基于STEAM教育理念的初中物理项目式学习实践研究——以制作简易幻灯机为例

李晶

福建省厦门市思明区观音山音乐学校

摘要：项目式学习有利于培养学生高阶思维能力和促进核心素养落地，本文以制作简易幻灯机为例，探讨从寻找驱动问题、设计项目、过程管理的具体实施过程中，实现有效教学，巩固学生对凸透镜成像规律知识的掌握，提高学生应用物理知识解决问题的能力和学习兴趣。

关键字：项目式学习、初中物理、凸透镜成像、幻灯机

STEAM教育融合科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术（Art）和数学(Mathmatics)学科内容，引导学生在实践中培养学习、思考、创新能力。项目式学习是在真实问题驱动下，学生分组合作解决问题的学习过程，与STAEM教育理念结合，即让学生通过动手实践，结合对所学知识的理解，制作具体的产品。

物理学科注重与生活生产实践结合，基于STEAM教育理念的项目式学习不仅促进学生深度学习，同时在小组活动中的分工、合作、协调，培养学生的交流沟通能力，在面向全班同学的展示过程中，提高学生表达和人际交往能力，培养学生学习物理的成就感和自信，提高自我掌控力，在“双减”背景下充分实现课程的育人功能。

在实际教学中，课时有限，在中考指挥棒下学生和家长看重应试能力。项目式学习往往由于准备耗时长、短期效果不明显而难以推广，需要教师在课程标准的基础上，结合校情学情，整合教学资源，合理设计教学。本文以凸透镜成像规律教学中制作“幻灯机”为例，研究结合教材的基于STEAM理念的项目式学习教学实践。

1. 结合教学实际，寻找合适的驱动问题

驱动问题的设计是进行项目式学习的一个难点，好的驱动问题可以激发学生好奇心，促进主动学习。基于STEAM理念，学生应在动手完成产品中学习相关的知识和技能。考虑课程标准和课时安排，除了可以从日常生活中发现问题，也可以从教材或习题中寻找灵感。教材中比如沪科版物理教材中迷你实验室自制变阻器、制作电动机，习题中经常出现的电表改装也可以作为项目式学习的问题资源。

制作幻灯机的选题来源，是凸透镜成像规律的习题中，经常出现物距为一倍焦距到两倍焦距之间的应用有幻灯机，很多学生就会问幻灯机是什么，不同于现在还很常见的照相机和放大镜，学生很少看见幻灯机，也不了解其用途，即使在教室中也多数改用一体机，投影仪很少见，家用投影仪并不普及，投影仪也不像幻灯机在规律应用上表现的那么直观，因此在教学中需要费时解释，效果还不好。并且凸透镜成像规律既是物理教学中的重点也是难点，通过幻灯机的制作可以实现重难点的更好突破。

本课可以选择在凸透镜成像规律习题课后，作为透镜的应用一课的教学内容。在学生提出什么是幻灯机的问题时，顺势介绍幻灯机，并让同学们查阅资料，制作简易的幻灯机。

二、规划项目方案，设计合理的评价方式

在进行凸透镜成像规律教学时，临近期中考试，课时安排较紧张，教学内容又是难点，需要全面考虑项目的推进时间及阶段。20级厦门学生在学期初遭遇新冠疫情，光学的学习初期是在家通过网课进行学习，家长要求不同导致两级分化严重，学生普遍对光学有较难的感受。评价学习情况，不仅要重视学生高阶思维能力的培养，同时可以通过分组，以学生教学生的方式，落实基础知识。

1. 项目实施进程规划

第一阶段：课上确立项目学习主题，由教师向全体学生明确分工和评价标准，进行小组分工和方案探讨，制定初步实施计划并进行有效性评估。这一阶段教学目标是学生能明确项目任务，包括限制条件、成果要求和评价标准。

本阶段在课堂进行，明确项目学习主题后，尽量保证每组不同能力的学生分配均衡。分6人小组，分配项目统筹规划、理论支持、幻灯机制作、撰写产品说明、拍照和制作PPT、上台展示和讲解等任务，每项任务遇到困难时由组员共同商量解决。

本课进行该阶段时，由于疫情期间线上进行过自制小乐器的项目式学习，学生有一定的体验，在明白学习目标和要求上遇到的阻力较小，进行活动安排时要求学生更换在组内的角色，以免长期从事拍照等与学科内容无关的活动，通过该方式也可让组员学习换位思考，感受他人工作的不易，体谅组员的艰辛，宽容他人的错误，积极寻找解决方案而非互相埋怨。

第二阶段：组员课下按照各自分工完成相关任务，制作幻灯机产品，通过测试进行改进，撰写产品说明书，准备进行交流展示。

该阶段采用清单管理方式，即组长把控时间安排和督促组员，每完成一项内容在清单对应项目后打勾，清单内容包括：查阅资料（明确已有成果及可以借鉴的地方）、进行头脑风暴（讨论设计方案）、画模型设计图（制作过程分几步，分步绘制设计图，并加以文字说明，方便他人理解该制作方案）、获得需要的材料、安装幻灯机、测试并记录结果（测试其基本功能是否可用）、评估性能（判断其能否正常工作，是否解决了问题，分析存在问题并提出改进意见，可邀请教师、其他组同学参与测评）、改进（哪些部分要修改，为什么修改）、重新测试并评估（修改后的效果如何，是否解决了问题）。

第三阶段：课堂展示，说明自己小组幻灯机的工作原理、使用方式、注意事项和亮点，教师和同学进行评价，反思过程并进行知识的随堂测试。

2. 评价方式

从作品展示、小组贡献和随堂测试三方面进行评价。

1. 根据学生小组展示情况由教师评估作品完成度进行打分。如果有以下情况还可 以酌情加分：①作品完成有亮点；②对其他小组作品提出合理改进建议。鼓励学生关注其他小组作品，进行有创造性的思考，并提出新的问题。

2. 采用组长负责制，组内根据每个组员贡献情况进行针对自我发展方面的自评和针对社会参与的生生互评，督促学生主动承担任务，培养组员在团队中的责任心。

3. 根据学情推送初始阶段和项目结束后两份随堂训练，进行增长性评价，考察小组合作学习过程中知识掌握较薄弱的同学是否能够主动学习，同时促进学有余力的同学帮助他人，通过评价方式督促学生关注、关怀他人和共同进取的团队精神。

三、跟进项目，协助促进有效学习的发生

在具体实施过程中可能遇到以下几方面问题：①由于遇到阻碍没思路、惰性等原因造成进程停滞。②合作中的态度问题：个别组员积极性不高，组员解决问题过程中存在意见分歧。

因此，在项目进程中要注意及时调整修订评价方案以便更适应学生各种具体情况，不仅有形成性评价，还要有过程性评价。教师需要关注各小组项目进展，不仅提供知识、技术上的支持，同时应重视学生体验情感态度价值观上的改变。

通过及时跟进项目，教师也可以挖掘在课程中生成性资源。在简易幻灯机制作中，有小组提出放电影是不是也这样，于是鼓励该小组将幻灯机改装为简易电影放映机，取得良好效果。有小组同时购买了凹透镜和不同焦距的凸透镜，制成望远镜。还有小组将幻灯机镜头改装为可移动可拆卸式，用于研究小孔成像等其他光学现象。

项目式学习帮助学生在建构知识的同时学以致用，助力学生高阶思维能力培养，同时有利于提高学生应对变化的未来，通过合作解决问题能力，如果能结合应试需要，将极大增加其可推广性。

参考文献：

1. 赵宁.基于项目式学习的初中物理教学实践探究——以初中阶段“测量工具的使用”为例.中学物理[J].2020年8月.15-17

2. 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版） [s]. 北京：北京师范大学出版社, 2012.

厦门市思明区教育科学“十三五”规划2020年立项微型课题“基于STEAM教育理念的初中物理项目式学习实践研究”（课题立项批准编号：W2020Z0037），阶段性成果。