉及教師評(píng)價(jià)、朋輩評(píng)價(jià)與自我評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方法多元化,達(dá)到評(píng)估與促進(jìn)的效果．另外,應(yīng)讓學(xué)生清晰和理解評(píng)價(jià)的具體要求,給予學(xué)生自我回顧與反思的機(jī)會(huì),幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我管理和行為修正．

例如,我們?cè)凇昂诵乃仞B(yǎng)導(dǎo)向的原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)”中采用了多元評(píng)價(jià)機(jī)制,具體包括“核心素養(yǎng)”表現(xiàn)性評(píng)價(jià);“項(xiàng)目方案”采用自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)相結(jié)合;“項(xiàng)目作品”由班級(jí)、學(xué)習(xí)、社區(qū)、網(wǎng)絡(luò)等多渠道結(jié)果性評(píng)價(jià)．評(píng)價(jià)表的一部分設(shè)計(jì)如表1所示.

表1

3 結(jié)語(yǔ)

將項(xiàng)目學(xué)習(xí)融入至物理學(xué)科教育中,可彌補(bǔ)傳統(tǒng)課程教育體系的不足,增加課程教育的科學(xué)性．原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)比較重視學(xué)生的主體地位,將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理,信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià),都由學(xué)生自己負(fù)責(zé),學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性得到了充分地發(fā)揮,學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力也得到了增強(qiáng),自然在項(xiàng)目任務(wù)完成的過(guò)程中提出問(wèn)題能力、溝通交流能力、解決問(wèn)題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及綜合素養(yǎng)都會(huì)得到有效提升．這樣的課堂真正是“生本課堂”“生長(zhǎng)課堂”,契合社會(huì)發(fā)展進(jìn)程對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求．只要我們精心設(shè)計(jì),精準(zhǔn)施策,原始問(wèn)題項(xiàng)目式教學(xué)一定能在核心素養(yǎng)培養(yǎng)的道路上邁出堅(jiān)實(shí)的步伐．