指向深度學(xué)習(xí)的初中物理項目式實驗學(xué)習(xí)

劉妍

【摘要】文章以“直線運動”這一課為例，闡述如何通過項目式實驗促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高知識遷移運用水平、合作探究能力和批判性思維水平等提供范例.

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；項目學(xué)習(xí)；直線運動

1 指向深度學(xué)習(xí)的初中物理項目式實驗學(xué)習(xí)路徑

項目式學(xué)習(xí)是促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)的重要方式.結(jié)合理論基礎(chǔ)，本文以“直線運動”教學(xué)為例，提出了指向深度學(xué)習(xí)的初中物理項目式實驗學(xué)習(xí)路徑.首先，教師需要仔細研究課程標準、教材內(nèi)容以及當前學(xué)生的認知水平，設(shè)計基于真實情境且具有難度梯度的問題；接著，通過問題的結(jié)構(gòu)化分解確定素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標，明確學(xué)生在各個子活動中需要達到的學(xué)科核心素養(yǎng)；然后，在課程實施的過程中幫助學(xué)生進行主動合作的探究式學(xué)習(xí)實踐［2］，并交流討論、展示成果，同時，教師基于學(xué)生的實踐過程通過進行有效的學(xué)習(xí)評價，同時教師應(yīng)該不斷反思和改進，以促進學(xué)生更深入學(xué)習(xí)，幫助他們獲得更高水平的素養(yǎng)發(fā)展.

2 案例實踐：以“直線運動”教學(xué)為例

2.1 素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標確定

“運動和相互作用”作為《物體的運動》的一個重要組成部分，通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以加深對物理學(xué)運動的理解，還可以養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度、培養(yǎng)創(chuàng)新精神，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，能獨立思考，提高批判性思維能力.研究運動，首先要學(xué)會長度和時間的測量，其次要知道如何比較物體運動的快慢，最后要對運動進行簡單的分類.而“直線運動”這一課時在本單元中就是為了學(xué)生在學(xué)習(xí)“速度”即比較運動的快慢后［3］，通過生活體驗、實驗探究、實際應(yīng)用，了解運動的分類及其規(guī)律.

2.2 真實情境下的問題設(shè)計

運動在生活中很常見，可以以此設(shè)置真實情境，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)軌跡對運動進行分類，將我們的日常生活與物理知識聯(lián)系起來，自然地提出本節(jié)“給直線運動進行分類”的項目，并將其分為兩個部分：一部分是探索玻璃管內(nèi)氣泡的運動規(guī)律，另一部分則是研究紙錐的下落運動.第一部分將由教師通過演示實驗來引導(dǎo)學(xué)生，幫助他們更好地理解這一概念.進行初步觀察，提出問題，通過師生交流設(shè)計實驗方案，開展科學(xué)探究，處理、分析實驗數(shù)據(jù)，最終得出勻速直線運動的定義，并建立相應(yīng)的物理模型.第二個實驗可以放手讓學(xué)生進行自主探究，在活動一的基礎(chǔ)上，學(xué)生有機會運用所學(xué)的探究方法，以提高學(xué)習(xí)效果.提高知識遷移運用能力，而在實踐過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)紙錐下落的速度很快，時間難以測量，此時引導(dǎo)它們對實驗進行創(chuàng)新，鍛煉創(chuàng)新思維，自主建構(gòu)變速直線運動的模型.

2.3 交流討論為特征的項目式學(xué)習(xí)范式構(gòu)建

（1）觀察

情境導(dǎo)入：列舉生活中常見的運動，如從座位走到講臺、蘋果掉落、氣球被釋放及火車運動等.

提出問題：如果按照運動軌跡來分，運動可以分為哪兩類？

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生了解機械運動的多樣性，知道根據(jù)運動路線可把運動分為直線、曲線運動.接著，提出項目任務(wù)：給“直線運動”進行分類.

（2）體驗

活動一演示實驗：玻璃管中注入油，并留有一個小氣泡，將玻璃管翻轉(zhuǎn)后豎直，觀察氣泡的運動情況.

提出問題：氣泡上升一段路程后，它的運動速度如何變化？如何設(shè)計實驗進行驗證？

學(xué)生進行猜想.

設(shè)計實驗：方案一：用記號筆每隔相同距離做一個標記，記錄每一段所用的時間，即相同路程比時間；方案二：每間隔相同的時間，在氣泡運動到的地方做一個標記，即相同時間比路程.學(xué)生討論后發(fā)現(xiàn)方案二來不及反應(yīng)，誤差較大，故選用方案一.

活動二分組實驗：讓紙錐從高處自由下落，觀察下落時的運動情況.

提出問題：紙錐的運動速度怎樣變化？又該如何設(shè)計實驗？

學(xué)生進行猜想.

設(shè)計方案：方案同上，但學(xué)生用秒表預(yù)測量時，發(fā)現(xiàn)紙錐下落的速度較快，所用時間極短，難以測量，順勢引導(dǎo)學(xué)生進行實驗改進，學(xué)生提出選擇拍視頻的方法.設(shè)計意圖：在真實情境的基礎(chǔ)上提出問題，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生思考，能設(shè)計出多種方案進行實驗，鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維.

（3）測量

活動一：測量氣泡從零點運動到20cm、40cm、60cm、80cm處所用的時間，讀出氣泡通過每一段路程的時間，計算出相應(yīng)的速度.（表1-表2）

活動二：測量紙錐從零點運動到50cm、100cm、150cm處所用的時間，讀出紙錐通過每段路程所用的時間，計算出相應(yīng)的速度.（表3-表4）

2.4 分析

處理數(shù)據(jù)，并進行交流討論

活動一：（1） 根據(jù)數(shù)據(jù)可知：氣泡在上升一段距離后，各段的速度近似相等.（2）在坐標系中畫出s－t圖像，發(fā)現(xiàn)氣泡在相同的時間內(nèi)通過的路程近似相等.路程與時間近似成正比，從而得出勻速直線運動概念.

活動二： （1）紙錐通過相同路程，所用的時間越來越少.即速度越來越大.（2）畫出s－t圖像.從圖像可以看出，相同時間通過的路程越來越大，得出變速直線運動的概念.教師引導(dǎo)學(xué)生知道通常采用平均速度來粗略描述變速直線運動物體運動的快慢，并根據(jù)數(shù)據(jù)，算出紙錐從零點運動到150cm的平均速度.列舉學(xué)生百米賽跑的成績，計算平均速度，體現(xiàn)物理應(yīng)用于生活.

設(shè)計意圖：首先通過數(shù)學(xué)計算，算出各區(qū)間的速度；接著，使用圖像來探究物理現(xiàn)象，從物理學(xué)的角度建立模型；最后，數(shù)理結(jié)合，建立勻速、變速直線運動的概念.

3 結(jié)語

初中物理是一門復(fù)雜、抽象的學(xué)科，我們必須以學(xué)生為中心，努力讓他們主動學(xué)習(xí).根據(jù)教學(xué)目標組織教學(xué)過程時，要讓學(xué)生積極參與科學(xué)探究，提高綜合素質(zhì).而以問題或任務(wù)為導(dǎo)向的項目式實驗學(xué)習(xí)能夠促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，加深對于運動這一塊知識的理解，教師要仔細研究教材，積極組織學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，小組討論交流，引導(dǎo)它們自主建構(gòu)知識.

參考文獻：

［1］姜爽.深度學(xué)習(xí)理念下物理學(xué)科項目式學(xué)習(xí)路徑設(shè)計——以“創(chuàng)意吉他制作”為例［J］.物理教師，2022，43（02）：34-38.

［2］廖燕.項目式學(xué)習(xí)助力發(fā)展物理高階思維的探索——以初中物理條形磁鐵磁場分布的教學(xué)為例［J］.教育觀察，2020，9（27）：58-59.

［3］彭夷.基于單元的項目學(xué)習(xí)活動案例——以蘇科版初中物理“直線運動”的教學(xué)為例［J］.中學(xué)物理，2018，36（10）：41-43.