基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理論的物理跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)
——以“物質(zhì)的物理屬性”為例

辛建軍，邱 潔

鎮(zhèn)江市宜城中學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212143

1 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（project based learning，簡(jiǎn)稱PBL）是以學(xué)生為活動(dòng)主體，以解決問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)方式。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)需要在真實(shí)情境中開展，而初中物理學(xué)習(xí)的內(nèi)容也多是來自于真實(shí)情境［1］，初中物理教師可以充分利用本學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，對(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計(jì)出一系列的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)方案。

2 課標(biāo)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》對(duì)“物質(zhì)的物理屬性”的要求是“通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的一些物理屬性，如彈性、磁性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，能用語言、文字或圖表描述物質(zhì)的物理屬性。例1：通過實(shí)驗(yàn)，了解金屬或塑料的彈性。列舉彈性在生活中應(yīng)用的實(shí)例。例2：通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的磁性和磁化現(xiàn)象。調(diào)查磁性材料在生活中的應(yīng)用。例3：通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的導(dǎo)電性，比較導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體導(dǎo)電性能的差異。例4：通過實(shí)驗(yàn)，了解金屬與陶瓷導(dǎo)熱性的差異。”［2］根據(jù)課標(biāo)的要求，可以采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式，具體目標(biāo)是了解物質(zhì)的屬性及其應(yīng)用，能用多種方式描述物質(zhì)的屬性。因此，本節(jié)課就以實(shí)驗(yàn)來完成對(duì)物質(zhì)屬性的學(xué)習(xí)。

3 學(xué)情分析

教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，如果只關(guān)注了所教學(xué)段教材中需要教授的內(nèi)容，不知道學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備水平，就會(huì)造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的思維發(fā)展受到限制［3］。對(duì)于學(xué)生來說，彈性、磁性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等屬性并不是全新的知識(shí)，學(xué)生對(duì)它們已經(jīng)有不少基于生活經(jīng)驗(yàn)的了解。因此，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該在學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，加深他們對(duì)這些屬性的了解，從而更加深刻地理解它們的用途，并根據(jù)它們的用途來完成自己需要完成的一個(gè)小項(xiàng)目。

4 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方案設(shè)計(jì)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展必須指向?qū)W習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，因此教師也必須圍繞目標(biāo)設(shè)計(jì)具體的教學(xué)過程。筆者圍繞“物質(zhì)的物理屬性”設(shè)計(jì)出了如表1 所示的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)初步方案。

表1 PBL 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)初步方案

本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程可以分為四個(gè)階段。

第一階段：確定研究的問題。解決問題的前提是發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)新往往是基于具體問題的。善于發(fā)現(xiàn)問題、尋找問題是創(chuàng)新思維培養(yǎng)的重要條件。利用問題鏈，先發(fā)散再聚焦，可以促進(jìn)學(xué)生確定所研究的問題。在此階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析問題、聚焦問題，以問題為導(dǎo)向確定問題小組。而學(xué)生也可以通過閱讀學(xué)習(xí)材料，提出問題，完善問題。

教師在對(duì)教材內(nèi)容及課標(biāo)要求進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，這節(jié)課需要掌握的幾種物質(zhì)的物理屬性在家庭廚房用具中幾乎都可以找到。因此，決定以“用空氣炸鍋制作一份燒烤”作為本次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的主題，將這些物理屬性滲透在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中。第一階段對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 PBL 第一階段方案

第二階段：方案設(shè)計(jì)階段。在此階段，通過小組匯報(bào)，展示本小組的階段性學(xué)習(xí)成果，學(xué)習(xí)其他組的優(yōu)點(diǎn)，完善自己的方案，最終確定方案。目的是培養(yǎng)學(xué)生多方面、多角度分析問題的能力，嘗試進(jìn)行更加全面的設(shè)計(jì)。本階段，教師要引導(dǎo)學(xué)生確定研究思路、設(shè)計(jì)交流匯報(bào)圖、確定解決方案。學(xué)生則應(yīng)選擇探究的問題，確定研究思路，多角度分析設(shè)計(jì)圖并進(jìn)行匯報(bào)，修正完善設(shè)計(jì)，確定解決方案。

針對(duì)本次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，第二階段的設(shè)計(jì)如表3 所示。

表3 PBL 第二階段方案

第三階段：?jiǎn)栴}解決階段。項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師可采用問題解決的策略開展教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生自主嘗試與設(shè)計(jì)在先，教師的教在后，不是直接教學(xué)生如何制作，而是留給學(xué)生更多遇到困難的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造更多解決問題的機(jī)會(huì)，一邊動(dòng)手做，一邊動(dòng)腦想，使其在解決問題過程中發(fā)展高階思維。教師重點(diǎn)要做的是指導(dǎo)學(xué)生處理問題解決過程中出現(xiàn)的困難和疑惑，學(xué)生在此過程中則應(yīng)不斷嘗試不同的問題解決方案。第三階段對(duì)應(yīng)方案如表4 所示。

表4 PBL 第三階段方案

第四階段：展示、評(píng)價(jià)、反思階段。該階段主要包括分享問題解決的過程和結(jié)果、全班交流與評(píng)價(jià)、問題反思、改進(jìn)方案、總結(jié)提升等過程。教師需要組織學(xué)生進(jìn)行交流與評(píng)價(jià)，然后對(duì)本次項(xiàng)目式學(xué)習(xí)進(jìn)行反思、總結(jié)和提升。第四階段的對(duì)應(yīng)方案如表5 所示。

表5 PBL 第四階段方案

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式與傳統(tǒng)教學(xué)的評(píng)價(jià)方式有所不同。傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)多在學(xué)完之后進(jìn)行測(cè)試，答案往往固定，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)單一。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中的評(píng)價(jià)在縱向上對(duì)活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在橫向上對(duì)學(xué)生的各方面表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)委也不僅限于教師，還有自己、組員、專家等。本項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方案如表6 所示。

表6 PBL 評(píng)價(jià)方案

評(píng)價(jià)方案中的拓展檢測(cè)卷主要如下：

1.由于橡膠具有較好的 ________ ，所以用橡膠制成的輪胎可以大大減輕由于震動(dòng)帶來的顛簸。

2.下列實(shí)例與所利用的物質(zhì)物理屬性不相符的是（ ）

A.電線線芯用銅制成是因?yàn)殂~的導(dǎo)電性好

B.大部分的金屬材料能夠被打成片、拉成絲，是因?yàn)榫哂醒诱剐?/p>

C.水壺的把手用膠木制成是因?yàn)槟z木的導(dǎo)熱性好

D.劃玻璃的刀刃用金剛石制成是因?yàn)榻饎偸挠捕却?/p>

3.在靜電現(xiàn)象的學(xué)習(xí)中，我們常用玻璃棒、橡膠棒或塑料棒來研究帶電體的性質(zhì)，而不用鐵棒，其原因從物質(zhì)物理屬性的角度主要考慮的是（ ）

A.硬度 B.導(dǎo)電性

C.磁性 D.密度

4.用筆畫線將左邊的物質(zhì)的物理屬性和右邊的應(yīng)用連接起來。

硬度 彈簧測(cè)力計(jì)

彈性 鐵片在水中下沉

密度 用銅作導(dǎo)線

導(dǎo)熱性 磁鐵

導(dǎo)電性 用金剛石切割玻璃

磁性 冬天穿棉襖御寒

5 收獲與反思

本次基于項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)活動(dòng)是規(guī)模比較小的一個(gè)活動(dòng)，活動(dòng)內(nèi)容貼近學(xué)生的生活，在活動(dòng)中也有一些學(xué)生家長(zhǎng)參與到活動(dòng)中來，給予了學(xué)生技術(shù)上的支持和幫助。

活動(dòng)中，學(xué)生以小組的形式合作設(shè)計(jì)方案、開展活動(dòng)、記錄所得、思考應(yīng)用，不僅收獲了更多的知識(shí)，而且增強(qiáng)了探索精神，訓(xùn)練了設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)了合作精神，提升了溝通技巧，鍛煉了耐挫能力。

本次項(xiàng)目式活動(dòng)與勞動(dòng)教育相結(jié)合，讓學(xué)生體驗(yàn)了勞動(dòng)的樂趣，體恤了父母的不易，增加了對(duì)生活的熱愛。

反思這次活動(dòng)，也有一些不足的地方：第一，在學(xué)生組建合作小組的過程中，教師過于放手，讓學(xué)生自由組合，所以組員之間的能力匹配情況不是很理想，給后續(xù)活動(dòng)的開展造成了一些障礙。第二，教師仍然受傳統(tǒng)課堂的影響，缺乏對(duì)學(xué)生的循循善誘，往往直接把方法告訴學(xué)生。第三，由于在學(xué)校開展活動(dòng)，讓學(xué)生把需要的物品帶到學(xué)校來，并在學(xué)校食堂完成烤制活動(dòng)，由于前期的準(zhǔn)備不夠充分，造成有些小組帶來的物品不全，耽誤了活動(dòng)進(jìn)程。這些都是在以后的項(xiàng)目迭代中需要注意改進(jìn)的地方。