摘" 要：《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，要“引導(dǎo)學(xué)生了解我國古代和現(xiàn)代的相關(guān)科技成就，體會(huì)中華民族的智慧，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的責(zé)任感與使命感”。以中國古代典籍《武備志》和《火龍神器陣法》為研究資料，以中國航天博物館為實(shí)踐場所，開展一系列活動(dòng)，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)我國古代科技發(fā)明中感到自豪，體會(huì)物理學(xué)對人類生活、工程實(shí)踐和社會(huì)發(fā)展的影響，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火箭技術(shù)；項(xiàng)目學(xué)習(xí)；物理課程標(biāo)準(zhǔn)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）提到：遵循初中學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生生活，關(guān)注學(xué)習(xí)生長點(diǎn)，以具體事實(shí)、鮮活案例、生活經(jīng)驗(yàn)和基本概念等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考。［1］課程要注重時(shí)代性，加強(qiáng)與生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的聯(lián)系，凸顯我國科技成就，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)文化自信，樹立科技強(qiáng)國的遠(yuǎn)大理想。教師結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，以火箭為研究對象，以中國航天博物館為實(shí)踐基地，以中國古代典籍《武備志》和《火龍神器陣法》為研究資料，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生多元發(fā)展。現(xiàn)將實(shí)踐活動(dòng)開展的具體做法闡述如下。

1" 活動(dòng)載體的選擇

1.1" 為什么選擇火箭

1.1.1" 火箭在中國有著悠久的使用歷史

通過查找資料可知，火箭在三國時(shí)期就有相應(yīng)記錄?！度龂尽の簳っ鞯奂o(jì)》里記載：“亮自以有觿數(shù)萬，而昭兵才千余人，又度東救未能便到，乃進(jìn)兵攻昭，起云梯沖車以臨城。昭于是以火箭逆射其云梯，梯然，梯上人皆燒死。”但那時(shí)的所謂“火箭”，只是在箭桿靠近箭頭處綁縛浸滿油脂的麻布等易燃物，點(diǎn)燃后用弓弩發(fā)射出去，用以縱火。

隋唐時(shí)朝，火藥被發(fā)明出來；唐末，火藥開始用于軍事；宋元時(shí)期，火藥在軍事上廣泛應(yīng)用，這使得“火箭”逐漸真正成為了一種熱武器！

例如在宋、金、元的戰(zhàn)爭中，就出現(xiàn)了“飛火炮”“霹靂炮”，和現(xiàn)代的火焰噴射器相似，這些武器也是靠燃燒殺傷敵人。公元1232年（宋理宗紹定五年），宋軍保衛(wèi)汴京（今河南開封）就大量使用“霹靂炮”對抗元軍。

元、明戰(zhàn)爭時(shí)期，明軍廣泛裝備了熱兵器“火箭”，［2］《明實(shí)錄》中記載：“辛卯（洪武四年六月，公元1371年），德慶侯廖永忠進(jìn)兵瞿塘關(guān)……發(fā)大炮，火筒，夾擊，大破之。其將鄭興中火箭死?！?/p>

1.1.2" 火箭蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)

從力學(xué)方面來看，火箭發(fā)射涉及物體間力的作用的相互性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上體現(xiàn)力的平衡關(guān)系；從能量角度看，燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為物體的機(jī)械能。另外，現(xiàn)代火箭的原理和古代火箭的原理類似，現(xiàn)代火箭和火箭炮仍然在使用古代“火箭”的技術(shù)，例如多聯(lián)裝、二級(jí)動(dòng)力、返回式等技術(shù)。所以研究古代火箭能夠讓學(xué)生由淺入深地了解現(xiàn)代火箭以及航天技術(shù)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

1.2" 為什么選擇中國航天博物館

1.2.1" 交通便利

中國航天博物館坐落于北京中軸線、天安門南約十公里處的中國航天發(fā)祥地——中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院內(nèi)，周邊有多條普通公交線路，另外快速公交1號(hào)線、地鐵8號(hào)線均在附近有站點(diǎn)，所以無論是學(xué)生自行參觀還是集體組織參觀都比較方便。

1.2.2" 規(guī)格較高

中國航天博物館是展示中國航天科技與成就的專業(yè)博物館，是中國航天對外宣傳與展示的窗口，曾被評選為“中央國家機(jī)關(guān)思想教育基地”“全國科普教育基地”“北京市青少年科普教育基地”“科學(xué)家精神教育基地”等，并多次被評為北京市先進(jìn)科普工作集體。

1.2.3" 種類豐富

中國航天博物館建筑面積3500平方米，展陳面積達(dá)10000平方米。這里記載著中國航天的歷史變遷，展廳內(nèi)通過詳實(shí)的圖文史料、豐富的館藏展品、現(xiàn)代化的交互設(shè)備，再現(xiàn)我國航天事業(yè)的光輝歷程。目前館藏的實(shí)物展品主要有“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星（備份星）、“長征”系列運(yùn)載火箭、返回式衛(wèi)星回收艙、“神舟四號(hào)”飛船返回艙及返回艙主傘、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、首個(gè)中國航天日在天安門廣場國旗桿上懸掛使用的國旗和部分軍品型號(hào)展品等。

2" 研究資料的選擇

研究古代的火箭技術(shù)，就需要以當(dāng)時(shí)的典籍進(jìn)行研究。經(jīng)過前期的大量收集、比對，最終選擇了《武備志》和《火龍神器陣法》作為研究資料，在查閱這兩本書的過程也逐漸發(fā)現(xiàn)其蘊(yùn)含的價(jià)值。

《武備志》是明代重要的軍事著作，明朝茅元儀輯，是中國古代字?jǐn)?shù)最多的一部綜合性兵書?！段鋫渲尽酚涊d了十幾種多發(fā)齊射火箭。其中有一次發(fā)射20支的 “火龍箭”，一次發(fā)射32支的“一窩蜂”，一次發(fā)射100支的“百虎齊奔箭”等。

《火龍神器陣法》著于元末明初，書中記載了40多種新式火器，較之宋元時(shí)期有了很大進(jìn)步，種類顯著增多，如按用途分有攻、守、安營、偷寨、埋伏等類；按性能分有燃燒、爆炸、射擊等類；從陸地發(fā)展到空中和水上，如火箭、神飛獨(dú)角火龍船等；從地上發(fā)展到地下、水下，如地雷、水雷等。

因此，選擇這兩本著作作為研究資料能夠讓學(xué)生更好地了解古代火箭的構(gòu)造、制作和使用過程。

3 "研究方法的選擇

本次活動(dòng)采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式，其主要原因如下：首先，本次活動(dòng)的形式不適合傳統(tǒng)教學(xué)模式，本次活動(dòng)需要學(xué)生小組合作，通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館查閱關(guān)于火箭的資料，需要學(xué)生到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地參觀，需要教師進(jìn)行物理、語文等學(xué)科的跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)講授，需要學(xué)生完成相應(yīng)的作品，這些活動(dòng)內(nèi)容在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中很難實(shí)現(xiàn)。其次，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)相對傳統(tǒng)的教學(xué)模式而言具有優(yōu)勢，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)更加突出學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體地位，并強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的選擇一定是圍繞與核心概念相關(guān)的真實(shí)的社會(huì)問題，解決之后會(huì)產(chǎn)生一定的社會(huì)功效；學(xué)習(xí)結(jié)果以多元化的作品呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)形式以小組合作為主，在合作中進(jìn)行協(xié)作和溝通；最終的評價(jià)方式也是過程性的、多元化的評價(jià)，更注重能力的提升和知識(shí)應(yīng)用水平的內(nèi)化。［3］

4" 學(xué)科活動(dòng)的開展與實(shí)施

4.1" 項(xiàng)目問題的確定

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的框架問題可以框定學(xué)習(xí)的范圍并引導(dǎo)學(xué)生深入思考和探究。框架問題可以分為：內(nèi)容問題、驅(qū)動(dòng)問題、核心問題。結(jié)合單元知識(shí)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)，確定框架問題如下。

4.1.1" 核心問題

如何將物理知識(shí)與生活實(shí)際緊密結(jié)合起來？

4.1.2" 驅(qū)動(dòng)問題

（1）火箭發(fā)射過程中能量如何轉(zhuǎn)化？

（2）古代火箭的箭翎的作用是什么？

（3）古代火箭的箭錘（平衡錘）的作用是什么？

（4）請結(jié)合參觀，了解“火龍出水”式火箭的構(gòu)造，并向其他同學(xué)說明火箭并聯(lián)技術(shù)（4個(gè)火藥筒）、串聯(lián)技術(shù)（二級(jí)火箭接力飛行）的工作原理。

（5）請結(jié)合參觀，了解“神火飛鴉”式火箭的構(gòu)造，并向其他同學(xué)說明翼式火箭的工作原理。

（6）請查閱資料，了解“飛空砂筒”式火箭的構(gòu)造，并向其他同學(xué)說明返回式火箭的工作原理。

4.1.3" 內(nèi)容問題

（1）力的作用效果有哪些？

（2）怎樣理解力的作用是相互的？

（3）改變物體內(nèi)能的方式有哪些？

（4）物體的動(dòng)能和勢能的影響因素有哪些？

（5）物質(zhì)的密度計(jì)算公式是什么？

4.2" 項(xiàng)目實(shí)施

4.2.1" 分組

教師秉持自愿性、差異性、均衡性原則創(chuàng)建學(xué)生合作小組。首先，讓學(xué)生進(jìn)行研究意向選擇，每名學(xué)生可以選擇2～3個(gè)感興趣的研究方向或者自己確定在教師計(jì)劃外的研究意向。其次，在確定好的研究方向上，學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)任務(wù)分工，可以選擇繪畫、電腦制作、查閱資料、現(xiàn)場攝影、匯報(bào)展示等，每個(gè)同學(xué)選擇2～3項(xiàng)任務(wù)，也可以自行確定規(guī)定以外的項(xiàng)目。最后，進(jìn)行集體宏觀調(diào)控，教師根據(jù)研究意向類別將學(xué)生劃分若干組，再依據(jù)組織能力確定小組組長，通過學(xué)生自行選擇和教師調(diào)控的方式來完成小組人員配置，盡量讓各小組成員的興趣、能力、性別等差異均衡。

4.2.2" 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開展

項(xiàng)目活動(dòng)一：了解古代火箭

這一課時(shí)活動(dòng)是以小組為單位，查找古代火箭的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容?；顒?dòng)中，以小組成員規(guī)劃查找、內(nèi)容整理為主，教師負(fù)責(zé)提供線索和指導(dǎo)。小組成員進(jìn)行資料查找、篩選、比較，確定研究資料。教師審核小組查找內(nèi)容，把握研究方向，然后讓小組成員對典籍中的古文進(jìn)行翻譯。不明確含義的詞語和句子可以請語文老師解讀，幫助學(xué)生們體會(huì)文獻(xiàn)的科學(xué)內(nèi)涵。

本活動(dòng)讓學(xué)生進(jìn)行材料查找、討論、篩選等過程，培養(yǎng)小組成員的合作溝通意識(shí)和解決問題的能力。另外，小組成員在古代文獻(xiàn)的翻譯、解讀中，也讓一些“內(nèi)秀”的學(xué)生得到了施展空間，大大地增強(qiáng)他們在小組中的存在感。本活動(dòng)有助于調(diào)動(dòng)小組成員的積極性，促進(jìn)小組團(tuán)結(jié)協(xié)作，同時(shí)也讓學(xué)生感受到中華傳統(tǒng)文化的博大精深，建立學(xué)生的民族自豪感。

項(xiàng)目活動(dòng)二：各組梳理研究任務(wù)

這一課時(shí)活動(dòng)先將研究內(nèi)容分成串聯(lián)火箭技術(shù)、并聯(lián)火箭技術(shù)、翼式火箭技術(shù)、返回式火箭技術(shù)等若干任務(wù)。由小組商議從上述內(nèi)容中選取研究任務(wù)，小組確定好任務(wù)后，查找具體項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)，對在網(wǎng)絡(luò)或書籍中獲取的信息進(jìn)行加工整理，初步形成研究材料。教師在這一過程中的作用主要體現(xiàn)在，一方面要對小組尚未解決的問題提供研究線索，開拓研究思路，另一方面要避免小組研究表面化，拓展學(xué)生研究的深度和廣度，同時(shí)也要對小組分工合作情況進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能參與其中，達(dá)到“人人有事做，事事有人做”。

本活動(dòng)通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)形式讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立學(xué)習(xí)、提升個(gè)體解決問題的能力，同時(shí)也要注重組內(nèi)的分享和同伴間的交流。這一課時(shí)讓學(xué)生查找古代火箭技術(shù)，目標(biāo)明確，重點(diǎn)突出，讓學(xué)生能夠在實(shí)地觀察前獲得相關(guān)知識(shí)，補(bǔ)足實(shí)地參觀時(shí)因觀察對象多而導(dǎo)致研究問題淡化的現(xiàn)象。本活動(dòng)提升了學(xué)生的信息提取能力和解決基礎(chǔ)性問題的能力。

項(xiàng)目活動(dòng)三：走進(jìn)航天博物館

這一課時(shí)活動(dòng)的主要任務(wù)是組織學(xué)生參觀航天博物館。主要目的是讓學(xué)生在博物館內(nèi)進(jìn)行觀摩、體驗(yàn)和學(xué)習(xí)，視具體情況可以采取班級(jí)集體組織或?qū)W生小組自行組織參觀的方式。這也是本次學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的核心環(huán)節(jié)。教師要調(diào)動(dòng)小組積極性，讓各小組充分參觀如“火龍出水”“神火飛鴉”“飛空砂筒”等相關(guān)展品，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察模型結(jié)構(gòu)，討論設(shè)計(jì)原理，以便進(jìn)行后續(xù)的模型仿制。

本活動(dòng)讓學(xué)生通過觀察、觸摸、聆聽，進(jìn)而進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，運(yùn)用科學(xué)方法開展實(shí)踐研究。通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，學(xué)生運(yùn)用所查、所學(xué)、所聞的知識(shí)，理解與解決關(guān)于古代火箭的技術(shù)問題，并做出基于證據(jù)的解釋，形成初步研究成果。

項(xiàng)目活動(dòng)四：創(chuàng)意火箭模型

這一課時(shí)活動(dòng)是要讓學(xué)生根據(jù)小組選擇的任務(wù)完成實(shí)物模型制作和電腦作品匯報(bào)。實(shí)物模型制作的要求是根據(jù)博物館中某一古代火箭展品，小組進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作；通過實(shí)物模型，來復(fù)現(xiàn)展品工作原理，學(xué)習(xí)其中蘊(yùn)含的知識(shí)。電腦制作是小組成員運(yùn)用信息技術(shù)手段將研究過程進(jìn)行編輯、整理、總結(jié)，對實(shí)物作品、理論研究進(jìn)行文字或動(dòng)畫說明。

本活動(dòng)以設(shè)計(jì)作品、制作模型、總結(jié)報(bào)告等多種形式呈現(xiàn)成果，旨在讓學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用知識(shí)，提升學(xué)生的操作技能和探究能力。通過信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，幫助學(xué)生適應(yīng)數(shù)字時(shí)代，提升學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)的能力。

項(xiàng)目活動(dòng)五：成果展示匯報(bào)

本課時(shí)的主要活動(dòng)是讓各小組進(jìn)行匯報(bào)交流。由小組展示制作的實(shí)物模型和電腦作品，小組成員對作品進(jìn)行現(xiàn)場演示和說明，并對本次活動(dòng)過程中的收獲和有待改進(jìn)之處進(jìn)行交流分享。

本活動(dòng)圍繞學(xué)生作品展開，“既要重視學(xué)生在特定任務(wù)情境下生成的結(jié)果，又要重視在結(jié)果形成過程中學(xué)生的思考、認(rèn)識(shí)、反思和調(diào)整?！保?］對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行重復(fù)性、持續(xù)性地測量和證據(jù)收集，記錄學(xué)生成長軌跡，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)步。

4.3" 項(xiàng)目評價(jià)與反饋

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“物理學(xué)習(xí)評價(jià)應(yīng)全面落實(shí)新時(shí)代教育評價(jià)改革要求，以學(xué)生發(fā)展為本，強(qiáng)化素養(yǎng)導(dǎo)向，著力推進(jìn)評價(jià)觀念、評價(jià)方式和評價(jià)方法的改革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的改進(jìn)?！保?］因此教師在教學(xué)中，強(qiáng)化評價(jià)目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)的一致性，促進(jìn)“教—學(xué)—評”有機(jī)銜接，提升評價(jià)質(zhì)量，充分發(fā)揮評價(jià)的育人功能。

在評價(jià)過程上，注重過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)，按照學(xué)生參與活動(dòng)情況和結(jié)果呈現(xiàn)情況分別進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)內(nèi)容上，設(shè)置古文翻譯獎(jiǎng)、資料查閱獎(jiǎng)、最佳攝影獎(jiǎng)、最佳展示獎(jiǎng)等，確保參與活動(dòng)的學(xué)生都能獲得平等的出彩的機(jī)會(huì)。在評價(jià)方式上，設(shè)置學(xué)生自評、小組互評和教師評價(jià)在內(nèi)的多元化評價(jià)體系。以評導(dǎo)學(xué)、以評促學(xué)，充分發(fā)揮評價(jià)的診斷和激勵(lì)功能，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

總之，在新的課程標(biāo)準(zhǔn)指引下，物理學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)與學(xué)生日常生活、工程實(shí)踐及社會(huì)熱點(diǎn)問題緊密結(jié)合，以具體事例、鮮活案例、生活經(jīng)驗(yàn)和基本概念等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式也為每位學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供機(jī)會(huì)，注重“知行合一、學(xué)以致用”，提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)。學(xué)生通過實(shí)踐活動(dòng)了解中國傳統(tǒng)文化的博大精深，增強(qiáng)民族自豪感和文化自信。學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)對學(xué)生各方面能力的提升、對知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，都有著巨大的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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