中圖分類號:G632 文獻標識碼:A
高中物理作為一門重要的基礎學科,對于培養(yǎng)學生的科學思維與探究能力至關(guān)重要,但因知識較為抽象且邏輯緊密,對教師的“教”和學生的“學”要求較高.項目式學習作為以學生為中心的一種教學方式,強調(diào)將學生置于探究型的學習環(huán)境中,通過完成具有挑戰(zhàn)性的項目來達成學習目標.學生通過吸收、整合和應用知識解決某個具體問題或任務,既能提高問題解決和創(chuàng)新能力,又能增強自主學習和合作學習的能力.在高中物理教學中引入項目式學習,能夠有效優(yōu)化傳統(tǒng)教學,促進物理教學的創(chuàng)新和學生的發(fā)展.“生活中的拋體運動”是高中物理教學的重要內(nèi)容,與實際生活聯(lián)系緊密,是學生探究的有效載體.因此,針對這一內(nèi)容,探究基于項目式學習的高中物理教學路徑,具有重要的實踐價值.
1 確定項目,設置指向性目標
項目式學習的有效實施離不開教師的精心規(guī)劃與設計.教師要深入分析教材內(nèi)容,精準把握知識體系與教學重點,充分考量學生的知識基礎與認知能力,據(jù)此確定契合教學需求與學生能力的項目.為保文章編號:1008-0333(2025)18-0080-03障項目順利推進,教師還要深入研究課程標準,確定指向性目標[1].
以魯科版高中物理必修第二冊第2章第4節(jié)“生活中的拋體運動”為例,本節(jié)的重點在于讓學生理解拋體運動的概念、規(guī)律以及在生活中的實際應用,難點是運用物理知識分析和解決拋體運動相關(guān)的實際問題.基于此,教師可設置“城市景觀噴泉效果優(yōu)化\"這一項目,考慮到這一項目和生活實際的聯(lián)系以及課程標準對學生素養(yǎng)的培養(yǎng)要求,教師可設置以下項目目標:(1)物理觀念:學生通過優(yōu)化噴泉效果,深化對拋體運動概念的理解,熟練掌握平拋、斜拋運動規(guī)律,清晰闡述噴泉水流軌跡形成與拋體運動參數(shù)(初速度、拋射角度等)的關(guān)聯(lián).(2)科學思維與科學探究:學生能夠借助小組協(xié)作,運用類比、建模等科學思維方法,依據(jù)不同場地需求設計多種噴泉拋體方案;學生能夠通過理論計算與模擬實驗,精準確定水流初速度、噴射角度與噴泉高度、射程的定量關(guān)系:學生能夠運用專業(yè)軟件模擬噴泉效果,科學分析數(shù)據(jù),評估方案可行性,并根據(jù)反饋優(yōu)化方案.(3)科學態(tài)度與責任:在項目推進中,學生嚴格遵循科學設計流程,秉持嚴謹、細致的態(tài)度對待每個環(huán)節(jié),培養(yǎng)耐心與專注度;學生能夠意識到合理優(yōu)化噴泉效果對城市景觀美化及資源合理利用的重要性,增強社會責任感.(4)跨學科實踐能力:學生能夠?qū)侒w運動知識轉(zhuǎn)化為實際的噴泉設計方案,并學會綜合考慮工程實際因素,如水泵功率、管道布局等,提高知識遷移與實踐操作能力.
2架設情境,設計驅(qū)動性問題
真實且富有挑戰(zhàn)性的情境,能激發(fā)學生的學習興趣與內(nèi)在動力,使他們主動參與知識的探索過程為此,教師要緊密結(jié)合教學內(nèi)容與生活實際,敏銳捕捉生活中的物理現(xiàn)象,將其巧妙融入教學情境,并從情境中提煉出具有啟發(fā)性與探究價值的驅(qū)動性問題,引導學生在思考與解決問題的過程中,實現(xiàn)知識的深度理解與靈活運用[2].
在城市景觀建設中,噴泉是城市中的重要景觀元素,其呈現(xiàn)效果關(guān)乎整體景觀的美觀度與吸引力.學生雖對拋體運動的理論知識有所了解,但對噴泉中的拋體運動缺乏清晰認知,在日常生活中,很難將拋體運動和噴泉建立聯(lián)系.因此,教師可以針對“城市景觀噴泉效果優(yōu)化”項目,設計如下情境:某知名景觀設計公司承接了一個大型城市公園的噴泉設計項目,該公園地處城市中心,周邊有眾多現(xiàn)代化建筑與休閑廣場,公司希望設計出一款獨特新穎且能與周邊環(huán)境完美融合的噴泉,以吸引更多市民.目前,設計團隊遇到了噴泉效果的優(yōu)化難題,向同學們求助.在此情境下,教師提出驅(qū)動性問題:考慮到公園周邊的建筑布局與空間限制,怎樣確定噴泉的最佳噴射角度和初速度,以實現(xiàn)噴泉的水流既能達到合適高度,又能覆蓋特定的范圍?不同季節(jié)和時間段,公園內(nèi)人流量和環(huán)境氛圍有所差異,如何設計出可根據(jù)實際情況靈活調(diào)整的噴泉動態(tài)效果?在滿足美觀需求的同時,怎樣優(yōu)化噴泉設計,以降低能耗,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標?
3分解任務,提供提示性材料
項目式學習過程中需要用到綜合知識,對于學生而言具有一定難度.因此,教師有必要將具體項目細化為一系列具有邏輯性、遞進性的子任務,幫助學生明確每個階段的學習目標與方向[3].另外,為確保學生能夠順利完成任務,教師還需提供相應的提示性材料,引導學生學習的同時,彌補學生知識儲備的不足,助力其順利達成項目目標.針對上述提到的有關(guān)“城市景觀噴泉效果優(yōu)化”這一項目的目標和驅(qū)動性問題,教師可設置以下子任務,并提供提示性材料.
任務一:噴泉拋體運動理論分析.運用拋體運動知識,分析噴泉水流的運動規(guī)律,確定影響噴泉高度、射程和形狀的關(guān)鍵因素.
提示性材料:參考教材中關(guān)于拋體運動的理論,回顧平拋、斜拋運動的公式推導過程;提供以往類似噴泉設計案例中對拋體運動分析的資料,設置問題:斜拋運動中初速度的水平和豎直分量如何影響噴泉射程與高度?引導學生思考分析.
任務二:場地環(huán)境因素考量.研究公園場地及周邊環(huán)境對噴泉拋體效果的影響,并提出相應的調(diào)整策略.
提示性材料:給出公園場地的詳細尺寸圖、周邊建筑分布及高度信息,以及水泵功率、管道布局信息.
任務三:噴泉動態(tài)效果設計.依據(jù)拋體運動規(guī)律,設計出能夠根據(jù)不同時段人流量變化的噴泉動態(tài)效果方案.
提示性材料:提供一些先進噴泉控制系統(tǒng)的工作原理介紹,以及其他城市景觀中動態(tài)噴泉的設計案例資料;提示學生可從改變噴射角度、水流速度等方面入手,通過編程控制或機械裝置實現(xiàn)動態(tài)效果.
任務四:節(jié)能優(yōu)化方案制定.在保證噴泉美觀效果的前提下,利用拋體運動知識設計節(jié)能方案.
提示性材料:提供關(guān)于噴泉能耗相關(guān)的研究數(shù)據(jù),如不同噴射高度、流量與能耗的關(guān)系,給出一些常見節(jié)能技術(shù)在噴泉設計中的應用案例,引導學生思考優(yōu)化拋體參數(shù)(如合適的噴射角度和水流初速度),以減少能耗并維持觀賞性.
4合理分組,互動性探究任務
項目式學習所涉任務通常具有綜合性特征,對于學生個體而言,獨立完成存在一定難度,因此,科學合理劃分探究小組顯得尤為重要.教師通過合理分組,能夠促使學生之間實現(xiàn)優(yōu)勢互補,增進互動交流.這不僅有助于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力,也能夠在一定程度上提升項目任務的完成效率.教師在分組時,需充分考量學生的學習能力、知識儲備以及性格特點等多方面因素,確保分組的科學性與合理性.分組完成后,教師應引領(lǐng)學生深入探究項目任務.
以“城市景觀噴泉效果優(yōu)化”項目為例,在項目啟動階段,教師可先引導學生回顧項目整體背景,明晰項目目標,以此激發(fā)學生的學習興趣與探索熱情.隨后,教師組織學生以小組形式開展任務探究.在項自學習過程中,學生需要先梳理拋體運動的基本理論知識,涵蓋平拋、斜拋運動的公式及規(guī)律等內(nèi)容.接著,學生小組要共同分析相關(guān)案例,并從中提煉可借鑒的經(jīng)驗.在此基礎上,各小組展開互動討論,教師可適時提出具有引導性的問題,如怎樣通過調(diào)整水泵功率與噴射角度,實現(xiàn)噴泉的動態(tài)變化?怎樣優(yōu)化拋體參數(shù),在保障噴泉美觀的前提下降低能耗?以此推動學生進行深入思考與討論.當各小組完成初步方案后,教師應引導組與組之間展開交流分享,相互提出意見與建議,從而進一步完善噴泉優(yōu)化方案.學生在探究與展示過程中,既能夠加深對拋體運動知識及其應用價值的理解,鍛煉模型構(gòu)建、邏輯推理以及交流合作等能力,又能夠增強質(zhì)疑創(chuàng)新的意識與能力.
5 完善評價,強化生成性成果
項目式學習旨在提升學生的綜合素養(yǎng),單一的評價方式難以準確衡量學生在項目中的表現(xiàn)與收獲,完善的評價不僅能精準反饋學生的學習情況,還能激勵學生積極參與,促進其自我反思與成長.教師應構(gòu)建多元化、全過程的評價體系,涵蓋學生在項目各階段的表現(xiàn),包括知識運用、團隊協(xié)作、問題解決等方面,同時注重對生成性成果的強化,鼓勵學生在探究過程中創(chuàng)新思維,充分挖掘并提升項目成果的價值.
在“城市景觀噴泉效果優(yōu)化”項目推進過程中,教師關(guān)注學生在各任務環(huán)節(jié)的表現(xiàn),評價學生對拋體運動知識的運用是否準確,能否正確分析影響噴泉高度、射程的因素.在小組討論時,觀察學生的團隊協(xié)作能力,是否積極發(fā)表見解、傾聽他人意見.考查學生能否依據(jù)場地實際情況,合理分析其對噴泉效果的影響,提出的調(diào)整策略是否具有可行性.教師通過課堂觀察、小組互評等方式,及時給予學生反饋與指導,幫助學生不斷改進.針對學生最終提交的噴泉設計方案,教師從多個維度進行評價,如方案中對拋體運動規(guī)律的應用是否科學合理,學生是否兼顧場地環(huán)境、動態(tài)效果、節(jié)能等要求.另外,在項目進行中,學生可能會產(chǎn)生一些獨特的想法或創(chuàng)意,如利用新型材料改變噴泉水流的特性以增強視覺效果,或設計出更智能的噴泉控制方式.教師要及時捕捉這些生成性成果,鼓勵學生深人探究,并提供必要的資源與指導,幫助學生完善創(chuàng)意并融入最終方案,提升成果的創(chuàng)新性與實用性,從而使學生在項目學習中真正實現(xiàn)知識的深化與能力的提升.
6 結(jié)束語
綜上所述,項目式學習為高中物理教學注人了新的活力.教師通過精心設計目標、情境架設、任務分解、小組分組、評價完善等一系列環(huán)節(jié),能顯著提升學生在物理學習中的參與度與自主性,幫助學生掌握物理知識,培養(yǎng)學生的問題解決能力、團隊協(xié)作能力及創(chuàng)新能力.在高中物理教學中,教師應該重視項目式學習的應用,結(jié)合不同教學內(nèi)容與學生實際情況,不斷探索更適宜的教學路徑,以促進高中物理教學質(zhì)量的持續(xù)提升,為學生的學習和發(fā)展奠定基礎.
參考文獻:
[1]韓冬.跨學科項目式教學案例探究:以“設計并制作氣動火箭彈”為例[J].物理教師,2024,45(11) :16 -20.
[2]范偉杰,桑芝芳.基于項目式學習的高中物理跨學科實踐活動教學設計:以“探究濃度對電解液電阻的影響”為例[J].物理教學,2024,46(06) :7 -11.
[3]吳志山.基于項目式學習的高中物理實驗探究教學:以“用發(fā)光二極管制作電源指示燈”為例[J].物理教師,2023,44(11):57-60.
[責任編輯:李 璟]