江德如 林欽

摘? ?要：STEAM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力，項目式學(xué)習(xí)是通過提供真實的探究式活動來突出學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)方式。從課堂教學(xué)、科技制作和生活實踐三方面介紹三明市列東中學(xué)物理組將STEAM理念和項目式學(xué)習(xí)相融合，開展一系列項目式學(xué)習(xí)活動的教學(xué)實踐與成果，為課程實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：初中物理;steam ;項目式學(xué)習(xí)

引言

科學(xué)探究是物理課程的重要內(nèi)容， 它貫穿于物理教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。而項目化學(xué)習(xí)（Project-based Learning，簡稱 PBL），是以學(xué)科的概念和原理為中心，學(xué)生通過參與真實的活動項目，進行調(diào)查、研究、協(xié)作，最終形成產(chǎn)品或解決問題，從而建構(gòu)知識的學(xué)習(xí)活動?；诮?gòu)主義學(xué)習(xí)理論和多元智力理論 ，可以認(rèn)為物理教學(xué)就是以任務(wù)為驅(qū)動的項目學(xué)習(xí)，它能促進學(xué)生自主投入學(xué)習(xí)，提高終身學(xué)習(xí)的能力和素質(zhì)。STEAM代表科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），藝術(shù)（Art），數(shù)學(xué)（Mathematics），把項目式學(xué)習(xí)和STEAM學(xué)習(xí)結(jié)合起來，打破學(xué)科間的壁壘，真正實現(xiàn)用物理知識解決實際問題。

初中物理項目化學(xué)習(xí)包括四個要素：一是具體的任務(wù);二是真實的情景;三是豐富的活動;四是有用的“產(chǎn)品”。我校物理教研組運用STEAM教育理念，從科技制作、生活實踐和課堂教學(xué)三方面進行了項目學(xué)習(xí)探索，滲透了以物理學(xué)科為主導(dǎo)的多學(xué)科融合理念，幫助學(xué)生在掌握學(xué)科知識的基礎(chǔ)上，提升解決實際問題的各項能力，培養(yǎng)審美能力和科學(xué)素養(yǎng)。

1? 以“課堂教學(xué)”為陣地進行項目式學(xué)習(xí)

1.1? 一節(jié)課解決一個“問題”

課堂教學(xué)中可以采用問題類項目學(xué)習(xí)。在“流體壓強與流速的關(guān)系”一課教學(xué)中，教師通過“一起海難事故背后的奧秘”串聯(lián)整堂課，從“奧林匹克號”的海難事故引入，提出“海難事故誰該負(fù)責(zé)”“背后真兇還有哪些罪行”“它也有可愛的一面嗎”等一系列問題串，引導(dǎo)學(xué)生不斷深入，層層思考。在“海難事故誰該負(fù)責(zé)”環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生通過模擬船吸現(xiàn)象的探究實驗，揭示了流體壓強與流速的關(guān)系;在“背后真兇還有哪些罪行”環(huán)節(jié)，同學(xué)們認(rèn)識了原來龍卷風(fēng)、河流漩渦和火車事故都是流體壓強與流速關(guān)系造成的危害;在“它也有可愛的一面嗎”環(huán)節(jié)，學(xué)生了解到原來噴霧器和機翼都利用了流體壓強與流速的關(guān)系。問題類項目學(xué)習(xí)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，構(gòu)建環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的教學(xué)結(jié)構(gòu)。

1.2? 一節(jié)課設(shè)計一個“產(chǎn)品”

課堂教學(xué)中可以采用設(shè)計類項目學(xué)習(xí)。在“變阻器”一課教學(xué)中，教師通過設(shè)計一個燈泡亮度控制器串聯(lián)了整堂課。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，學(xué)生需要經(jīng)歷“如何改變燈泡亮度”“如何改變產(chǎn)品電阻”“如何優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”“如何編寫產(chǎn)品說明書”等產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)。這樣就對應(yīng)地解決了物理教學(xué)中的“變阻器原理”“變阻器結(jié)構(gòu)”和“變阻器使用”等教學(xué)重點，突破變阻器如何變阻及使用方法等難點。學(xué)生在設(shè)計一個個產(chǎn)品的過程中利用物理、數(shù)學(xué)、工程學(xué)等知識完成了學(xué)習(xí)與探究，既充滿趣味又獲得成就，實現(xiàn)了生動高效的學(xué)科融合智慧課堂。

2? 以“科技制作”為載體進行項目式學(xué)習(xí)

2.1? 綜合實踐課上開展項目式學(xué)習(xí)

我校八年級物理教師兼綜合實踐活動課的教學(xué)工作，他們結(jié)合物理學(xué)科知識，在綜合實踐活動課上開展了許多相應(yīng)科技制作類項目學(xué)習(xí)活動。例如，結(jié)合聲學(xué)中的聲音的產(chǎn)生知識，組織學(xué)生開展“易拉罐口哨的制作”活動;結(jié)合光學(xué)中的平面鏡成像知識，組織學(xué)生開展“萬花筒的原理與制作”活動;結(jié)合力學(xué)中的重心與穩(wěn)度知識，組織學(xué)生開展“重力小制作”活動;結(jié)合機械中的杠桿知識，組織學(xué)生開展“投石機的原理與制作”活動;結(jié)合浮力中物體的浮與沉知識，組織學(xué)生開展“物體浮沉小制作”活動。通過綜合實踐活動課上的科技制作類項目學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對物理知識的理解，提升動手能力。

2.2? 科技周、文體周中開展項目式學(xué)習(xí)

物理教研組結(jié)合學(xué)校“科技文體周”物理學(xué)科活動，開展“孔明燈的制作及原理探究”“水火箭的制作與發(fā)射”和“轉(zhuǎn)化能量的神奇機器”等科技制作類項目學(xué)習(xí)活動。

在“孔明燈的制作及原理探究”項目學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生從物理學(xué)角度弄清了孔明燈的升空原理，知道了熱空氣可以增大孔明燈的浮力，當(dāng)浮力大于重力時，孔明燈就上升了;從工程學(xué)的角度選擇了制作孔明燈的材料，利用廢舊籮筐竹篾和超輕的拷貝紙巧妙制作孔明燈;從數(shù)學(xué)的角度理解了孔明燈的體積與面積的關(guān)系，明白孔明燈必須達到一定的尺度才有可能上浮;從藝術(shù)的角度美化孔明燈的設(shè)計，制作了充滿藏族文化特色的吉祥八寶孔明燈。整個項目學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生參加了四次活動，成功制作孔明燈上百架，核心素養(yǎng)得到明顯提升。

在“水火箭的制作與發(fā)射”項目學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生弄清了火箭升空的物理學(xué)原理，理解了反沖運動的知識、質(zhì)心、壓心的概念，了解到我國航天發(fā)展的最新成果。他們運用物理、數(shù)學(xué)、工程學(xué)等知識，利用廢舊可樂瓶自制了六十余具水火箭。在發(fā)射比賽中，同學(xué)們相互協(xié)作，利用自制的發(fā)射管，放飛手中的水火箭。還有部分動手能力較強的同學(xué)利用發(fā)條玩具、廢舊塑料袋制作了水火箭定時開傘裝置，實現(xiàn)了水火箭的定時、定點安全回收。在感受科技力量的同時，也增強了環(huán)境保護與資源再利用意識，并深深為祖國航天事業(yè)的快速發(fā)展感到驕傲。

在“轉(zhuǎn)化能量的神奇機器”項目學(xué)習(xí)活動中，同學(xué)們從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度理解生活中各種機器工作的原理與意義。同學(xué)還制作了如電動機、發(fā)電機、發(fā)動機、太陽能動力船、橡皮筋動力小車等“轉(zhuǎn)化能量的神奇機器”，實現(xiàn)了電能、機械能、化學(xué)能、內(nèi)能等能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移，思考了能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移過程中的效率問題，突破了物理教學(xué)中的重難點。

3? 以“生活實踐”為依托進行項目式學(xué)習(xí)

3.1? 在生活中尋找物理知識

老師引導(dǎo)同學(xué)們開展了“餐桌上的物理”生活實踐類項目學(xué)習(xí)活動。同學(xué)們通過觀察與思考，發(fā)現(xiàn)廚房中、餐桌上的物理現(xiàn)象并用所學(xué)物理知識進行解釋。有同學(xué)在吃“石鍋魚”的過程中發(fā)現(xiàn)盡管沒有火焰加熱，石鍋中的魚湯依然會沸騰，這個現(xiàn)象可以用熱學(xué)中的沸騰條件來解釋：水沸騰需要滿足達到沸點和持續(xù)吸熱兩個條件，雖然沒有火焰加熱，但由于石鍋的溫度高于魚湯的沸點，魚湯仍能從石鍋上吸熱，保持沸騰;有同學(xué)在吃海鮮時觀察到干冰產(chǎn)生的白色煙霧，這個現(xiàn)象可以用熱學(xué)中的物態(tài)變化來解釋：干冰升華吸熱降溫，空氣中的水蒸氣遇冷放熱液化形成小水珠;有同學(xué)觀察到蒸粽子時倒扣在粽子下的空碗中最后竟然有水吸入，這個現(xiàn)象可以用大氣壓的知識解釋：蒸好粽子后，碗內(nèi)水蒸氣液化，氣壓減小，外界更大的大氣壓將水壓入碗中。通過發(fā)現(xiàn)并解釋生活中的物理現(xiàn)象，滲透了從生活走向物理、從物理走向社會的教育理念，增強了同學(xué)們的實踐意識。

3.2? 用物理知識探究生活中的物理

老師還通過指導(dǎo)學(xué)生針對生活中的物理問題進行了更加深入的研究，并撰寫研究論文。例如“微波爐不同火力檔的加熱情況探究”“物體落入水中濺起水花的程度探究”“探究鹽水沸點與濃度的關(guān)系”“探究酸度與水果電池電流、電壓的關(guān)系”“關(guān)于野外多方式手機充電器的研究”“液體表面張力探究”“初步探究過冷水現(xiàn)象”“建模分析與探究：走鋼絲的受力分析”“吉他泛音的物理原理之淺析”“論‘慣性與速度”“單擺中的物理”“關(guān)于‘用帶小孔紙片托水”實驗原理的探究”“探究影響凸透鏡聚光能力的因素”等論文均在全國數(shù)理化競賽中獲獎。在研究過程中，同學(xué)們對于控制變量法和轉(zhuǎn)換法等物理研究方法有了更深刻的認(rèn)識。

無論是融合STEAM理念，還是開展項目式學(xué)習(xí)，都能為新課程理念下的初中物理教學(xué)提供一種新選擇， 它不同于我們傳統(tǒng)的教學(xué)方式，它能打破學(xué)科間的壁壘，結(jié)合生活實踐創(chuàng)設(shè)真情境、解決真問題，用物理主導(dǎo)、多科融合的方式全面提升學(xué)生綜合素養(yǎng)，值得我們深入研究和探索。