摘 要：項目式學(xué)習(xí)是通過項目研究、項目實施，由教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，以項目問題的生成、探究、解決及運用來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，以學(xué)生發(fā)展為本，全面提升核心素養(yǎng)的一種探究式教學(xué)方式。本文以物理與音樂跨學(xué)科融合課“旋律中的物理之美”教學(xué)為例，對跨學(xué)科融合項目式學(xué)習(xí)的實踐過程進行探索。

關(guān)鍵詞：項目式教學(xué)；教學(xué)實踐；跨學(xué)科融合

1 引言

項目式學(xué)習(xí)是一種探究式教學(xué)方式，它以教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境為基礎(chǔ)，通過項目研究與實施，圍繞項目問題的生成、探究、解決及運用過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，同時堅持以學(xué)生發(fā)展為中心，全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。^［1］項目式學(xué)習(xí)具有以下特點。

1.1 注重真實問題解決

項目式學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生通過自主探究、自主學(xué)習(xí)任務(wù)，加強知識學(xué)習(xí)與學(xué)生個人經(jīng)驗、現(xiàn)實生活以及社會實踐之間的聯(lián)系。它注重真實學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生在“做中學(xué)”“用中學(xué)”以及“創(chuàng)中學(xué)”的過程中，不斷提升自己認(rèn)識真實世界和解決真實問題的能力。

1.2 強調(diào)成果創(chuàng)意物化

項目式學(xué)習(xí)著重于通過解決問題來產(chǎn)出成果，以此體現(xiàn)項目的整體性和活動性。它鼓勵學(xué)生積極展示在項目式學(xué)習(xí)過程中所形成的物化成果，如項目研究報告、思維導(dǎo)圖、設(shè)計方案、制作模型及產(chǎn)品等，并引導(dǎo)所有參與者和公眾對這些成果進行深入的評價與分析。

1.3 注重過程記錄與評價

項目式學(xué)習(xí)特別關(guān)注學(xué)生的過程性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括學(xué)生的日志、記錄、文稿等，它們共同構(gòu)成了學(xué)生在項目進程中的真實記錄?；谶@些項目記錄，教師能夠?qū)W(xué)生表現(xiàn)做出客觀的評價。

“跨學(xué)科主題探究”類項目式教學(xué)，其核心在于精準(zhǔn)定位學(xué)科交叉的切入點，通過深度融合的實踐教學(xué)活動，設(shè)計項目式學(xué)習(xí)任務(wù)。這一過程是根據(jù)問題解決和學(xué)習(xí)探究的實際需求，重新建構(gòu)學(xué)科知識和技能結(jié)構(gòu)，旨在引導(dǎo)學(xué)生開展自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，從而促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。^［2］此教學(xué)模式旨在提升學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識來分析問題和解決問題的能力，并培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科核心素養(yǎng)。

2 物理與音樂跨學(xué)科融合，項目式教學(xué)實踐探索

下面以物理與音樂跨學(xué)科融合課例“旋律中的物理之美”來探索跨學(xué)科融合教學(xué)，指向項目式深度學(xué)習(xí)。

2.1 項目活動過程

2.1.1 任務(wù)一：探究音調(diào)的物理學(xué)本質(zhì)

活動目標(biāo)：通過吉他和手機音頻分析APP，探究音調(diào)與弦長的關(guān)系，認(rèn)識樂器的普遍發(fā)聲原理——“駐波”。

活動內(nèi)容：教師首先以學(xué)生用吉他演奏歌曲片段的情境作為引入，接著提出問題“音調(diào)的物理學(xué)本質(zhì)是什么”，并以這一問題作為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生深入探究聲波的物理學(xué)本質(zhì)（見表1）。

2.1.2 任務(wù)二：探究律學(xué)的物理學(xué)本質(zhì)

活動目標(biāo)：通過學(xué)生成果展示，了解音階的頻率規(guī)律；利用吉他和手機音頻分析軟件，探究并驗證“十二平均律”。

活動內(nèi)容：教師通過展示學(xué)生成果，引導(dǎo)學(xué)生深入探究律學(xué)的物理學(xué)本質(zhì)（見表2）。

2.1.3 任務(wù)三：“吹吸管 剪音階”挑戰(zhàn)賽

活動目標(biāo)：學(xué)生小組運用本節(jié)課所學(xué)知識建構(gòu)“吸管吹音階”模型，自主開發(fā)制作吸管音階并演奏。

活動內(nèi)容：教師組織學(xué)生進行“吹吸管 剪音階”挑戰(zhàn)賽（見表3）。

2.1.4 任務(wù)四：“水杯琴”音樂會

活動目標(biāo)：學(xué)生小組運用本節(jié)課所學(xué)知識建構(gòu)“水杯音階”模型，自主開發(fā)制作水杯琴并演奏。

活動內(nèi)容：教師組織學(xué)生舉辦“水杯琴”音樂會（見表4）。

2.2 活動成果交流

2.2.1 任務(wù)一的活動成果展示交流

成果1：教師通過讓學(xué)生用吉他演奏“晴天”這首歌曲作為課堂引入，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進而引導(dǎo)學(xué)生積極投入到后續(xù)的探究活動中。

成果2：測試人耳可聽聲范圍。利用真實生活情境并結(jié)合信息化技術(shù)（如手機軟件），教師鼓勵學(xué)生親自動手實踐，親身經(jīng)歷并深入理解“聲波的物理學(xué)本質(zhì)在于其頻率”這一知識的形成過程。

成果3：探究琴弦振動頻率的影響因素。課前，學(xué)生分組利用手機音頻分析軟件進行探究，旨在分析琴弦的長短、松緊、粗細三個因素與發(fā)聲頻率之間的關(guān)系，并在課堂上展示他們的探究成果。

成果4：自制演示“克拉尼圖形”的實驗裝置。課后，學(xué)生可以嘗試?yán)脷馇颉⑼肱c實驗結(jié)合phyphox手機軟件，零成本自制“克拉尼圖形”并觀察圖形（見圖1）。

成果5：利用吉他驗證駐波公式。學(xué)生用卷尺測量弦長，結(jié)合手機音頻分析軟件得出“當(dāng)弦長減半時，頻率翻倍，音高八度”這一律學(xué)規(guī)律，為后續(xù)自制樂器奠定理論基礎(chǔ)。

2.2.2 任務(wù)二的活動成果展示交流

在課堂上，學(xué)生小組講解預(yù)習(xí)成果，他們運用了中國古代律學(xué)中的瑰寶——“五度相生律”與“三分損益法”來探討并確定一個音程內(nèi)的頻率規(guī)律。隨后，他們利用吉他作為實驗工具，通過實際操作來驗證和加深對“十二平均律”的理解。

成果：通過吉他驗證“十二平均律”。學(xué)生親自運用吉他結(jié)合手機音頻分析軟件，深入探究并驗證“十二平均律”的數(shù)學(xué)規(guī)律及其背后的物理本質(zhì)。這一過程中不僅加深了學(xué)生對理論知識的理解，還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

2.2.3 任務(wù)三的活動成果展示交流

學(xué)生小組在課堂上展示吸管音階的建模原理，參與“吹吸笛 剪音階”挑戰(zhàn)賽。

成果1：建構(gòu)吸管吹音階模型。學(xué)生們根據(jù)已學(xué)的“駐波頻率與振動體長度的反比關(guān)系”以及“音程內(nèi)各音的音高關(guān)系”，進行討論并建模，以確定吸管各音階位置。

成果2：當(dāng)堂表演用吸管吹音階。學(xué)生歷經(jīng)選材、計算、定音、試吹與制作等探究環(huán)節(jié)，深刻地認(rèn)識到音調(diào)受發(fā)聲體材料、長短、橫截面積和松緊的影響，體會工藝發(fā)展的艱辛。學(xué)生自制樂器如圖2所示。

成果3：課后作業(yè)自制吸管排簫吹“歡樂頌”。學(xué)生課后繼續(xù)探究，成功制作吸管長號、吸管笛等樂器。

2.2.4 任務(wù)四的活動成果展示交流

學(xué)生在課堂上展示“水杯琴”的建模原理并演奏樂曲，開展“水杯琴”音樂會。

成果1：探究水杯發(fā)聲的振動體。學(xué)生通過實驗探究水杯發(fā)聲的振動體，并依據(jù)所學(xué)理論知識建構(gòu)“水杯音階”模型，確定不同音高的水杯所需的水量。

成果2：自制“水杯琴”，并當(dāng)堂演奏“粉刷匠”“洋娃娃與小熊跳舞”等。學(xué)生分組進行實驗，體驗測量、微調(diào)，試音、音準(zhǔn)校對等各個探究環(huán)節(jié)，親歷制作“水杯琴”的過程。

成果3：課后自制“水杯琴”并演奏“孤勇者”。

成果4：課后探究性作業(yè)自制“黃瓜豎笛”（原創(chuàng)）。學(xué)生利用空氣柱振動發(fā)聲原理，在課后進行原創(chuàng)設(shè)計并成功自制能夠吹響的“黃瓜豎笛”（見圖3）。

2.3 各階段的評價內(nèi)容和評價標(biāo)準(zhǔn)

基于學(xué)生在項目問題解決過程中的數(shù)據(jù)，筆者設(shè)計了各階段的評價內(nèi)容和評價標(biāo)準(zhǔn)（見表5）。教師基于評價量表，在立項階段、實施階段以及展示交流與評價階段，客觀地開展學(xué)生自我評價、同學(xué)互評和教師評價。

3 結(jié)論

項目式學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。本節(jié)課以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，設(shè)計并探索了一系列富有挑戰(zhàn)性的項目；以實驗操作為核心環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的實踐探究興趣；借助信息技術(shù)的力量，成功搭建學(xué)科間融合的橋梁；并以項目式學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，積極打造綜合課程的新形態(tài)。通過本課程，學(xué)生得以親歷從仿制到自制樂器的完整探究過程，在真實情境中解決實際問題。整個制作過程不僅鍛煉了學(xué)生的動手操作能力，還逐步培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。

參考文獻

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［2］張惠鈺.高中物理項目式學(xué)習(xí)設(shè)計策略探討［J］.物理教師，2017，38（9）：26-28．