基于項目式學習理論的物理跨學科實踐活動
——以“物質的物理屬性”為例

辛建軍，邱 潔

鎮江市宜城中學，江蘇 鎮江 212143

1 項目式學習

項目式學習（project based learning，簡稱PBL）是以學生為活動主體，以解決問題為導向的學習方式。

項目式學習需要在真實情境中開展，而初中物理學習的內容也多是來自于真實情境［1］，初中物理教師可以充分利用本學科的優勢，對教材的內容進行開發，設計出一系列的項目式學習活動方案。

2 課標

《義務教育物理課程標準（2022 年版）》對“物質的物理屬性”的要求是“通過實驗，了解物質的一些物理屬性，如彈性、磁性、導電性和導熱性等，能用語言、文字或圖表描述物質的物理屬性。例1：通過實驗，了解金屬或塑料的彈性。列舉彈性在生活中應用的實例。例2：通過實驗，了解物質的磁性和磁化現象。調查磁性材料在生活中的應用。例3：通過實驗，了解物質的導電性，比較導體、半導體、絕緣體導電性能的差異。例4：通過實驗，了解金屬與陶瓷導熱性的差異。”［2］根據課標的要求，可以采用實驗教學的形式，具體目標是了解物質的屬性及其應用，能用多種方式描述物質的屬性。因此，本節課就以實驗來完成對物質屬性的學習。

3 學情分析

教師在進行教學設計時，如果只關注了所教學段教材中需要教授的內容，不知道學生已有的知識儲備水平，就會造成學生在學習過程中的思維發展受到限制［3］。對于學生來說，彈性、磁性、導電性和導熱性等屬性并不是全新的知識，學生對它們已經有不少基于生活經驗的了解。因此，教師在進行教學設計時，應該在學生已有經驗的基礎上設計教學內容，加深他們對這些屬性的了解，從而更加深刻地理解它們的用途，并根據它們的用途來完成自己需要完成的一個小項目。

4 項目式學習的方案設計

項目式學習活動的開展必須指向學習目標的達成，因此教師也必須圍繞目標設計具體的教學過程。筆者圍繞“物質的物理屬性”設計出了如表1 所示的項目式學習初步方案。

表1 PBL 項目式學習初步方案

本項目式學習過程可以分為四個階段。

第一階段：確定研究的問題。解決問題的前提是發現問題，創新往往是基于具體問題的。善于發現問題、尋找問題是創新思維培養的重要條件。利用問題鏈，先發散再聚焦，可以促進學生確定所研究的問題。在此階段，教師要引導學生分析問題、聚焦問題，以問題為導向確定問題小組。而學生也可以通過閱讀學習材料，提出問題，完善問題。

教師在對教材內容及課標要求進行分析后發現，這節課需要掌握的幾種物質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”作為本次項目式學習的主題，將這些物理屬性滲透在項目學習中。第一階段對應設計如表2 所示。

表2 PBL 第一階段方案

第二階段：方案設計階段。在此階段，通過小組匯報，展示本小組的階段性學習成果，學習其他組的優點，完善自己的方案，最終確定方案。目的是培養學生多方面、多角度分析問題的能力，嘗試進行更加全面的設計。本階段，教師要引導學生確定研究思路、設計交流匯報圖、確定解決方案。學生則應選擇探究的問題，確定研究思路，多角度分析設計圖并進行匯報，修正完善設計，確定解決方案。

針對本次項目式學習，第二階段的設計如表3 所示。

表3 PBL 第二階段方案

第三階段：問題解決階段。項目實施過程中，教師可采用問題解決的策略開展教學活動，學生自主嘗試與設計在先，教師的教在后，不是直接教學生如何制作，而是留給學生更多遇到困難的機會，創造更多解決問題的機會，一邊動手做，一邊動腦想，使其在解決問題過程中發展高階思維。教師重點要做的是指導學生處理問題解決過程中出現的困難和疑惑，學生在此過程中則應不斷嘗試不同的問題解決方案。第三階段對應方案如表4 所示。

表4 PBL 第三階段方案

第四階段：展示、評價、反思階段。該階段主要包括分享問題解決的過程和結果、全班交流與評價、問題反思、改進方案、總結提升等過程。教師需要組織學生進行交流與評價，然后對本次項目式學習進行反思、總結和提升。第四階段的對應方案如表5 所示。

表5 PBL 第四階段方案

項目式學習的評價方式與傳統教學的評價方式有所不同。傳統教學對學生的評價多在學完之后進行測試，答案往往固定，評價標準相對單一。項目式學習中的評價在縱向上對活動的每個環節進行評價，在橫向上對學生的各方面表現進行評價。評委也不僅限于教師，還有自己、組員、專家等。本項目式學習的評價方案如表6 所示。

表6 PBL 評價方案

評價方案中的拓展檢測卷主要如下：

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帶來的顛簸。

2.下列實例與所利用的物質物理屬性不相符的是（ ）

A.電線線芯用銅制成是因為銅的導電性好

B.大部分的金屬材料能夠被打成片、拉成絲，是因為具有延展性

C.水壺的把手用膠木制成是因為膠木的導熱性好

D.劃玻璃的刀刃用金剛石制成是因為金剛石的硬度大

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

A.硬度 B.導電性

C.磁性 D.密度

4.用筆畫線將左邊的物質的物理屬性和右邊的應用連接起來。

硬度 彈簧測力計

彈性 鐵片在水中下沉

密度 用銅作導線

導熱性 磁鐵

導電性 用金剛石切割玻璃

磁性 冬天穿棉襖御寒

5 收獲與反思

本次基于項目式的學習活動是規模比較小的一個活動，活動內容貼近學生的生活，在活動中也有一些學生家長參與到活動中來，給予了學生技術上的支持和幫助。

活動中，學生以小組的形式合作設計方案、開展活動、記錄所得、思考應用，不僅收獲了更多的知識，而且增強了探索精神，訓練了設計能力，培養了合作精神，提升了溝通技巧，鍛煉了耐挫能力。

本次項目式活動與勞動教育相結合，讓學生體驗了勞動的樂趣，體恤了父母的不易，增加了對生活的熱愛。

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