基于项目式学习的初中物理力学概念教学策略实证研究

引言

物理作为初中科学教育的重要组成部分，力学概念是其核心内容之一。然而，传统的物理教学往往侧重于知识的灌输，学生在学习过程中缺乏主动探索和实践，导致对力学概念的理解停留在表面，难以灵活应用。项目式学习作为一种以学生为中心的教学方法，强调学生在真实情境中通过解决实际问题来学习知识和技能。将项目式学习引入初中物理力学概念教学中，有助于提高学生的学习兴趣和参与度，促进学生对力学概念的深入理解和应用。

一、项目式学习概述

( 一）项目式学习的定义

项目式学习（Project - Based Learning，简称 PBL）是一种教学方法，它要求学生通过长时间的调研、设计、实施和评估等过程，来解决一个真实世界中的问题或完成一个具体的项目。在这个过程中，学生主动获取知识、应用知识，培养解决问题的能力和团队合作精神。

（二）项目式学习在物理教学中的优势

在物理教学中，项目式学习通过真实任务将抽象知识具象化。以桥梁模型设计为例，学生需分析桥体受力，理解支持力与重力的平衡关系；通过调整结构角度与材料分布，掌握力的合成与分解；在测试承重过程中，观察形变与稳定性关联，深化对力作用效果的认识。同时，动手搭建促进实践能力发展，团队协作激发创新思维，问题迭代优化培养科学探究习惯，使力学概念在真实应用中内化为深层理解。

二、初中物理力学概念教学现状分析

（一）传统教学方法的局限性

传统讲授法下，教师单向灌输概念与公式，学生被动记忆，缺乏参与感。力的三要素教学脱离实际，学生难理解方向、大小、作用点的具体影响；平衡条件仅靠背诵，无法体悟受力分析的逻辑过程；实验环节缺失，导致知识孤立，难以形成整体力学框架，应用时举步维艰。

（二）学生学习力学概念存在的问题

学生对“力是改变物体运动状态的原因”理解不清，常误认为力是维持运动的原因；对惯性概念混淆，认为速度越大惯性越大；难以区分物体在不受力或受平衡力作用下的状态差异；在判断物体是否处于匀速直线运动或静止时，无法正确进行受力分析；面对实际情境如滑冰、刹车等，不能将牛顿第一定律与生活现象有效关联，导致理论应用困难。

三、基于项目式学习的初中物理力学概念教学策略

（一）设计真实的项目情境

教师应根据力学概念的教学目标，设计真实可感的项目情境。以“如何提高自行车刹车性能”为例，可将摩擦力概念拆解为：摩擦力的产生条件、影响因素（压力与接触面粗糙程度）、方向判断及其在制动中的作用。学生需分析刹车片材质、轮胎纹路等实际变量，通过对比实验测量不同条件下的刹车距离，理解变量控制与数据收集方法，进而优化设计。项目融合知识学习与实践操作，帮助学生从多角度建构摩擦力的完整认知。

（二）引导学生自主探究

在项目实施中，教师应分步引导学生自主探究：首先，明确问题，如“哪种桥梁结构承重更强”；其次，指导学生查阅拱桥、梁桥等结构特点，理解力学原理；接着，鼓励设计实验，用木条、纸板等材料搭

建模型，测试不同结构的稳定性；最后，分析数据，比较受力分布，总结结构与强度的关系。通过分解探究过程，学生逐步掌握知识，提升解决问题的能力。

（三）组织小组合作学习

小组合作学习的价值可拆解为三个层面：分工协作中，学生按设计、搭建、测试等角色明确职责，如在“制作简易起重机”项目中各司其职，增强责任意识；思维共享中，成员围绕摩擦力大小调控、杠杆支点位置选择等具体问题展开讨论，促进对力学原理的深层理解；交流反馈中，通过方案迭代中的表达与倾听，如优化吊臂结构时反复协商，既提升沟通能力，又推动知识内化与团队协作能力协同发展。

四、实证研究设计与实施

（一）研究目的

本研究旨在探讨基于项目式学习的初中物理力学概念教学策略的有效性，从学习动机、知识建构、实践应用与合作探究四方面展开：通过真实项目激发学生内在动机；引导学生在问题解决中自主建构力学概念；借助实验操作实现知识迁移；通过小组协作促进深度交流，进而对比其与传统教学在提升成绩、兴趣与理解力方面的差异。

（二）研究对象

选取某中学初二年级两个班级为研究对象，实验组实施项目式学习，围绕真实任务开展探究，注重动手实践与合作交流；对照组采用传统教学，以教师讲授为主，侧重知识点灌输。两组教学内容、课时安排保持一致，确保可比性，进而准确评估教学策略对学习效果的影响。

（三）研究过程

实验组分阶段开展问题分析、方案设计、模型制作与测试优化，将力的合成、平衡条件、材料强度等力学知识融入各环节；对照组按教材讲授概念并训练习题。前后测涵盖知识掌握与学习兴趣，数据可比，全面反映项目式学习在知识应用、探究能力与动机提升上的优势。

（四）研究结果与分析

实验组成绩提升源于项目中对力的合成、摩擦力与杠杆原理的实践应用，强化了概念理解；学习兴趣提高得益于真实任务带来的参与感与成就感；小组协作促进了知识交流与思维碰撞；持续优化模型的过程培养了问题解决与反思能力。这表明项目式学习通过多维度参与，有效提升力学知识掌握、应用能力与学习动机。

结论

本研究表明，基于项目式学习的初中物理力学概念教学策略是有效的。真实项目任务创设情境，激发学生探究动机；动手实践使学生在模型制作中理解力的合成与平衡条件；小组协作促进观点交流，推动思维深化；问题迭代优化过程培养反思与应用能力。该模式通过情境驱动、实践体验、合作探究与持续反馈，不仅提升成绩，更增强学习兴趣与知识迁移能力。

参考文献

[1] 黄路生 . 基于项目式学习的初中物理跨学科实践——以“制作隔音房间模型”为例 [J]. 湖南中学物理 ,2025,40(07):90-94.

[2] 叶晓辉. 初中物理跨学科项目式学习的实践研究[J]. 教育,2025,(19):31-33.

[3] 吴爱华 . 项目式学习：初中物理“跨学科实践”教学的有效方式 [J]. 初中生世界 ,2025,(24):76-78.