以项目化学习融五育于初中物理课堂教学的实践与反思

张莹兰

摘   要： 以项目化学习为契合点使“五育融合”落地物理课堂，落实立德树人根本任务，落实时代新人培养要求，实现物理学科育人价值。文章讨论初中物理课堂采用项目化学习模式对五育融合的优势，并以温度与温度计为例展示以真实生活生产问题创设学习情境，合理设计探究活动，动手制作创造美、欣赏美的课堂教学。挖掘课程相关劳育、体育素材，结合古今中外科学史料和科技发展成果，培养学生科学态度与社会责任感。

关键词：五育融合；项目化学习；温度与温度计

《义务教育物理课程标准（2022年版）》中提到：坚持德育为先，提升智育水平，加强体育、美育，落实劳动教育。在此之前，习近平总书记在全国教育大会上强调“培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”，构建“五育融合”教育体系。中共中央、国务院陆续发布《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》《关于全面加强和改进新时代学校体育工作的意见》《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》，以上指导意见对新时代下学校实践“五育融合”进行了顶层设计与具体部署。从1912年蔡元培提出“五育并举”，再到如今国家政策提出的“五育并举”“五育融合”，皆为培养时代发展所需人才。当今社会发展和科技进步需要复合型人才、创新性人才、拔尖型人才，一线教师应全面落实有理想、有本领、有担当的时代新人培养要求。下面从初中物理课堂以项目化学习模式推进立德、增智、强体、育美、爱劳“五育融合”的课例分析并阐述其必要性和优势。

1  贯彻教育方针，实现五育和谐共进共美

1.1  初中物理教学中实践“五育融合”育人的必要性

德、智、体、美、劳五育不是独立的并行，既各自独立又内在统一。实现德育为先，五育共进共美，服务于新时代人才培养目标与人才发展需求，引导学生学会学习、学会合作、学会生活，为学生的终身发展奠定基础，厚植家国情怀，熔炼社会责任，融合五育具备在实现人的自由全面发展同时，推动新时代社会与时代的进步，推动物质文明与精神文明的发展。

1.2  以项目化学习推动物理课堂教学实践“五育融合”的优势

吴遵明[ 1 ]教授曾说：“‘五育融合存在点是寻找一个契合点把原先分离的割裂的教育形态，通过一个共同的契合点连接在一起，而项目学习就可以成为这样一个契合点，推动‘五育融合落实到学校和课堂中”。项目化学习包括用真实情境为核心的驱动性问题指向关键的学科知识和能力，所精心寻找的复杂现实问题能自然地实现德育、智育、体育、美育、劳育目标，在解决问题时学生付出脑力与体力合作，创造成果，锻炼和反映学生各方面的素养。项目化学习模式利于将“五育融合”于问题解决的具体过程，从而推动五育并举走向“五育融合”。

利用学生热爱的体育运动为真实情境创设项目化学习。真实驱动性问题极大激发了学生的学习热情，学生在参与体育运动锻炼身体的同时，学会综合运用已知的各單元物理概念和规律分析和解决体育运动下真实情境问题，加深与体育运动相关物理概念和物理规律的理解和掌握[ 2 ]，提升物理观念，锻炼科学思维。

项目化学习的过程正是学生劳动的过程。需要学生由苦学、动手制作、体验、试验、思考和身体力行而获得智育。学生在观察和参与体验实践活动中加深对生产劳动的理解，增强动手能力，树立正确的劳动观念[ 3 ]。

在项目学习过程中赏析物理之美。在产品制作过程中合作交流精益求精，结合艺术审美制作综合实用性、美观性的产品；结合物理学史等美育素材，如坚守真理探寻真理，科学家能从物理中得到乐趣，并在科学生活中对美的崇尚和追求；在通过项目化学习驱动性问题逐步自主建构物理概念，结合教学媒体或实物展示生活中的美景美物中的物理原理，引导学生发现领略物理规律和现象中蕴含的有序美、对称美、简洁美、逻辑美、和谐美。

2  精心设计活动，融通五育解决实际问题

以下从“温度与温度计”项目化学习实践案例各个教学环节实现“五育融合”成效做分析。

2.1  体育情境下设计项目挑战，开启智慧之旅

本课例以项目式学习的驱动问题为线索，让学生在问题情境中探索和发现知识，掌握技能，发展创新思维，增强运用物理知识解决实际问题的意识和能力，养成良好的思维习惯。

（1）项目启动。

教师提供真实情境：备战中考体育项目游泳时感受到水温对运动成绩的影响，设计驱动性问题：假设你是泳池监管员，请自制温度计检测泳池水温是否符合国际比赛要求。该项目化学习任务设计旨在提高学生在生活、体育项目等处发现和解决问题的能力，在具有挑战性的问题创造高阶思维的情境下，利用高阶学习带动低阶学习，学生学习的内动力得到提升。养成从物理学的角度观察和分析生活实验中的现象的习惯，将知识转化为能力，内化为物理学科核心素养。

（2）原理探究：测温介质的选择。

先通过两个小活动：学生A感受并用语言描述讲台桌上若干杯水中其中四杯的冷热程度（电子屏温度显示分别为0 ℃、20 ℃、40 ℃、55 ℃、65 ℃、75 ℃），同学B较难确定地找出被他描述为比较烫的一壶水，可见用形容词来描述温度是不够准确的，往往带有自己的主观感觉。通过用手判断常温水和气温时出现不同意见，认识到用手判断温度的局限性，逐步建立建构温度概念，认识到设计温度计判断温度高低的必要性。

之后通过层层设问，逐步引导学生从温度计的本质原理出发设想各种可能的测温介质：首先需要选择一个测温介质代替人去感知温度，可是没有生命的测温介质如何告诉我们温度的高低呢？物体的什么物理量可能随温度变化而变化？什么物体能发生明显的热胀冷缩？如何明显体现和观察到物体的体积变化？最后的问题请学生自行选择教师所提供的丰富器材动手制作后通过作品来交流回答。

（3）项目制作与中期交流：自制温度计的原理、效果、问题、改进方法。

学生可选器材如下：恒温电热水壶（可恒温40～100 ℃）、玻璃瓶（1 ml、3 ml、10 ml、25 ml）、有机玻璃管（内径1 mm、3 mm）、已钻孔的橡胶塞、矿泉水瓶、气球、水、酒精。学生通过8 min的设计制作，呈现了多种自制温度计的可能，如：用不同大小的空烧瓶插上管中有一段1 cm长度水的玻璃管做成的气体温度计（如图1、2）、大小不同的空烧杯或塑料瓶上套气球的气体温度计（如图3）、以及大小不同的装满水或酒精的烧瓶（如图4），学生演示介绍自制温度计后进行生生互评、教师点评。最后，教师补充展示和介绍伽利略气体温度计（图5、6所示），教师利用针筒往下方液面打气模拟外界气压变化对温度计测量的影响，学生交流讨论分析伽利略温度计的优势和劣势。在创造制作温度计和组间交流评价过程中，学生用赞美的眼光看自己或他人产品的优点，用批判的视角挖掘产品的可改进之处，提高交流合作、质疑创新能力，以及乐于探索的精神和科学分析事物的科学思维。

（4）项目改进：制定温标，撰写说明书。

经过中期交流和自我反思，小组选择自制温度计中较满意的一个进行下一步改进并设法制定温标。教师通过一系列问题：大家制作多种温度计，距离能测量水温还缺了什么？如何知道管内液面此时对应的温度值呢？早期科学家也是将某些物体温度标定为某个值，作为标准来制定温标。你觉得以下哪些物体的温度可以作为标准参照呢？请说明你选择的理由。学生讨论早期科学家们也曾经选用的温度标准被舍弃的原因，自行归纳温标选择依据，自行阅读了解华氏温标、摄氏温标、量子化计量定义1K等。最终利用教师提供的20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃恒温水标定温度刻度随后测量并提交指定水温值。通过自制和交流改进温度计学生深入了解温度计的原理及发明改进过程，深入认识温度计结构的设计意图，在实践中归纳总结温度计的使用规则及其原因，小组合作撰写并交流补充完成温度计使用说明书。

（5）项目发布：裁判测温决出优胜，组间评价反思交流。

学生通过组间不同温度计刻线对比，自行归纳不同体积的烧瓶、不同截面积的细管、不同测温介质对温度计精度和准确度的影响情况。请学生代表用实验室温度计进行规范测温，测量过程接受学生对其测量规范性的评价，评出测量值最接近的小组分享成功的经验要诀，偏差较大的小组也可共享偏差较大的可能原因。

经历项目化学习过程，学生形成对核心知识——温度计的深刻理解，体会温度计发明的曲折历程，方便准确的测量仪器不是一蹴而就的，而是代代科学家的辛劳探索。

2.2  解决真实问题，劳动合作探寻物理之美

《义务教育物理课程标准（2022年版）》在课程实施板块提到：应注重“做中学”“用中学”，通过活动帮助学生学习和运用知识，提升学生的操作技能和探究技能。本课教学过程中学生在驱动性问题设计的职业体验和参与体验创作成果的过程中加深了对生产劳动的认识，了解不同岗位的劳动工作内容，增强动手能力，增强学生对劳动的认同感，实现劳动育人价值。

热爱劳动是中华民族的传统美德，在典雅的古文中探寻物理的足迹，发现劳动人民的智慧结晶：“以手刺堆中候，看如腋下暖”“小暖于人体，为合宜适”“调温水浴之，水不可冷，亦不可热，但如人体斯可矣。”“入焙中两三日，一次用火常如人体温，温则御湿润，若火多则茶焦不可食”，中国古代劳动人民们利用体温判断制豆豉、奶酪、养蚕、制茶时的温度，并将经验以文字代代相传。“见瓶中之水而知天下寒暑”，我国汉代《淮南子》书中就写到人们用冰熔化凝固来判断气温，比西方早了一千多年。劳动对人类生存发展、对物理学发展起到重要作用，通过认识劳动人民和科学家在劳动过程中发明创造，体会劳动的重要性，体会劳动能够产生巨大的价值，唤醒劳动意识[ 4 ]。

劳动创造美，在对温度计的设计和制作温标刻线的过程中，学生一次次的改进中饱含对美的追求。像设计师一样设计能投入市场的仪器必然包括对产品结构美的考量，在项目展示环节与大家分享自己巧手创造的美观实用产品也将产生满足感和成就感。

结合近现代科学家们从伽利略气体温度计到各种液体温度计、双金属片温度计以及热敏电阻温度计、液晶温度计、热电偶温度计、辐射高温计等用于生产生活中越来越高效准确便捷的各式温度计的创造发明史，以及从各种不成熟的温标到华氏温标、摄氏温标、开尔文温标到如今将 1K定义为1.380649×10-23 J/KB。从量子的角度精确定义温度值的对温标的探索和建立的過程，认识到科学家坚持真理、勇于探索、无私奉献的高尚人格，科学家在研究中对物理之美的偏爱和追求，无疑是理想的美育教育，不仅使学生深刻地感受、体会物理学之美，更能激发学生探索物理学中的“美”与“真”[ 5 ]。

2.3  坚定立德树人，升华五育践行育人理念

从中国古代人民对测温方式的探索，到当代疫情防控期间广泛运用的红外测温计、水银测温计，再到介绍现代中国在工业和深空测量等领域高低温研究现状，如我国祝融号火星车的气象仪、温度高达1.2亿摄氏度核聚变实验装置、温度低达 0.01K的我国无液氦稀释制冷机等，引发学生对物理和科技前沿的好奇心求知欲。教学过程中凸显我国古今科技成就，增强学生文化自信，使学生能为中国古代科技发明感到自豪，体会物理学对人类生活、工程实践和社会发展的影响，乐于思考与实践，敢于探索，勇于创新，激发学生努力寻求真理，激发学生将科学服务于人类的责任感与增强科技强国的使命感和责任感。一个具有理想、热爱科学、满怀社会责任感的人，在探索求知的学习进程中肯定充满对科学探究的积极与热情。

教学过程中始终坚定立德树人，坚持德育为先，通过“五育融合”的项目化学习发挥 “培根铸魂、启智增慧”的作用，培养学生适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力，引导学生明确人生的发展方向，成长为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，通过教育工作实现为党育人、为国育才。

参考文献：

［1］ 任冰尔，孙丽丽.项目化学习推动“五育融合”有效落地[J].江苏教育，2022（24）：11-14.

［2］ 庄洁.例说基于“体育运动”背景下的物理概念教学[J].中学物理教学参考，2020（6）：50-51.

［3］ 宁长兴.物理课程渗透劳动教育的思考[J].河南教育，2021（12）：59.

［4］ 杨静.“五育融合”视野下初中物理学科融合劳动教育的教学策略[J].教育科学论坛，2022（3）：73-76.

［5］ 陶海平.享受物理教学中的美育[J].中学物理，2007（11）：1-2.