缩略图
Teaching and Research

指向核心素养下初中物理项目式学习单元设计的有效策略

作者

黄坤新

福建省平和第一中学 363700

一、情境创设:构建真实问题空间,激活物理观念生长点

情境创设是项目式学习单元设计的起点,其核心在于将抽象物理概念转化为具象生活问题,帮助学生建立“物理与生活”的认知联结。例如,在“家庭电路安全设计”项目中,教师可引导学生观察家中电路布局,记录电器使用频率与功率分布,进而提出“如何优化电路布局以降低安全隐患”的驱动性问题。此类情境设计需遵循以下原则:

首先,情境应具备认知冲突性。当学生发现传统电路布局存在过载风险时,其原有认知平衡被打破,从而产生探究动机。例如,某学生发现厨房中微波炉与电饭煲共用同一插座,在同时使用时插座发热明显,这一现象直接挑战了其“电器可随意插接”的朴素观念,为后续学习短路保护原理奠定基础。

其次,情境需蕴含跨学科要素。现代家庭电路设计涉及电能计量、材料选择、美学布局等多领域知识,教师可引导学生运用数学计算电器总功率,结合美术知识设计电路走线图,在物理学科主导下实现多学科知识融合。这种设计不仅拓宽了问题解决路径,更培养了学生系统化思维。

再者,情境应具有动态生成性。随着项目推进,新问题不断涌现:如何选择合适规格的保险丝?地线接驳不规范会导致哪些后果?这些衍生问题促使学生在真实情境中持续深化对电流、电压、电阻等核心概念的理解,形成“问题—探究—新问题”的螺旋式认知发展模式。

学态度。

三、资源整合:构建开放学习生态,提升实践创新能力

项目式学习对资源依赖度较高,有效整合校内外资源是保障项目质量的关键。学校实验室应突破传统功能定位,向“创新工坊”转型。例如,在“智能家居系统设计”项目中,实验室可提供传感器套件、编程开发板等硬件资源,同时配备3D 打印设备支持学生制作模型。这种“硬件 + 软件 + 制造”的一体化环境,为学生将创意转化为实物提供了可能。

网络资源利用需注重筛选与引导。教师可建立分级资源库:基础层包含物理仿真实验平台、学术数据库链接;进阶层提供开源硬件社区、创新案例库;拓展层则引入科技前沿动态,如量子计算、核聚变等。在“新能源利用”项目中,学生可通过资源库了解光伏发电原理,参考开源社区的太阳能追踪系统设计,最终结合本地光照条件提出优化方案。这种“站在巨人肩膀上”的创新模式,降低了技术门槛,提升了项目可行性。

校企合作是拓展资源边界的重要途径。与电力公司合作开展“安全用电宣传周”活动,学生可实地参观变电站,听取工程师讲解高压输电技术;与科技企业共建“创客空间”,学生能接触工业级传感器,学习物联网协议开发。这种真实职业场景的浸润,不仅丰富了学生的技术认知,更使其深刻理解物理知识的社会价值。

二、任务驱动:设计阶梯式探究链条,培育科学思维品质 四、评价机制:实施多元动态评估,促进核心素养全面发展

任务设计是项目式学习的骨架,其质量直接影响学生思维发展深度。有效的任务链条应呈现“低门槛—多层次—高思维”的特征,具体表现为:

在“简易电动机制作”项目中,初始任务可设定为“利用现有材料使线圈持续转动”,该任务仅需学生掌握磁场对电流作用的基本原理,属于概念应用层面。随着项目深入,任务难度逐步升级:第二阶段要求“通过改变线圈匝数观察转速变化”,引导学生探究电磁感应强度与线圈参数的关系;第三阶段则提出“设计节能型电动机”,迫使学生综合考虑材料成本、能量转化效率等多维因素。这种阶梯式设计使不同认知水平的学生均能找到切入点,同时为学有余力者提供拓展空间。

任务设计需注重思维可视化工具的运用。在“光的折射探究”项目中,教师可要求学生绘制光路图,标注入射角、折射角等关键参数,并通过几何作图验证斯涅尔定律。这种将抽象物理规律转化为可视图形的过程,不仅强化了学生对折射本质的理解,更培养了其逻辑推理与数学建模能力。此外,思维导图、概念图等工具的运用,有助于学生梳理知识脉络,构建结构化认知体系。

批判性思维培养应贯穿任务全过程。在“桥梁承重设计”项目中,教师可故意提供存在缺陷的参考方案,如未考虑材料弹性形变的静态模型。学生通过压力测试发现理论值与实际值的偏差,进而质疑初始假设,重新审视材料力学特性与结构稳定性关系。这种“设疑—验证—修正”的循环,使学生逐步形成“大胆假设,小心求证”的科

传统纸笔测试难以全面反映项目式学习成果,需构建“过程性 + 终结性”“自我 + 他人”的多元评价体系。过程性评价应关注学生参与度、协作能力、问题解决策略等维度。例如,在“自制望远镜”项目中,教师可通过观察记录表评估学生:是否主动查阅资料、能否有效沟通设计思路、遇到镜头畸变时采取何种调试方法等。这种即时反馈机制,使学生及时调整学习策略,保持持续探究动力。

终结性评价需突破单一作品展示模式,引入“答辩会 + 路演”等形式。在“环保材料研发”项目结题时,学生团队需向“企业代表”(教师扮演)陈述研发背景、实验过程、成本分析等内容,并回答关于材料耐久性、规模化生产等质疑。这种高仿真场景训练,不仅检验了学生的知识掌握程度,更锻炼了其表达沟通与临场应变能力。

自我评价与同伴互评是培养元认知能力的重要手段。教师可设计反思日志模板,引导学生记录:在项目中最具挑战性的任务是什么?采取了哪些策略克服困难?与团队成员协作中有哪些收获?同时,通过“ 3+1 ”评价法(三条优点 + 一条改进建议)开展同伴互评,促进学生相互学习与共同成长。这种评价方式使学生从被动接受评价转变为主动参与者,逐步形成自我监控与调节的学习能力。

参考文献

[1] 王飞 . 浅谈如何以项目式学习优化初中物理教学 [J]. 名师在线 ,2024,(36):59-61.

[2] 黎艳梅 . 项目式学习提升初中物理学习兴趣的实践探究 [J]. 新课程教学 ( 电子版 ),2024,(22):82-84.