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基于学科项目化学习理论的实验教学设计

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摘??要：学科项目化学习能培养学生的问题解决、元认知、批判性思维、沟通与合作等重要能力.物理学科教学要立足课堂模式，融入学科项目化的设计要素，将低阶认知“包裹”入高阶认知，突出“学生本位”，设计关键性驱动问题，采用学科项目化教学支架，帮助学生内化知识，养成科学态度与责任感.

关键词：学科项目化;高阶认知;核心素养

学科项目化学习不是为项目而项目，不是为了要产生一个显性的结果而开展项目，其最终的结果是来自师生、生生对问题情境的共同探索.从课程改革的发展来看，出现了基于问题的学习、研究性学习、探究性学习等学习形态，但是这些学习方式在高强度评价盛行的教育生态下，只能用独立的研究型形态的课程进行.学科项目化的设计要素融入物理学科教学，将低阶认知“包裹”入高階认知，在不降低学科学业成绩和保证基础类知识与技能不损失的情况下，设计培育学生的问题解决、元认知、批判性思维、沟通与合作等重要能力的课程.学科项目化学习是将学习过程翻转，通过对驱动性问题的思考和探究，将知识学习、能力提升和问题解决、产品形成整合在一起[1].

学科项目化学习不能通俗地理解为项目化学习活动，那样会造成教学目标和教学过程脱节。学科项目化学习立足课堂模式，是在不增加总体课时情况下的学习，如果活动过多，会使学生不能静心思考解决问题的方法。学科项目式学习的首要特征是向心性，即项目是课程的中心而非外围和边缘，学生通过项目接触、学习学科的核心概念[2].

下面以普通高中教科书《物理》（下简称“《物理》”）必修第一册第三章第4节中的实验“探究两个互成角度的力的合成规律”为例进行说明。

一、结合学科项目化要素提出实施建议

（一）突出“学生本位”，展现核心素养目标

学科项目化的第一要素是知识观要指向学科核心素养，教学目标是整节课的灵魂，目前教学目标经常提到的“培养或养成学生……”都是从教师角度进行叙述的，学科项目化教学目标则站在“学生本位”进行叙述，能展现核心素养培育目标.我们采用这样的目标叙述：

能描述“为什么要进行力的合成与分解”;

愿意尝试提出两力求合力的方法;

通过学科项目化设计方案，学生积极主动思考问题;

通过讨论和实验探究，学生能对等效做出判断，在具体问题的求解中，学生会运用平行四边形定则计算两个或两个以上共点力的合力，并且提高合作探究能力;在对现象规律的语言阐述中，逐渐提高自己的语言表达能力;

会引申各事物间的关联性，融入生活.

（二）设计关键性驱动问题

设计驱动性项目问题是第二要素，能改变学生学习从低阶学习开始，并且主要在低阶徘徊的现状，让学生明确学习内容的意义，自主地围绕项目逐一解决驱动型问题.

驱动型问题研究途径需要的高阶认知方式必须能够符合学生的认知规律.学习中经历高阶思维过程有利于学生的思维发展与知识建构.先要确定课题的本质问题，这是整节课的出发点和落脚点，本节课的核心思想是使用等效替代思想探究两个互成角度的力的合成规律。然后从本质问题出发设计驱动型问题任务包，引导学生完成项目的研究.

如图1，本项目设计了四个驱动性问题。

驱动问题1的优点在于指向学科本质，促进学生对科学的理解.涉及的高阶思维是“问题解决”，解决的是生活中观察到的现象.

驱动问题2是发散思维的需要，学生如果总是按部就班地开展科学探究活动，限制的是学生的心智发展.要能充分鼓动学生心智发展，学科项目化学习设计必须使用的是高阶思维中的“决策”与“创见”.

驱动问题3和4使学生通过小组合作，进行系统研究分析、展示，在讨论中实验调研，进而完成深度学习.

（三）学科项目化教学支架

学科项目化的第三要素是过程中采用的教学支持手段必须与高阶认知配套，如图2.其中的“分析与建议”，即通过分析获得情境问题的解决问题方案，是全程教学支架的中心;“抽象与操作”，即从情境回到实验室，如何从抽象的问题中决策、“创见”出模型;然后对模型进行“比较与选择”，系统分析即是关于模型实验的组装方式研究;最后对项目进行“反思与改进”，调研思维即是项目过程能够发现问题，解决改进问题.此过程是循环且不断改进的.

二、学科项目化过程策略（课堂节选）

任何一种学习方式都必然存在一个让学生适应的过程.学科项目化不等同于分组实验课堂，所以我们在课前要先向学生说明课程的意义及作用，以获取学生的配合，然后才能达到课程实践的效果.此课例中，学生在理解了教师的设计意图后，表现出了高度的兴趣和参与热情.

（一）明确教学目标，更好体会学习意义（高阶思维：问题解决）

学科项目化关键是要让学生明白为什么要进行这个项目的研究。学生带着动力去研究并克服困难，那么成功带来的成就感就会更突出，学生就会逐渐享受科学探究过程.本节课内容安排在“各种常见力”之后，学生对于这个突然转折有些茫然.《物理》必修第一