王金娥 董雙麗 史勇生 賈愛菊 王智榮 王曉宇

摘 要：本文以人教版高中物理必修2第五章4～7節(jié)為例，說明如何依據(jù)現(xiàn)行課標(biāo)和教材，緊扣教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用項目學(xué)習(xí)教學(xué)模式落實具體知識和技能。在項目實施過程中要對教材進(jìn)行重新組合，多學(xué)科融會貫通；在設(shè)計、實施、評價項目的過程中，要堅持學(xué)生的主體地位。

關(guān)鍵詞：項目學(xué)習(xí) 高中物理 圓周運(yùn)動 限速

基金項目 全國教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于課標(biāo)的‘習(xí)得性’項目學(xué)習(xí)教學(xué)模式的實踐研究”（FHB170581）

一、設(shè)計項目的緣起

1.培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)的要求

將科學(xué)探究列入物理課標(biāo)中，讓學(xué)生動腦動手，引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法，通過學(xué)生自主進(jìn)行科學(xué)探究，學(xué)習(xí)物理的基本概念和基本規(guī)律，掌握進(jìn)行科學(xué)探究的基本技能，包括觀察、實驗、推理方面的技能，以及收集、處理、傳遞信息的技能；培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的興趣和對物理現(xiàn)象的好奇心，激發(fā)學(xué)生獨立思考、勇于實踐、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神，逐步形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價值觀。[1][2]所以，物理教師的主要職責(zé)是創(chuàng)造學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)途徑。項目學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究思維方式和研究方法的有效形式，它將“學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)”放在重要的位置上，故我們在課堂教學(xué)中對課程的重組、方法的運(yùn)用要有足夠的重視。

2.借課題研究的東風(fēng)

2019年1月9日全國教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于課標(biāo)的‘習(xí)得性’項目學(xué)習(xí)教學(xué)模式的實踐研究”在山西省實驗中學(xué)召開了第二次會議，山西省教育科學(xué)研究院普通高中課程教學(xué)研究中心副主任薛紅霞解讀了這個課題，將項目學(xué)習(xí)做了如下定位：

（1）“基于課標(biāo)”。項目學(xué)習(xí)是依據(jù)現(xiàn)行課標(biāo)，緊扣教學(xué)內(nèi)容，落實具體知識技能的項目學(xué)習(xí)，而不是脫離課程標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展一般能力的項目學(xué)習(xí)。

（2）“習(xí)得性”。項目學(xué)習(xí)是幫助學(xué)生習(xí)得知識的項目學(xué)習(xí)，而非學(xué)生完成新知識學(xué)習(xí)任務(wù)之后運(yùn)用知識解決問題式的項目學(xué)習(xí)，這就是“習(xí)得性”的含義。之所以這樣定位，就是要將項目學(xué)習(xí)引入課堂，使之成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主導(dǎo)方式。這樣定位也提高了項目學(xué)習(xí)的難度，特別是對于結(jié)構(gòu)性比較強(qiáng)的學(xué)科，其自身具有的邏輯性與項目學(xué)習(xí)所具有的現(xiàn)實性如何融合將是一個難點。

（3）跨學(xué)科，跨課程。項目學(xué)習(xí)是依托于一個具體的學(xué)科，在學(xué)習(xí)本學(xué)科的內(nèi)容時進(jìn)行項目學(xué)習(xí)，當(dāng)需要時再進(jìn)行跨學(xué)科、跨課程的研究。事實上，只要進(jìn)行真正的項目學(xué)習(xí)，必然會進(jìn)行融合。

（4）融合性。以項目學(xué)習(xí)為主導(dǎo)，不排斥其他教學(xué)方式，而是互相融合，為著共同的目標(biāo)協(xié)同共進(jìn)。

（5）教學(xué)模式。項目學(xué)習(xí)是回到課堂上的、全員參與的項目學(xué)習(xí)。它不是利用學(xué)生的業(yè)余時間，由興趣小組來完成的。雖然在實驗的初級階段這種方式是一種必要的過渡，但最終我們應(yīng)該將項目學(xué)習(xí)作為一種常態(tài)的學(xué)習(xí)方式。

3.借鑒以往課題研究的經(jīng)驗

山西省實驗中學(xué)教師積極參與課題的研究，物理組更是有近十年的課題研究經(jīng)驗。尤其是2014年由賈愛菊、王金娥、曹小青負(fù)責(zé)的項目學(xué)習(xí)課題“感受拔河比賽中的力學(xué)問題”，讓大家完整地經(jīng)歷了項目學(xué)習(xí)實施的全過程，積累了寶貴的經(jīng)驗。

二、項目學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施

1.項驅(qū)動問題及成果

寒假來臨，同學(xué)們一定安排了外出活動，可能會選擇飛機(jī)、動車、火車、汽車、公交車、自行車等不同的交通工具出行，在不同的路線上都會遇到一個共同的問題——轉(zhuǎn)彎。大家可能依生活經(jīng)驗知道轉(zhuǎn)彎時要限速。寒假結(jié)束后的學(xué)期伊始，教師明確告訴學(xué)生將完成一個項目“為轉(zhuǎn)彎處設(shè)定限速”，請學(xué)生從身邊發(fā)現(xiàn)問題，尋找生活中的圓周問題。學(xué)生發(fā)現(xiàn)校園西北角拐彎處電線桿傷痕累累，顯而易見，這兒需要一個限速牌；另外，通過實地考察發(fā)現(xiàn)車庫出口與3號教學(xué)樓的這個拐角處，學(xué)生人流量大、車輛出入頻繁，這個位置也必須有一個限速牌（圖1）。

3.實施過程

任務(wù)一：體驗轉(zhuǎn)彎，形成小組

假期至少體驗一種交通工具在某路段的轉(zhuǎn)彎，并通過查閱資料、調(diào)研、采訪、實地測量等方式采集這個路段的重要指標(biāo)（如彎道半徑、表征路面粗糙程度的系數(shù)、交通工具的速度等），結(jié)合自己的體驗感受寫出一篇報告。先個人體驗，完成報告后班級群匯總，互相學(xué)習(xí)后4～6人自行組隊，并確定組長。

任務(wù)二：組內(nèi)交流，確定問題

體驗同種交通工具轉(zhuǎn)彎的同學(xué)，可能是在不同的路段，不同的速度，會有不同的感受。請在組內(nèi)交流，總結(jié)出這次體驗的共同特點。

任務(wù)三：儲備知識，自主學(xué)習(xí)

當(dāng)交通工具轉(zhuǎn)彎時，它的運(yùn)動軌跡是一段圓弧，請依據(jù)北師大版初中數(shù)學(xué)九年級下冊、人教版高中數(shù)學(xué)必修2，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資料學(xué)習(xí)有關(guān)圓的幾何知識，充分認(rèn)識圓，為后期設(shè)計限速牌儲備知識。為完成這個項目，需進(jìn)行跨學(xué)科、跨課程的知識整合。

任務(wù)四：目標(biāo)引領(lǐng)，問題導(dǎo)學(xué)

要想真正能為彎道設(shè)定限速，必須理解圓周運(yùn)動的特點，尤其是向心力的來源。首先進(jìn)行了課程整合，將人教版高中物理必修2第五章4～7節(jié)內(nèi)容整合成一個項目“為校園轉(zhuǎn)彎處設(shè)計限速牌”，編寫出新的學(xué)案。學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)，課堂上用三個課時和小組內(nèi)成員交流，達(dá)成共識，共同的問題在老師的指導(dǎo)下課堂上一起解決。依托問題導(dǎo)學(xué)案，理解描述圓周運(yùn)動的基本物理量，并能分析水平面、豎直面內(nèi)各種模型中質(zhì)點做圓周運(yùn)動向心力的來源。

任務(wù)五：構(gòu)建模型，設(shè)計方案

結(jié)合每個小組在假期的體驗和達(dá)成的共識，將全班選定的實際背景——校園西北角轉(zhuǎn)彎處構(gòu)建成物理模型，利用一個課時應(yīng)用所學(xué)的理論知識為該彎道設(shè)定限速，并討論出需要實際測量的物理量（圖2）。層層思考，發(fā)現(xiàn)問題，各抒己見，層層突破，在不斷地研究中完善了最終的方案：將全班同學(xué)分成三組，1組測彎道半徑，2組測輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)，3組計算限速值并設(shè)計限速牌。

任務(wù)六：實地測量，設(shè)定限速

學(xué)生依照設(shè)計的方案，進(jìn)行實地測量，利用大課間在學(xué)校西北角轉(zhuǎn)彎處進(jìn)行測量（圖3）。由于提前預(yù)設(shè)了各種測量方案，測半徑進(jìn)行得很順利，甚至把澆花草的水管都拿來做了測量工具。在測汽車輪胎與地面間動摩擦因數(shù)時，遇到了各種突發(fā)狀況，比如系輪胎的繩子在做了幾次實驗后被磨斷了；汽車加速距離太短，輪胎留下的痕跡不清晰等等，但是師生在現(xiàn)場一起想辦法解決問題，最終測出了實際值。令人激動的是，測出的值與課本中給出的值很接近。

根據(jù)理論計算得出，為保證車輛轉(zhuǎn)彎時不側(cè)滑，轉(zhuǎn)彎速度不能超過30 km/h，但是考慮到校園里還有學(xué)生步行通過這個位置，最后確定限速為5 km/h。

任務(wù)七：設(shè)計產(chǎn)品，展示交流

3組利用周末的時間設(shè)計限速牌。學(xué)生提出限速牌上想要有班級LOGO，教師認(rèn)同學(xué)生的觀點，最后的產(chǎn)品可以張揚(yáng)個性、體現(xiàn)文化（圖4）。1807班劉越揚(yáng)所作藏頭詩，不僅有“五邁緩步，蹄聲更柔”的溫馨提示，還有實中校園“零則事故定庠序”的安全保障，更有實中學(xué)子“凌云壯志揮豪（毫）縱”的雄心壯志，體現(xiàn)了實中學(xué)子“悟理不休”的探究意識和精神。

教師、學(xué)生與校方、廣告公司積極商討，確定限速牌的制作、安裝等問題。

4.成果驗收

2019年6月18日上午，山西省實驗中學(xué)物理項目學(xué)習(xí)課題“為校園轉(zhuǎn)彎處設(shè)計限速牌”在校園西南角舉行了限速牌揭牌儀式，將限速牌作為校園設(shè)施正式投入使用（圖5、圖6、圖7） 。

在揭牌儀式上，山西省實驗中學(xué)校長孫秀梅和薛紅霞老師現(xiàn)場聆聽了學(xué)生的簡單匯報。孫校長對這次活動高度肯定，講道：“物理組項目學(xué)習(xí)活動只是山西省實驗中學(xué)眾多項目學(xué)習(xí)活動中的一個，但有著不同的特點和重大的意義。同學(xué)們真正經(jīng)歷了從身邊發(fā)現(xiàn)問題，將實際問題變成研究課題，依照科學(xué)研究的方法步驟，綜合運(yùn)用多學(xué)科相關(guān)知識分析推理探索，發(fā)揮團(tuán)隊合作精神，不僅解決了問題，還形成了研究成果。看似一次普通的學(xué)習(xí)活動，同學(xué)們卻從中鍛煉了思維，發(fā)展了能力，增強(qiáng)了社會責(zé)任感，將探究意識和精神落于實處。這次活動，是一次啟迪，一次激勵，對同學(xué)們的影響會輻射到終身。希望同學(xué)們能繼續(xù)從身邊小的問題著手，將這次活動留給大家的啟發(fā)延續(xù)至未來，在中華民族偉大復(fù)興大業(yè)中貢獻(xiàn)一分力量?！?/p>

孫校長表示這個小小的限速牌承載著山西省實驗中學(xué)的諸多第一：第一個以實物的形式展示項目學(xué)習(xí)成果；第一個實用性學(xué)生作品作為校園設(shè)施投入使用；第一個跨學(xué)科、跨年級的研究團(tuán)隊，集物理、數(shù)學(xué)、工程等多學(xué)科于一體……

學(xué)生們備受鼓舞，紛紛發(fā)表學(xué)習(xí)感悟。

1807班張楠說：“正如王老師所說，比起最后的研究結(jié)果，研究過程更重要，出現(xiàn)問題后不斷思考，不斷商討，不斷突破，解決問題的過程更珍貴，我們要敢于研究，不拘課本，這是這次項目學(xué)習(xí)留給我最大的啟發(fā)?！?/p>

1807班張帥軍說：“說來容易做來難。在實際測量中，我們深切地體會到理論與實踐的差別，我與老師配合不當(dāng)沒有成功；人員分工不明確沒有成功。本以為萬事俱備，沒想到實驗器械中繩子又發(fā)生了斷裂……實際中會遇到許多事先考慮不到的問題。或許在理論學(xué)習(xí)中我們游刃有余，而在現(xiàn)實生活中我們可能四處碰壁。但是，只要堅持思考，勇于嘗試總是能解決掉問題的?！?/p>

1807班劉越揚(yáng)說：“看到我寫的藏頭詩、溫馨提示能放在限速牌上作為校園設(shè)施投入使用，我好驕傲！學(xué)校能給我們每一個學(xué)生彰顯個性、施展才華的機(jī)會，大實中有著不一樣的胸懷，接納每一個成長的孩子，為了能幫著學(xué)生茁壯成長，她在盡可能地提供肥沃的土壤、充足的養(yǎng)料！今日我感謝學(xué)校，明日學(xué)校定能以我為榮?！?/p>

三、反思

運(yùn)用項目學(xué)習(xí)這一教學(xué)模式，首先要發(fā)生改變的應(yīng)該是教師。當(dāng)前科技發(fā)展迅速，課堂早已不是“一塊黑板一支粉筆一張嘴”的模式，課堂應(yīng)是師生共同學(xué)習(xí)進(jìn)步的舞臺 。教師必須改變觀念，改變方式，不斷學(xué)習(xí)，應(yīng)該從以下四個方面落實：

1.以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)

“核心素養(yǎng)”這個概念體系正在成為新一輪課程改革深化的方向。核心素養(yǎng)不是各門學(xué)科知識的總和，它是支撐“有文化教養(yǎng)的健全公民”形象的心智修煉或精神支柱。決定這種核心素養(yǎng)形成的根本要素，在于教育思想的進(jìn)步與教育制度的健全發(fā)展。

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，落實在學(xué)校教育上，需要每一位教師去實踐，落腳點就在于每一堂課。那么核心素養(yǎng)如何融入課堂教學(xué)呢？筆者認(rèn)為應(yīng)著重抓好以下幾個方面：

（1）課堂教學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)需要轉(zhuǎn)向，學(xué)生核心素養(yǎng)的“核心”是關(guān)鍵能力的提高和必備品格的形成。

（2）課堂教學(xué)方式要情境化、活動化，學(xué)會講故事。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)方式，要從以往的被動接受型向自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。

（4）課堂教學(xué)評價，要向培養(yǎng)人的核心素養(yǎng)的評價角度不斷拓展。

（5）由“教師中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)生中心”，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的意識與能力。

從根本上來說，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)就是要解決“教育要培養(yǎng)什么樣的人”的問題。

2.以課題研究為引領(lǐng)

山西省實驗中學(xué)物理組教師積極參與課題研究，主動關(guān)注教育動態(tài)，敢于改革，勇于接受新的教學(xué)思想和理念，較早開始嘗試項目學(xué)習(xí)教學(xué)實踐。

3.以常態(tài)教學(xué)為基礎(chǔ)

項目學(xué)習(xí)是一種手段，是一種引導(dǎo)教師改變教育思想意識的手段；項目學(xué)習(xí)常態(tài)化可以把“以生為本”理念貫穿到整個教學(xué)過程中。經(jīng)歷一次項目學(xué)習(xí)活動，教師就能切身體會到，引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)，在學(xué)中做，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和能力的新時代高水平人才不是空話大話，在我們平時的教學(xué)中就可以實實在在地落實。將項目學(xué)習(xí)這種教學(xué)模式引入課堂并常態(tài)化是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑。教師必須改變觀念，變“教”為“學(xué)”，變“老師中心”為“學(xué)生主體”，變“灌輸”為“引導(dǎo)”，變“學(xué)會知識”為“發(fā)展素養(yǎng)”，形成“素養(yǎng)為本、以研為本、以學(xué)為本、以人為本”的教育常態(tài)。

4.以發(fā)展素養(yǎng)為目標(biāo)

確定項目、設(shè)計項目、實施項目都應(yīng)明確它的主體是學(xué)生，目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)。所以，選擇項目應(yīng)結(jié)合學(xué)生的實際情況及定位。如果是體驗類探究，那么問題就要從學(xué)生身邊的實際情境中來，最好引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，將實際問題變成課題研究，依照探究的科學(xué)方法步驟進(jìn)行，綜合運(yùn)用多學(xué)科相關(guān)知識，發(fā)揮團(tuán)隊合作精神，完成項目成果的設(shè)計制作。如果是理論探究，那么需要學(xué)生整合已有的知識，并查閱資料，經(jīng)歷理論探究的過程，體驗物理的嚴(yán)謹(jǐn)之美、高深之美……

無論在哪個環(huán)節(jié)，都要堅實學(xué)生的主體地位，項目要與學(xué)生已有知識和生活經(jīng)驗相結(jié)合，設(shè)計、實施項目要考慮學(xué)生能從中習(xí)得什么，培養(yǎng)目標(biāo)有哪些，要有量化考核，把發(fā)展素養(yǎng)落到實處。

參考文獻(xiàn)

[1]莊濤.基于物理核心素養(yǎng)的概念教學(xué)實踐研究[J].學(xué)周刊，2019（03）：44-45.

[2] BROWN J S，COLLINS A，DUGUID P. Situated cognition and the culture of learning[J]. Educational researcher， 1989，18（1）： 32-42.