项目式学习，让物理实验更有料！（内附课堂教学视频）

原创：梁喆中小学数字化教学 2019-11-23

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数字化时代，对物理实验采取项目式和生活化教学是一项有益的尝试，有利于通过应用数字化技术构建学生的物理素养、信息素养，并逐步形成新的教学模式。

项目式学习（Project-basedLearning，简称 PBL）是一种动态的自主学习方法，是让学生通过完成某一特定“任务”，以最终能解决一个实际问题为核心，完成相关章节知识的教学。

笔者对初中物理实验教学中的创新与合作策略做了实践研究，并以“浮力的利用”为例，应用信息技术创新物理学习的方法与过程，为学生创造更具体的问题解决情境，为学生的项目式学习提供帮助，让学生在经历导入、设计、实施、展评等学习过程后，实现构建知识与提升能力的目标。

（课堂教学视频）

对项目式学习的认识

义务教育阶段，物理是一门注重实验的自然科学基础课程。此阶段的物理教学应让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题和解决问题的能力。初中物理实验教学应注重学生主动学习，倡导团队合作探究的方式。

项目式学习有助于学生逐步形成探索、质疑、合作、分享的品质，这正是当前教育改革所倡导的。将物理知识应用于生活实践，能充分体现项目式学习对物理实验生活化的重要意义。物理实验生活化教学与项目式学习的融合应用，可以突破传统课堂教学的时空局限，并且方式多样。在课堂教学中以生活常见物品为例创新物理实验，可充分体现学习者的自主与协作。

● 协作很重要

完成项目式学习的特定任务，团队协作尤为重要。在物理课堂教学中，教师与学生是最重要、最活跃的因素。学生如何有效学习知识并解决问题，需要教师指导。数字化时代，教师与学生面对的信息源是要等阶的，因而教师不能仅讲授知识，关键是把纷繁复杂的信息通过特定的设计，引导学生按照特定的轨迹开展学习，以培养学生解决问题的能力。

教师应与学生一起确定任务，通过开展项目式学习活动，让学生角色定位准确合理，将学生的学习兴趣、特长融合到未来发展中。在教学过程中，教师要尊重差异化和多样性，突出学生主体地位，特别应做好启发和指导工作，让学生自主探究并积极探讨。唯其如此才能，既张扬每个学生的个性，又发挥团队协作的优势，进而提高学生的自主学习能力。

● 融合是关键

优化任务驱动，多学科深度融合是关键。项目式学习与初中物理实验生活化教学融合，最大的特点是将物理学科教学转化为多个单一特定的“任务”。教师要精心设计每个单一的任务，组合形成一系列的任务群，构建一项具有实践意义的活动。在优化的任务驱动下，只有坚持团队协作研究，整合多学科知识，解决在真实的实践活动中遇到的问题，才能有效促进学生信息和学科核心素养发展。

开展项目式学习对时间的要求是很高的，教师需要给学生充分的时间准备和思考。因此，单一的课堂教学是不够的，教师需要强化多学科多维度的融合，课上课下统筹安排好“任务”，引导学生利用好课余时间，针对课程中某章节知识展开学习。

● 突破在综合

突破局限，需倡导综合革新。项目式学习是一种有别于传统课堂的深度融合的主题型教学，在这种模式下学生能运用信息技术融合不同学科的知识，建立系统的知识体系，培养学生解决问题的能力。初中物理本身是一门以实验为基础的实践性、综合性学科，教学过程中必定会出现较多实践性、综合性内容。

通过将项目式学习应用于初中物理实验生活化教学中，教师可以将教材中的实验与学生日常生活紧密地关联到一起，将抽象的、难理解的物理理论知识，生活化、具象化地呈现给学生，从而激发学生对物理课程的学习积极性。初中物理实验生活化教学中的项目式学习，可以跨越学科时空的局限，开展动态的、有弹性的学习。这需要教师对学生适度放手，对学生进行一定程度的指引就好。

在生活化教学中如何开展项目式学习

初中物理实验生活化教学中实施项目式学习，主要分为导入、设计、实施、展评四个方面。在此，以“浮力的利用”为例，进行探讨。

●“魔术”“异象”导入，增添项目式学习的兴趣点

初中物理的学习重在实验，实验的关键在于抓住学生的兴趣点。教师激发学生的兴趣，能够充分调动学生的积极性，发挥学生在学习过程中的能动作用。笔者通过微课展示并实际操作“魔术”和“异象”的小实验，吸引学生的眼球，吸引学生注意，把学生引导进入教师事先设计好的教学思路中，让学生在轨道内发挥想象并自主探究。教师根据学生的兴趣爱好，个性化编排相应的项目式数字化学习小组，对每个小组进行设置，选出组长、副组长并由他们做学习分工。

对于物理教学，学生主动探究是教师期待的目标。以“浮不起的乒乓球”为例，笔者在课前给学生准备丰富的多媒体课件和实验器具，让学生尝试、猜想、讨论“因何在瓶中的乒乓球不能浮起”。学生对现象充满好奇，兴趣徒增。

教师引导学生思考探讨，让学生很快理解了“此时的乒乓球未受浮力作用，而是受到水对它向下的压力作用”。当用手堵住瓶口的时候，乒乓球迅速浮起，说明它受到了浮力作用——浮力产生的原因是上下表面的压力差。笔者再用“浮沉子”来激励学生探究物体浮沉的原理，让学生分组实验，尝试制作“浮沉子”，理解原理，分析现象，讨论问题，亲身体会“物理从生活中来到生活中去”。

●“创新”“慎思”设计，增强项目式学习的操作性

开展项目式学习需要各小组根据自己的“任务”制订合理科学的计划，分组实验、探究，物理实验生活化教学的创新与合作恰巧符合这一点。

项目任务设计优劣的关键在于是否与我们的生活息息相关。在考虑诸多因素之后，笔者决定引导学生创新潜水艇的模型来展开第一个知识点操作。教师和学生做准备是需要时间的，所以笔者提前在平台上通知各个小组长安排相关的事项。笔者突出项目式学习的时空特殊性（不局限于课堂之上），实现“课前—课中—课后”系统化操作，增强项目式数字化学习的可操作性。小组经过热烈的讨论之后，最终确定用注射器来模拟潜水艇。

如何用注射器来模拟潜水艇，解决在实践过程中出现的问题？教师与学生共同思考。教师引导学生解决注射器不能竖直放置的问题。学生联想不倒翁的实例，考虑重心问题将细铁丝配重到注射器一端，使其在水中能够竖立。接着，通过改变注射器内部空气柱的体积，来使其上浮或下沉，得出潜水艇通过改变自身重力的办法来实现上浮下沉的原理。学生在讨论过程中，提出鱼是怎样在水中浮沉的问题，小组对这一问题展开拓展研究。结合生物知识，学生知道鱼有鱼鳔（在鱼的体内能改变体积），马上联想到鱼的上浮和下沉，通过气球、砝码、输液管、注射器来模拟具体的情况。

最终，学生解释了鱼是通过鱼鳔来改变自身的体积使浮力发生变化从而实现浮沉的。这样，形成了知识体系的对比，构建了跨学科的联系，具有很强的可操作性。

●“协作”“分组”实施，突出项目式学习的主题性

初中物理实验生活化教学注重学生的协作能力，强调分组实验。笔者在开展“浮力应用”教学中，还通过分组协作来培养学生的团队意识。在各小组开展学习的过程中，教师指导学生利用互联网积累资料处理信息，并及时关注各小组活动的进展。教师针对学生的学习主题布置真正的任务，学生通过学习完成任务——合理分工，实现人人进步。学生在研究过程中分享自己的经验，用他们特有的话语和交流方式展开灵活的协作，突出项目式学习的主题性。

例如，教师针对“轮船的原理”教学，播放轮船的视频后，要求学生分组探究。船是人们生活中比较常见的一种交通工具，大部分学生坐过船。船有大有小，教师不必囿于船浮于水面的具体知识，重在呈现船能浮于水面的真正原因。经过小组研究和准备，学生决定用锡箔纸叠船，来模拟轮船。锡箔纸是金属，密度比水大，单层放置在水中会慢慢沉入水底，可是将其叠成船的样式（或者是制造出很多空隙），它就会浮于水面。把船揉捏成团，锡箔纸还能浮在水面上，当用钳子把锡箔纸团压扁之后便沉入水底。一系列的现象让学生明白“空心”是轮船浮起的原因。可见，联系生活实际，发挥团队协作意识更能突出项目的主题。

●“互动”“互享”展评，呈现项目式学习的深度融合

教师运用“互联网 + 教育”思维及手段，可以将项目式学习深入融合到学科教学中，让师生、生生互动互享，展现项目式学习在初中物理生活化教学中的重要意义。学生利用 QQ、微信等网络工具，可突破时间空间的局限，实现时时互动、互享学习，小组间的交流互动也可以在群组里展开，研习成果也通过图片、视频等形式及时呈现。在教师引导下，学生自由发挥个性，发挥优势，在小组中角色定位准确合理，人人都可获得成功的喜悦。

教师向各小组分享热气球升空的视频，让学生思考其原理。学生通过网络开展小组讨论并得出结论：气球是加入了密度比空气小的气体，与飞艇相似，但热气球是通过加热的方式使得气体受热膨胀密度变小而升起的。现实生活中，很难找到或购置一个热气球来进行研究，学生通过分析生活中的常用物品，创新了这一实验——用食品袋和酒精灯模拟热气球的原理。食品袋中的空气在酒精灯加热下受热膨胀密度变小而迅速上升，升空后温度降低，密度变大在重力作用下，又开始下降，此过程恰好与热气球的浮沉原理相似。学生联想孔明灯就是这样的原理，并针对孔明灯展开探讨。考虑安全隐患，不能随便放孔明灯，笔者更多的是融合开展环保教育、消防安全教育，并鼓励感兴趣的学生利用相关软件开展虚拟的数字化实验。

“浮力的利用”教学实践证明：应用数字技术和生活化场景可以创新学生对知识的学习方式，培养学生解决实际问题的能力，构建跨学科知识融合的综合能力，革新传统物理课堂教学，以物理实验生活化教学回归物理本真。

（作者系山东省淄博市淄川第二中学教师）