项目式教学在高中物理教学中的应用研究

摘要：在高中物理学科的课堂教学活动中，项目式教学法能够从核心素养目标、学科竞赛活动等多个层面切入到教学环节中，并在构建真实教学情境的过程中，逐步突出学生的教学主体地位。项目式教学法的应用重点在于启发思维、强化物理观念以及科学探究能力，因此需要在项目任务驱动的基础上，逐步创新物理课堂的教学模式。本文将着重研究项目式教学在高中物理教学中的应用策略。关键词：高中；物理教学；项目式教学在对高中物理学科进行创新教学设计和实施的过程中，教师需要以核心概念、核心素养目标为导向，运用STEM教育理念和方法，构建项目探究教学情境。高中物理教师需要协助学生明确教学活动中的重难点，将驱动问题和任务目标进行关联分析，协助高中生逐步提升物理学科素养水平。高中物理课堂的项目教学模式，需要符合真实情境和课标改革要求。一、项目式教学在高中物理教学中的应用价值（一）引导自主学习与科学探究在高中物理课堂中，项目式教学模式的应用重点在于引导学生进行自主学习，并围绕具体教学目标进行科学探究，教师需要创新运用多种教学方法，调动学生的主观能动性，并鼓励其参与到物理实验等探究活动之中[1]。高中物理学科的抽象性特征和思维深度让部分学生产生了退缩心理，不利于高中生物理学习兴趣的培养和激发。在引导高中生进行自主学习的过程中，高中物理教师需要从科学探究活动的任务目标入手，将项目式教学模式渗透到课堂教学活动之中。不同物理项目的科学探究目标存在一定差异，是激发学生自主学习的关键切入点，尤其在对运动和力、电磁场等重点教学内容进行课堂组织设计的过程中，教师需要从多个角度引导学生进行自主学习和科学探究。高中生对部分物理现象和案例问题的认知存在偏差，因此会直接影响其解题逻辑思维能力的培养效果，高中物理教师则需要结合学生的自主学习和科学探究特点，为其量身定做物理项目任务和教学目标，协助其逐步完善物理学科的知识体系并强化应用思维[2]。（二）激发学生的探索兴趣在高中物理学科的课堂教学活动中，学生需要从认识世界延伸到探索世界，并需要在STEM教育理念的支撑下，与高中物理教师共同完成科研项目或者课题，在逐步激发学生探索兴趣的过程中，高中物理教师需要以项目任务目标为导向，引导学生逐步掌握科学的探索思路和技术方法[3]。高中物理教师会根据学生的学科知识基础掌握情况，为其收集适当难度的项目任务或者案例，并组织学习小组共同探究物理项目或者科研课题。部分高中生在参与物理学科竞赛活动的过程中，会对特定情境、案例和问题进行深层次理解，并在科学探究和实验验证分析的过程中，逐步掌握物理学科的发展规律。高中物理教师需要逐步激发学生的探索兴趣和自主性，并关注学生在物理实验探究过程中的项目意识、成果分析能力。高中物理教师在构建项目探究情境的过程中，会以一系列问题为课堂导入，并鼓励学生想象联想，并将物理猜想、现象问题和本质概念等内容有机融合，在探索学习过程中逐步掌握物理学科的知识点和思维发展规律[4]。（三）理论与实践的有机结合在高中物理课堂的教学活动中，通过理论与实践的有机结合，能够让高中生对物理学科知识体系进行整体认知和建构，并在建构主义理论的支撑下，体现物理观念和科学思维的重要性[5]。高中物理教师在收集教学资源的过程中，需要以发展科学思维以及科学探究素养目标为导向，将物理观念融入教学情境和课堂互动环节中。理论与实践的有机结合，有助于高中生在学习物理知识、实验现象和科学探究方法的过程中，逐步掌握物理学科的发展规律，并将实际生活中比较常见的案例现象和问题关联到物理课堂中。高中生需要在教师的创新引领下，逐步掌握物理学的知识点，将知识巩固内化和迁移拓展方法体现在物理课堂之中。理论与实践的有机结合，是逐步强化高中生物理认知和思维发展的重要前提，但是高中物理教师需要将知识技能、思想方法、情感态度价值观等教学目标设定在适当范围之内，避免部分学生好高骛远，难以掌握物理学的知识点和科学探究技能。二、项目式教学法的应用步骤（一）情境导入，明确任务在实际应用项目式教学法之前，教师需要通过情境导入等方式，明确项目任务和主要目标，并有效激励学生参与到项目探究等自主学习环节中。在进行情境导入的过程中，教师可以通过较为具体的问题，鼓励学生联想和思考，并結合本课教学内容，大胆猜想或者提问。在逐步明确项目任务和目标的过程中，教师需要与学生以及小组进行沟通交流，才能快速了解到课堂教学活动的实施进度是否符合学生的实际需求。项目式教学法需要逐步突出学生在课堂中的教学主体地位，因此需要从学习任务的认知、思维发展和情感价值观等目标入手，将科学探究活动或者自主学习过程分解到多个阶段中。学生对特定教学情境和课堂导入方式的理解存在一定差异，因此教师在进行情境导入的过程中需要时刻关注学生的行为表现和思维动向，才能评估学习目标和项目任务是否过难或过于简单。情境导入和明确任务是并行的，会直接影响学生对项目的整体认知和理解水平。（二）收集资料，制订方案收集资料并制订项目方案，是评估高中生课前预习和准备工作成果的重要依据，教师需要对具体项目的学习难度、探究方法、探究目标等内容进行分层设计，协助学生明确相关文件资料的适用性，并在制订方案的过程中，以小组为单位分配具体的学习内容。收集资料能够协助高中生明确项目探究学习的具体方向，并可以在小组讨论的过程中集思广益，将文件资料、多媒体教学资源整合到一起。在制订项目方案的过程中，高中生需要从方案中筛选出难度适中、可行性较强的探究方法、学习路径等内容，并围绕学科核心素养或者具体案例问题，拓展延伸出科学探究活动的实施思路。收集资料并制订出可行性较强的项目方案，是协助其他小组成员明确项目实施目标的关键，同一个小组需要分配不同的角色和学习内容，组间同质组内异质的基本原则会体现在项目探究活动之中。收集资料并制订合理的项目方案，有助于高中生明确教学活动和项目探究过程的关联性，并逐步完成项目学习和科学探究目标。（三）自主协作，具体实施在项目式教学法中，通过自主协作的学习方式，能够将项目的具体实施过程记录在表格或者文档中，协助高中生明确项目探究和学习思路，但是在自主学习和合作探究的过程中，教师需要关注学生的学习习惯和思维方法是否存在偏差。自主学习和协作探究环节，是影响项目学习进度的主要因素，高中生的独立思考能力会体现在自主学习环节中，其小组沟通和互动交流成果会集中于协作探究环节。在对项目具体实施过程进行全程记录分析的过程中，教师需要重点关注学生在两个环节中并未完全解决的问题，并需要将点拨指导、过程检查等教学工作体现在协作环节中。教师需要详细分类学生能够独立完成的项目部分，并对小组成员的互动交流、互帮互助过程给予正向评价。教师在鼓励支持学生独立思考和合作探究的过程中，需要明确具体的项目内容和学习目标，并关注学生的项目完成情况以及探究进度，避免部分学习小组的协作探究进展过于缓慢影响项目完成效果。（四）呈现结果，修正完善在项目式教学方法中，学生可以在呈现结果的过程中，逐步修正和完善项目学习内容，并在对应学科核心素养目标和知识技能的过程中，逐步理解并掌握更多课程知识点，将其实践应用到项目任务中。教师则需要搭建起呈现项目学习成果的平台渠道，将信息技术、多媒体资源融入成果展示平台中。在具体呈现项目学习成果的过程中，师生之间的互动和沟通交流是必不可少的，教师则需要与同组学生一起思考项目学习过程中收获的经验和心得。在修正并完善项目的过程中，教师和学生需要持有共同学习、共同进步的思维模式，才能在循序渐进完成项目学习内容的过程中，收获更多经验和知识技能。呈现结果是修正完善的重要前提，学生会根据自主学习和协作探究过程中所获得的经验，将思维提升、知识技能、情感态度价值观等多个层面作为成果展示的重要内容。学生与教师在成果展示过程中所扮演的角色有所不同，教师需要突出学生的主体地位，并鼓励其进行自评、小组互评，将多元化的项目评价机制融入成果展示环节中。三、高中物理项目化教学的实施步骤（一）明确主题，制定项目任务结合高中物理学科的课程性质与总目标，物理教师会合理设置研究性学习的课题库，并从中筛选学生感兴趣的项目主题，与小组成员共同商定如何实施项目实践活动。首先，明确主题需要迎合高中生的物理研究与学习需求，主题引领下的项目任务，会有效激发学生的科学探究意识和问题思维，并有助于学生的思维发散，增强对某类知识点或者板块的整体性探究学习。高中生容易接触到的项目主题，例如，高科技物理在生活中的应用、家电发展史及其发展前景等，均会影响学生的项目任务完成效率。根据高中物理学科的不同知识模块，学生可以从某个角度开展科技项目的自主研究或合作研究活动，并在项目任务书中详细阐述较为合理的研究步骤和实施方案。在明确的项目主题下，高中生会与物理教师进行定期沟通交流，将目前已经完成及仍未完成的项目任务计划进行共享，并让教师给予适当的项目指导。递进式的项目研究主题，会循序渐进地培养学生的科学探究思维，并快速形成物理学科的项目思维模式。（二）组织项目实践活动在项目启动之后，物理教师会与学生小组共同商定，项目计划中是否存在不足之处，并定期组织学生进行成果汇报，按照既定计划完成项目研究任务即可。对于高中生而言，端正的项目实践态度与科学探究思维是相辅相成的关系，因此物理教师会侧重于学生遇到了哪些问题，并在项目实施的不同时期制订出科学合理的解决方案。结构化的项目实施过程中，会凸显学生的主体角色，与此同时，物理教师会重点关注学生是否将项目任务目标与学习活动紧密结合起来。根据不同小组的项目活动计划，物理教师会依据学生投票选择的主题，对项目实施阶段进行合理规划。不同小组的项目实施成果与展示方式可以不相同，因此充分体现出项目式学习的灵活性、实践性、探究性等特点。物理教师会关注学生，在项目实施的不同阶段内，是否能够积极主动地提出问题，并集成众人的智慧解决问题。在部分项目任务中，学生们会遇到跨学科的难题，此时物理教师会与其他学科教师通力合作，协助学生快速完成物理模型的建立与问题解析任务。（三）成果展示与总结评价在不同主题的物理项目中，高中生所呈现出的项目成果与项目实施过程、项目任务书的对应关系，会直接影响评价结果的准确性。在不同类型的研究项目中，高中生会将论文、科学画报、演示文稿、读书笔记等多种汇报形式呈现在物理课堂上，展示项目成果并与其他学生共同探讨遇到了哪些问题，分享本小组的解决方法。高中物理教师会从学科核心素养等多个维度，给予学生个人、小组两个方面上的评价结果，并鼓励项目小组的每个成员参与到总结评价环节中。高中生所在的物理项目小组，会将最终成果展示出来，并选择一个汇报人，将项目实施过程表述清楚即可。鉴于此，高中物理教师会将人际交流能力、查阅资料能力、信息整合能力、创新质疑能力、个人学习能力、表达交流能力等，作为总结与评价的主要对象。高中物理教师会客观表扬项目实施过程中某些学生的优异表现，并促进小组内部的良性竞争，充分运用个人积分制、小组积分制，激励高中生参与项目研究课题。不同项目小组的学生，可以与物理教师进行定期交流反馈，将项目实施状况与进度分享给教师。四、项目式教学在高中物理教学中的应用（一）研读教材，精心设计问题在高中物理课堂教学活动中应用项目式教学方法，教师需要重点研读教材，并在精心设计问题之后引导学生参与课堂互动和协作探究环节。以人教版高一必修第一册教材为例，在對运动的描述等教学内容进行项目式教学设计的过程中，教师需要精心设计与速度、加速度这两个物理量相关联的问题。例如，速度在描述位置变化快慢的过程中，是否需要在同一个参考系中才有意义？在计算物体运动速度的过程中，速度的快慢与时间差值是否有一定联系？高中物理教师在研读教材的过程中，需要从学生的问题认知和分析角度设计问题，并将物理课堂中的学习项目、实验课题作为课堂导入内容，构建物理教学情境，将速度和加速度所表征的物理现象、本质原理等内容进行对比分析。研读教材是问题设计和情境创设的重要前提，并且需要鼓励学生自主预习，将微课短视频等多媒体教学资源共享到学生的学习软件中，协助其了解速度和加速度这两个基本的物理量。（二）融合情境，发布项目任务在高中物理课堂中应用项目式教学法，需要融合具体教学情境和内容目标，积极发布项目任务，并结合高中生对物理学科的整体认知和理解水平，在循序渐进原则上激发学生学习兴趣。以人教版高一必修第一册教材为例，在对相互作用——力等教学内容进行项目式设计的过程中，需要融合物理力学的教学情境，将常见的重力现象、弹力现象、摩擦力现象直观展现在学生面前，引导学生进行分组探究和实验验证。融合具体物理情境发布项目任务，可以从力的相互作用特点入手，学生会对感兴趣的苹果落地、飞机起飞、弹簧小车以及登山运动等科学探究项目进行独立分析。在引入牛顿第三定律的过程中，需要将力的相互作用现象作为课堂导入，在发布项目任务的过程中，逐步激发高中生的求知欲和探索欲，并鼓励学生运用科学实验验证自己的猜想，并在小组交流和沟通互动的过程中，逐步完善项目探究方案和实施路径等内容，按照顺序完成项目学习目标。（三）分层教学，制订学习目标在高中物理课堂中应用项目式教学法，需要以分层教学模式为基础，协助高中生制订难度适中的物理学习目标，并将项目学习成果反馈到学习平台软件中，培养学生的物理学习习惯和思维模式。以人教版高一必修第二册教材为例，在对抛体运动等教学内容进行项目设计的过程中，高中物理教师需要以分层教学形式为基础，协助各小组同学制订本章节的学习目标，并将平抛运动的探究实验作为进阶层次学生的主要学习内容。在协助基础层次学生巩固基础知识的过程中，需要将曲线运动规律作为项目方案的制订依据，协助其对不同抛体运动过程进行力的合成和分解，才能将重力、水平方向上的作用力等知识点融入项目探究活动之中。进阶层次学生需要以实验项目为主进行自主学习和科学探究，教师可以为学有余力的高中生安排学科竞赛活动中的实验课题，将抛体运动的基本规律等知识点融入课题项目中，协助其进行知识拓展和迁移。（四）围绕素养，开展探究协作在高中物理课堂的项目式教学模式中，教师需要围绕学科核心素养，引导学生开展探究协作活动，并需要以开放式的设问形式为核心，鼓励学生积极参与到课堂互动和小组交流环节之中。以人教版高一必修第二册教材为例，在对生活中的圆周运动等教学内容进行项目设计的过程中，教师需要鼓励不同学习小组制订项目方案，并在课余时间收集常见的圆周运动，例如花样滑冰、冲浪、过山车、大摆锤或者其他圆周运动的娱乐设施。围绕物理学科的核心素养目标，开展项目探究和小组协作活动，是逐步激发高中生物理学习兴趣的关键，但是教师需要保障学生在项目探究过程中的人身安全，避免其在小组协作探究环节中产生运动损伤和突发意外等情况。围绕物理学科的核心素养目标，例如物理观念、科学思维和科学探究目标，开展项目探究和小组协作活动，是引导学生理论与实践有机结合的关键，因此很多学生能够在项目实施过程中掌握圆周运动中的向心力和向心加速度变化规律。（五）创新实验，提高实践能力在高中物理学科的项目式教学模式中，教师需要创新课堂中的实验形式，逐步提高学生的实践能力。以人教版高一必修第三册教材为例，在对导体电阻率的測量等电学实验进行创新设计的过程中，高中物理教师需要明确实验目标，将电阻率的测定对象为同一段导体这一个基本条件前置到实验教学情境之中。在项目式教学模式中，高中生能