基于跨學科的物理項目式教學設計“環保小屋”＊

王思琪，崔虹云，魏曉琪

（佳木斯大學理學院，黑龍江 佳木斯 154007）

0 引言

為促進學生物理學科核心素養的發展，課程學習中倡導基于項目的學習或整合學習等方法，促進學生基于真實情境下學科和跨學科問題解決能力的發展，促進學生素養的發展[1]。以培養核心素養為目標的新課改為教學指明了方向，而核心素養的發展需要真實的情景，不是傳統的教師為學生創設的單一教學背景，故靠單一的學科知識很難發展學生的核心素養。而“跨學科——項目式”是培養核心素養的一個重要途徑。初中物理是研究物質世界的一門基礎學科，其與數學、思政等學科都存在著密切聯系，非常適合“跨學科——項目式”教學實踐。

1 “跨學科——項目式”的內涵

“跨學科——項目式”是一種新型的教學組織模式，以學生為主體，通過大單元主題式小組合作學習，在解決問題過程中，融入跨學科知識，打破學科之間的壁壘，培育學科綜合素養?！读x務教育藝術課程標準（2022 年版）》提出：“設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施，強化實踐性要求[2]?！笨梢姟翱鐚W科——項目式”具備以下特征：第一，知識的綜合性，“跨學科——項目式”涉及多個學科領域，不同于以往分科教學的單一學科內容，而是多門學科融合，組織成為新的學習內容。第二，學習的實踐性，眾所周知項目式學習具有實踐性，通過驅動性問題引導學生動手解決問題，培養學生實踐能力?？傊?，“項目式教學是學生綜合運用多學科學習成就進行自主學習的一種綜合性、活動性的教育實踐形態[3]?！?/p>

2 “跨學科——項目式”教學的優點

2.1 培養學生的科學精神和人文精神

“跨學科——項目式”教學能夠培養學生對科學的正確態度和求真務實的科學精神?！翱鐚W科——項目式”教學注重學生科學素養的培養，在“跨學科——項目式”教學過程中學生的目光和興趣躍出書本，課內學習與課外探究融為一體，學生內部釋放出求知的熱情、琢磨的能量和探究的潛質[4]。

“跨學科——項目式”教學對于人文精神的培養也有重要意義。物理學史本身可以激發學生的愛國情感以及追求真理的熱情。而“跨學科——項目式”教學通過讓學生動手操作、動手實驗更大程度地培養了學生求實、創新、奉獻的人文精神。

2.2 促進學生的知識遷移能力和創新能力

傳統教學實行分科教學，長久以往造成學科的分離，學生綜合分析問題的能力下降。物理作為一門自然科學與其他自然科學具有不可分割的聯系，當然其與人文科學也具有一定聯系，比如，物理學史的學習就涉及歷史與思政?！翱鐚W科——項目式”教學通過與其他學科相融合，促進學生的知識遷移。

知識經濟時代，需要的是創新人才。而現代教育卻用題海戰術抑制了學生學習新知識的興趣，使學生在學習中沒有得到心靈的飛翔，思想的靈動，智慧的啟迪，最終沒有了創造[5]。而“跨學科——項目式”教學以培養學生的探究與創新能力為目標，區別于傳統教育。

2.3 提高教師的教學能力與培養團體意識

“跨學科——項目式”教學對教師存在著較高要求，不局限于物理知識與教學方法，對于其他學科的知識教師也要具備。同時項目式學習過程中具有許多變數，教師的應變能力在此過程中也會有所提升。

“跨學科——項目式”教學需要教師團體協作，一個教師肯定不能具備所有學科的知識，因此需要教師團體之間相互配合，在此過程中教師的團體意識得到了培養。

3 “跨學科——項目式”教學的實施原則

3.1 結合學生實際

初中階段的學生在其認知及思維發展方面都有其特點。初中生年齡一般在13～15 歲之間，處于形式運算階段，具有抽象思維，能進行假設性思維，能做一定概括，且在八年級進行了一年的物理學習，有一定基礎。因此，在進行“跨學科——項目式”教學時一定要考慮學生實際情況，所涉及的驅動性問題要符合最近發展區理論，應該是“學生跳一跳可以夠得到”的，太過于簡單會讓學生沒有探究的欲望，太難又會讓學生失去探究興趣。此外，學生個體存在差異，設計時應考慮學生個體差異。

3.2 明確教學目的

教師需要明確“跨學科——項目式”教學的目的，不要為了跨學科而跨學科，這樣會造成教師與學生的負擔。大量的、內容不明確的“跨學科——項目式”課程會加重學生的學習壓力，甚至會導致學生知識混亂。因此，教師需要明確進行此類教學的目的為提高學生各方面的能力。

3.3 采取多元評價

第一，要對項目過程中的各個環節進行評價。對于方案設定、計劃實施、成果展示、交流合作等活動過程給予科學地評價。第二，要采取多種形式進行評價，應該將過程性評價與結果性評價結合起來，還可以采用學生互評、通過網絡平臺進行評價等方式。第三，評價主體要多元化，可以是班主任、學生、任課教師、家長以及社會人員。

4 “跨學科——項目式”教學設計

【項目背景】

習近平總書記曾提出：“綠水青山就是金山銀山”。本文以“設計環保小屋”為教學設計主題，以提高學生的實踐探究能力，發展學生核心素養，增強學生環保意識，設計過程中融合思政與藝術。以人教版九年級物理第二十二章——《能源與可持續發展》為主要教學案例，進行探究。在此之前學生已經學習過了家庭電路及安全用電相關知識，已經有了一定基礎。

【項目準備階段】

選擇項目主題：針對能源與可持續發展，初中物理課標要求能從能源開發與利用的角度體會可持續發展的重要性。設計“環保小屋”需要考慮到許多問題，例如：什么因素會影響發電效率？為什么實際發電量少于理論發電量？怎樣使“環保小屋”更加美觀？設計“環保小屋”的意義？這些問題涉及物理、藝術、思政。

制定項目目標：

物理概念：知道什么是一次能源和二次能源；知道可持續發展的重要性。

科學思維：通過“環保小屋”的制作，提高分析、歸納、整理能力。

科學探究：通過“環保小屋”的制作，提高學生科學探究能力與動手操作能力。

科學態度與責任：通過本節課，培養學生環保意識；培養學生團隊合作意識和與人交流能力。

驅動性問題在“跨學科——項目式”教學中起到引導學生的作用，要求問題有新奇感、可行性、價值感、情境化、倫理性和可持續性[6]。在“設計環保小屋”項目中設計的一級驅動問題和子問題如表1所示。

表1 “設計環保小屋”“跨學科——項目式”教學驅動問題及子問題

建立項目小組，每個小組的具體劃分遵循“男女人數平均、查找資料并進行梳理的能力互補、語言表達能力互補、學習積極性互補、實驗探究思維能力及動手能力互補”的基本原則[7]。

項目評價要采取多元評價，評價方式在“跨學科——項目式”教學中也十分重要。主要采取教師評價、學生評價、社會評價的形式。其中教師評價占40%，學生評價占40%，社會評價占20%。

【項目實施階段】

階段一：在這個階段教師為學生提供學習資料，在教師指導下學習相關知識，為后面的階段打下基礎。

教師為學生創設情境，播放人類利用能源的歷程以及太陽能、風能發電的原理，提出驅動性問題一和驅動性問題二及其子問題。啟發學生關注科學與環境之間的關系，引導學生認識到環境保護的重要性，認同人與自然和諧共生理念。

階段二：

任務1：通過查找資料了解“環保小屋”特點、原理。

學生根據書籍、網絡等途徑了解“環保小屋”特點、原理，分組討論設計思路。各組設計小屋圖紙，在班內分享，學生依據各組分享反思設計方案。

任務2：思考驅動性問題三、四：怎樣高效設計“環保小屋”？使用什么材料進行制作更加環保？什么因素會影響發電效率？使用什么裝飾“環保小屋”？

學生計算發電量，查閱資料，根據光照或風力，計算出最佳的位置及角度。撰寫設計方案，根據搜集的資料及向專家請教，分析實際發電量少于理論發電量的原因，想出解決辦法。通過裝飾“環保小屋”使藝術教育融入課堂，讓學生發現美、創造美。

【項目成果展示階段】

各小組進行成果展示，可以采用多媒體、圖片、實物模型、文字等多種形式，在展示過程中其他小組認真進行評價。

【評價產品與反思階段】

展示結束后各組進行組內及組間評價，進行自我反思。教師評價和反思教學過程，進行總結。

5 結語

為培養社會所需要的人才，順應物理核心素養要求，本文提出了基于跨學科的項目式教學并進行了“環保小屋”的教學設計，實現了物理、藝術與思政的有機整合。