基于項目式學習的高中物理單元教學設計研究

【摘要】項目式學習旨在培養學生養成自主學習的習慣，強化學生的終身學習意識與能力.本文以人教版高中物理必修三第九章“靜電場及其應用”為例，探討基于項目式學習的高中物理單元教學設計要點.通過分析教學內容、課程標準和學生學情，確定單元項目主題，并制定相應的教學目標.在項目實施過程中，通過創設問題情境、設計驅動問題，引導學生進行合作探究，完成項目任務.最后，通過評價學生的學習成果，診斷學生的核心素養水平，并提供反饋，以改進教學.

【關鍵詞】項目式學習；高中物理；單元教學

1 基于項目式學習的高中物理單元教學設計流程

項目式學習（Problem-Based learning，簡稱PBL）是一種基于問題為導向，將學生學習過程融入復雜而又有意義的相關案例情境，始終將學生作為學習主體，采取小組討論與課后自學的方式，引導學生通過自主合作實現問題解決的一種自我導向式的學習.其四大核心要素分別是內容、情境、活動、結果.在項目式學習單元設計時，采用ADDIE模型開展設計，即分析→設計→開發→實施→評價的流程.具體流程詳見圖1所示.

在圖1所示的設計流程中，單元項目的主題、單元項目的教學目標、單元項目式學習任務、單元項目學習成果、單元項目式學習評價、單元項目學習反饋是基礎，在整合其關鍵要素的基礎上，構建科學詳細、具體系統的基于項目式學習的高中物流單元教學設計.其中，“明確單元核心概念，確定單元項目主題”是關鍵，是對單元項目內容的全面性規劃.而“設計驅動問題”時，則是基于問題驅動下生成成果，在學生學習時，則始終以學生為中心，引導學生在情境中探究和合作交流.在課程執行時，通過組建團隊和設計單元項目作品，展示成果和項目評價，實現項目式學習特點與過程的結合，達到基于項目式學習開展高中物理單元教學設計之目標.

2 基于項目式學習的高中物理單元教學設計要點

2.1 明確單元核心概念，確定單元項目主題

在確定單元項目主題時，圍繞單元這一載體，從學生基本素質和技能、物理核心素養等視角突出主題特點.具體實施過程如下：

第一，分析單元教學內容.在分析單元教學內容時，借助教材內容，總結知識點，整合成可以體現不同學科關系的知識體系.物理新課標詳細規定了學習內容，雖然沒有詳細說明概念和定律，更沒有對概念和定律的理解程度進行詳細設計，但是教材對概念和定律有具體說明，所以應參考教材中的概念和定律，再結合教師參考用書，科學提煉、拆解概念和定律，最終得到完整的知識結構體系.

第二，分析課程標準.新課標作為指導教師開展課堂教學的根據，界定了學生所學的學科知識和必備品質與重要技能，基于整合知識、問題引導和創設情境提升學生整體素質，對教師課堂教學具有“燈塔”的作用，因此，教師需要解讀并提取新課標的內容，對每個單元話題分別基于內容要求和活動建議以及教學提示與學業指導四個視角詳細分類，并在現場教學中貫徹核心素養，全面學習新課標提出的基本技能與專業素質的要求，使得課程目標與教學目標更加明確，為課程教學提供根本遵循.

第三，分析學生學情.在學情分析時， 主要從學生的知識儲備、學習能力、學習態度和學習目標四個方面展開分析.

第四，單元項目主題確定.在項目式學習中，單元項目主題的確定是一個十分關鍵的環節，所確定的單元項目主題既要契合新課標，確保所設計項目囊括了本單元知識點，能有效激發學生的內驅力，有助于學生養成良好的學習習慣，激發學習積極性，且對實踐具有較強的指導性，能結合學生實際情況開展綜合分析，為實施單元項目具有足夠支撐.

2.2 整理單元項目學習主題，設計單元項目教學目標

基于項目式學習的單元教學設計倡導師生參與共同探索，屬于學生主動建構知識的過程，單元項目教學目標的設計，應認真整理單元項目的學習主題，對單元項目的每個核心知識點蘊含的核心素養整合在單元項目教學目標之中.

2.3 設計項目學習任務，科學實施探究任務

第一，創設問題情境，設計驅動問題.驅動問題為學生項目式學習創設了真實的問題情境，設計的問題具有較強的開發性和啟發性，有助于學生項目式學習過程的指導，促進學生學習動力的激發.由于每個單元項目中的教學內容較多，因此需要結合教學內容將驅動問題細分成多個子問題.在單元項目式學習時，所設計的驅動問題主要是結合單元項目主題與教學內容為基礎，指向學生所要解決的問題和所要學習的任務，讓學生在解決驅動問題的過程中習得知識和設計項目作品.這就需要確保所設計的驅動問題，既要涵蓋教學目標的內容，又要具有較強的應用價值，與現實生活接近，又要具有較高的科研價值，同時還要滿足學生的最近發展區，以激發學生的學習動力.

第二，細分子驅動問題，設計項目子任務.每個驅動問題有著相應的任務，在設計項目子任務時，主要是將驅動問題劃分成子問題，再將子問題設計成相應的學習任務，每個子任務都要有相應的知識，以幫助學生更好地學習知識.項目子任務的設計要做到環環相扣，確保每個任務的循序與學生的認知發展規律相符，以指導學生逐漸深化對概念和規律的理解，最終實現單元教學目標.因此，在細分子驅動問題的過程中，要圍繞核心知識設計子任務，根據知識難度與學生能力，合理設計項目實施的過程.

第三，學生合作探究，得到項目學習成果.學生在學習時，始終基于問題先導，引導學生加強對物理知識的學習與理解，以幫助學生正確完成學習任務，通過團隊合作探究設計項目作品，讓學生在項目完成中深化物理概念認知，并將得到的項目學習成果展示給其他學生，獲得良好的單元項目式學習效果.

2.4 單元項目學習成果評價，診斷學生核心素養水平

為了評價學生在單元項目式學習取得的成果，既要根據學生課堂表現和項目任務以及單元作業、展示交流等展開評價，又要評估學生現有知識技能、物理核心素養和學習成績.這就需要設置相應的評價機制，使得教學過程不斷完善，豐富學生的知識網絡，掌握學生知識學習情況.在教學實踐之后評價學生的知識能力與核心素養時，采取前測與后測相結合的方式，對學生在教學干預前后的能力與素養變化情況予以對比，以幫助學生及時地改進和優化.

2.5 結合單元項目教學效果，強化單元項目學習反饋

完成教學實踐后，結合測試結果與訪談，得到項目式學習的單元教學設計的反饋，在評價學生學習效果時，結合單元項目教學效果總結經驗和問題，并不斷加強對單元項目式學習的改進與優化.

3 案例分析

3.1 分析階段

本單元主要涉及靜電場的基本概念、庫侖定律、電場強度以及靜電的防止與利用.這些內容與日常生活和科技應用密切相關，具有很強的實用性和探究價值.學生在前幾章已經對電荷及庫侖定律有了一定的了解，并掌握了電場的基本性質.此外，學生也具備了一定的觀察、實驗和問題解決能力，有利于本單元的學習.靜電現象在日常生活中非常常見，在科技領域也有廣泛的應用，因此，可以選取相關主題進行項目式學習.

3.2 設計階段

通過本單元的學習，學生應能理解靜電場的基本概念和性質，掌握電場強度的計算方法，了解靜電的防止與利用，并能在實際問題中運用這些知識.同時，通過項目式學習，培養學生的探究精神和團隊協作能力.以“靜電場的奧秘及其應用”為項目主題，設計以下任務：（1）研究靜電場的性質和規律；（2）探索靜電在日常生活和科技領域中的應用；（3）通過實驗觀察和研究靜電現象；（4）分析和解決與靜電場相關的問題.教師通過多媒體展示、實驗演示和案例分析等方式，為學生創設一個真實、生動的學習情境，激發學生對靜電場的好奇心和探究欲望.

3.3 開發階段

在主驅動問題“靜電場的奧秘及其應用”的引領下，引導學生分解成以下子驅動問題：（1）靜電場是如何形成的？它有哪些性質？（2）庫侖定律是什么？如何應用它來計算靜電力？（3）電場強度是如何定義的？它與電勢有什么關系？（4）靜電在日常生活和科技中都有哪些應用？如何實現？學生以小組為單位，根據子驅動問題，進行資料查閱、實驗設計和計劃制定.教師給予必要的指導和幫助，確保項目實施的順利進行.

3.4 實施階段

通過新聞或科技短片展示靜電現象，如閃電、脫毛衣時的靜電等，引導學生思考靜電場的性質和規律.根據情境提出驅動性問題，如“為什么會出現閃電現象？”“如何減少生活中的靜電？”等，引導學生進行思考和討論.學生以小組為單位進行活動，如設計并實施實驗、制作演示文稿等，展示他們對靜電場的理解和應用.教師給予必要的指導和評價.在項目實施結束后，教師對各組的成果進行總結和評價，肯定學生的努力和成果，同時指出需要改進的地方.

3.5 評價階段

采用多種評價方式，包括學生的課堂參與度、任務完成情況、實驗操作能力、小組合作能力以及項目成果的質量等.評價內容要與教學目標保持一致，重點考查學生對靜電場的基本概念、性質和應用的掌握情況，以及他們的探究精神和團隊協作能力.將評價結果及時反饋給學生，以便他們了解自己的學習狀況并加以改進.同時也要向家長匯報評價結果，以便家長了解孩子的學習情況并給予相應的指導.

4 結語

綜上所述，基于項目式學習的高中物理單元教學設計是一種富有創新性和實效性的教學方法.它通過將教學內容轉化為具體的項目任務，讓學生在真實的情境中通過合作探究完成任務，提高學生的自主學習能力和團隊協作能力，同時提升學生的核心素養水平，激發學生的學習興趣，提高其學習效率，促進教師的專業發展和教育教學能力的提升.在實際應用中，教師需要靈活設計項目，不斷更新教育觀念，以適應新課程改革的需求，為學生的全面發展提供更好的支持.

參考文獻：

[1]楊立君.基于項目式學習的高中物理教學實踐研究[J].數理天地（高中版），2023（20）：48-50.

[2]孫兆吉.基于項目式學習的高中物理教學實踐研究[J].數理天地（高中版），2023（18）：65-67.

[3]蔡曉旭.指向科學探究的項目式學習在高中物理教學中的應用[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2023.

[4]張群.基于項目式學習的對抗性物理實驗的開發與應用[J].物理教師，2022，43（07）：53-56.