新课标下高中物理项目式学习的实践探究
摘要：基于项目式学习的物理课堂教学，旨在引导学生从日常生活问题入手，真实地解决老年人和婴幼儿的体温及湿度监测问题。在这一项目式学习案例中，学生不仅能够将物理知识与数学、计算机和通用技术相结合，还能够自主发现问题、提出解决方案和动手实践，培养了他们的物理核心素养。
关键词：项目式学习；传感器；太阳能电池
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2024）12-0069-5
坚持以目标导向、问题导向和创新导向为原则，更加注重让学生在真实情境中开展科学探究，是２０２２版新课程标准的重要修订原则。项目式学习恰好体现了这一点，它能够有效地将各学科知识融合，解决实际情境中的问题。目前，关于如何在高中物理教学中实施项目式学习的典型案例仍然较为缺乏。为了更好地落实“做中学”的教育理念，通过构造典型案例推广项目式学习模式显得十分必要。
１项目式学习在物理教学中的教学现状
项目式学习（简称ＰＢＬ）是一种以认知学习为基础、以学生为中心的教学方法，建立在建构主义理论之上。教师根据课程标准和教学内容，以问题为导向，结合学生的生活经验，通过小组合作探究，旨在解决实际生活中的问题并实现知识的应用。项目式学习模式在国外起源较早，相关研究文献数量众多，应用领域也相对广泛，这表明国外在项目式学习理论和实践方面已经相对成熟。然而，在高中物理教育中，相关研究仍显不足，如图１所示。
根据对选择物理的高中学生的观察和访谈，大多数学生在学习中往往急于完成任务，解决物理问题的主要目的是为了通过考试。尽管学生能够按照老师的指导方法解决问题，但他们很少主动思考其他可能的解决方案，这表明他们在解决项目中的问题时缺乏有效的主动意识。这种主动意识实际上可以显著提高学生的学习效率。然而，在整个物理学习过程中，如果教师不主动激发学生的思维方式，他们的创造力和科学思维能力将难以提升。此外，从学生在高中物理实验中的表现可以看出，学生在实践中应用物理概念的机会较少，动手能力普遍不理想。这进一步说明，目前的物理教学往往仅关注教会学生如何解题以通过考试，而忽视了实际应用能力的培养。教育学家ＲＯＹ指出，学生可以通过观察环境和经验，学习如何表述复杂的事物，而将设计上复杂的内容表达出来能够促进学生的创造性思维［１］。在这种情况下，教师可以设计项目，让学生通过想象、理性思考和调查来进行设计。Ｌｉａｎｇ等人认为，这种方法能够将学生的学习态度从被动转变为主动，激发他们的学习兴趣，因为在项目设计的过程中，学生会感受到学习与生活之间更深的联系和意义。
在学习物理理论时，学生往往很少提前思考如何创造事物，也缺乏对物理问题创新解决方法的探讨。通常，他们只是通过计算来回答问题，但对问题的理解却不够深入。在物理实验中，学生往往仅按照实验指导步骤进行，缺乏对是否可以尝试新步骤的思考和培训。
为了增强学生的动机和思维方式，基于项目的学习模式可以有效实现这一目标。在项目式学习中，学生将接受创造性和创新性培训，这种环境能够有效提升他们的创造性思维，使得项目得以顺利创建和实施。Ｈｏｎｇ等人指出，项目式学习是一种重要的学习方法，能够帮助学生更好地利用工具和媒介，发挥其教学和学习潜能［２］。根据Ｈｏｌｕｂｏｖａ的报告，项目式学习在多学科问题的解决和活动教学方面具有明显优势［３］。
２物理项目式学习案例
关于传感器的章节，新版物理教材比较旧版，虽然删去了实验探究课程，但实际上增加了很多实用性的内容，新版教材中第三节用传感器做简单的自动控制装置，其实是可以做成实验的。这一章学习了传感器的基本原理，也做了简单的传感器电路连接。但是，教材中的例子都是非常抽象、简单的，现实生活中并不能直接利用。因此，本案例将传感器融入日常生活，并发挥其实际作用。
２．１确定项目主题
该项目以探索失能老人和需要人照料的婴幼儿为主要内容，其身体体温和湿度尚缺乏及时测量的技术，导致照料者难以及时发现他们身体的异常情况。因此，项目“失能老人与婴幼儿基本生理特征监测”旨在基于失能老人和婴幼儿的生理特征，设计一种能够实时监测体温和湿度的新能源系统。该系统能够有效地监护老人与婴幼儿的健康状况，当他们的体温和湿度出现异常时，系统能够及时提供提示信息。以此项目为主题，让学生探究传感器的实际应用，培养其分析、解决实际问题的能力。
２．２构建实际生活情境
情境引入：婴幼儿需要父母的照顾，生活不能自理的老人同样也需要照顾。所以，非常有必要对他们的体温和身体湿度进行监控。
２．３构建项目式学习模型
项目式学习案例如表1所示。
２．４项目设计汇总
２．４．１设计原理
系统通过外部的温度传感器和湿度传感器获取被护理者的体温和湿度，检查其是否存在异常。一旦检测到数据异常，系统将通过外部蓝牙