《促进思维进阶的初中物理微项目学习的实践研究》

文献综述

【摘要】

本课题组通过电脑关键词搜索与人工查阅的方式，查阅、分析了23篇近两年关于初中物理“微项目学习”的文章和25篇关于“思维培养”的相关论文。分析了关于“微项目化学习”和“思维培养”在物理教学中应用的现状。结合义务教育物理课程标准（2022版），《中小学综合实践活动课程指导纲要》（2017版），《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》（2019版）。从多个角度对文献资料进行分析评论，从而得出本课题研究的方向、内容与价值。

【关键词】

微项目化学习 思维培养   研究现状   文献研究

一、概述

物理学科核心素养包括“物理观念”“科学思维”“实验探究”和“科学态度与责任”四个要素，其中科学思维是物理学科的驱动内核，也是《义务教育物理课程标准( 2022 年版) 》课程目标的重要组成部分。科学思维能力是一般思维能力与科学学科的有机结合，是科学能力的核心，物理学科科学思维能力的培养是物理能力素养培养的关键所在。新课标强调以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学习科学探究的方法，培养学生的科学探究精神，实践能力，创新意识，为了给学生的自主学习和多样化的学习方式创造条件。依据2022年版义务教育课程方案，2022年版课标新增“跨学科实践”一级主题。修订组根据前期的研究，提炼出“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”三个二级主题，从低碳生活、健康生活、动手实践及社会热点等方面提出跨学科实践的内容要求，同时给出教学提示和学业要求。这些设计皆凸显了物理课程的跨学科性和实践性，加强了物理学与能源、环境、材料、工程、信息技术等的联系，能更好地培养学生跨学科应用知识的能力、分析和解决问题的能力、动手操作的实践能力，以及积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。^[1]

项目化学习在本质上指向教育改革的核心——即教与学方式的变革，它打破了传统教学中的知识传递机制与身份角色定位，将教师置于一种新的挑战之中。

微项目学习相较于项目式学习，具有活动范围小（多在学校内）、任务量较少（只涉及 1-3 个物理知识点）、历时较短（一般在0.5-3 课时内完成）、评价主体少（只有本班教师和学生）等特点。这种教学模式既保留了项目式学习的优势，同时也克服了项目式学习在实际教学中存在费时低效、操作性难等困难。

初中物理微项目学习是指通过结合物理学的教学内容，以新课标理念为指导，针对学生的生活实际开展的小型项目学习。这种学习方式注重学生的主动参与和实践能力的培养，发展学生的科学素养和综合思维。

二、有关促进思维进阶的初中物理微项目学习的研究

（1）关于思维培养的研究

世界各国都非常注重对高阶思维能力的培养，美国、英国等国家在教育系统中推进了相关课程和项目，以应对时代挑战，并特别注重培养学生的高阶思维能力。美国从20世纪30年代就开始着手进行创造性思维的培养，到了60年代推广了新的教学模式以培养学生的创造性思维，在2002年启动的“21世纪技能研究项目”中特别强调了创造力、批判性思维与问题解决能力的培养，并且在《普及科学——美国2061计划》中提出了培养具有创造性思维的国民的目标。

目前，国内关于思维培养的研究呈现出多样化和跨学科化的趋势。林崇德提出的“认知启发式教学”和“元认知技能培养”等概念在思维培养研究中具有重要意义，他主张通过思维教学来实现核心素养的落实。胡卫平教授进行了基于思维型教学理论的科学概念问题式教学策略研究，提出了通过设置具有启发性和挑战性的问题，引导学生深入思考、探索科学概念，促进他们的思维发展和学习效果等建议。赵国庆等在《思维发展型课堂的概念、要素与设计》中指出，思维发展型课堂是以促进高级思维能力发展的新型课堂形态。郭玉英团队在层级复杂度和知识整合等认知理论的基础上，提出了科学概念理解的发展层级模型，这个模型基于学习进阶和教育支架理念，将科学概念理解分为五个发展水平：经验、映射、关联、系统、整合，各个层级之间相互关联，它们反映了学生思维发展过程的普遍阶段，底层向高层之间的跨域是有一定的思维要求的，教师可以通过追踪学生在各个阶层中的表现来了解学生的学习进程。蒋炜波开发了一个全面的科学思维建模框架和有效的评估工具，给一线教师判断学生不同阶段的思维水平提供了参考依据，但对思维发展中存在的不足和问题，教师何时、何处介入干预指导没有提供具体操作范式，需要在这方面进行补充和研究。

我国关于科学思维的研究起步较晚， 在中国知网中查询关键词“科学思维”的文献结果如图1所示，在2016 年以前科学思维的发文量较少，在新课标明确提出“科学思维”这一核心素养要素后，科学思维的发文量出现明显激增，国内对科学思维的研究热度呈逐年上升趋势，目前对于科学思维的研究已经从起步阶段转为发展阶段。

图1“科学思维”文献数据

中国知网检索的“物理科学思维能力+教学策略+物理教学”的文献结果如图2所示，在2004年已经有学者进行研究，从 2017 年起有所上升，但截止到目前总文献量不足60篇。

图2“物理科学思维能力”+“教学策略”+“物理教学”文献数据

现有文献的数量及内容反映出国内针对培养物理科学思维能力研究的教学策略并不多，而且很多文献中的教学策略都是与案例结合来介绍的，虽然可以给教师一定的教学参考价值，但是教学模式及策略的可迁移性较弱，如何发展学生的科学思维能力仍是当前研究的热点之一。

（2）关于微项目学习的研究

项目化学习是从美国教育家杜威“教育即生活”中演变出来的。项目化学习融合了建构主义、杜威的实用主义教育理论、STSE教育理论和人本主义理论。

国外对项目式学习的研究不仅关注理论探讨，还包括教学实践、案例分析、效果评估等多个层面。研究者们通过实证研究来验证项目式学习的有效性，并探索其在不同教育阶段和学科领域的应用。国外的项目式学习研究和实践正朝着深入化、多元化和技术化的方向发展，不断探索更有效的教学策略和评价机制，以促进学生的全面发展。

美国High Tech High（HTH）学校是一所以项目式学习闻名的学校，其教育模式强调学生中心，学生通过深度的项目研究进行个性化学习，在学校里获得支持和自由去不断试错、尝新，而且能够在解决实际问题中学习知识，掌握知识运用的技能。英国的P21学校建构了以项目为核心的课程体系，其教育模式强调创造性和艺术性的活动项目以及科学、人文的学术项目，学校按照学习进阶方式，在纵向上不断深化大概念的内涵，在横向上强调与知识内容之间横向的多元联系。新加坡政府鼓励学校制定“应用学习计划”（Applied Learning Programs，简称ALP），目的是帮助学生将学习应用到现实世界，发现学习背后的意义并培养对学习的热爱。^[2]

根据文献计量学的方法分析，2007年至2022年间，国内项目式学习的研究文献数量呈现稳步增长态势。特别是2017年之后，发文量显著增加，反映出该领域的研究越来越受到关注。

国内项目式学习的研究热点经历了几个阶段的演进，从早期聚焦于教学本身，到后来与信息化技术如云平台、人工智能等的融合，再到近期关注劳动教育和跨学科教育等方面。中国知网检索的“微项目学习”的文献结果如图3所示，共找到795篇研究文献，其中2020年后占692篇，说明最近4年在“微项目学习”研究方面引起广泛重视。

图3“微项目学习”文献数据

现阶段，国内外关于项目化学习的研究主题主要集中于学科教学的理论与实践，涵盖学前教育、初等教育、中等教育、高等教育等各类各学段教育活动，项目化学习的设计思路在STEAM教育、创客教育、教师教育中创造性运用的作用也得到广泛关注。

在初中物理方面，吴锡理提出的“LH型”的项目化学习既具备项目化学习的特征，又具有较高的学习效率，整个项目的学习过程经历多次学生低结构探索和教师高结构指导^[3]。夏雪梅认为项目式学习指向知识观的变革与人的心智的自由迁移，提出在进行项目式学习设计时，要指向核心知识的深度理解，用高阶带动低阶，将素养转化为学习实践等相关策略。

杨勇诚的研究主要集中在微项目学习的设计、实施和评估方面，聚焦课堂教学流程重组、资源整合，促进教与学方式转变。他关注如何设计一个有效的微项目任务，如何引导学生在项目中发挥创造力和创新思维，以及如何评估学生在项目中的表现和学习效果。他指出教师在整个教学过程中的作用是调动学生的主动性、挖掘学生的潜能，促进自主学习、合作学习。通过教师创造性地劳动，优化课程结构，提高课程实施水平。学生为完成项目任务, 能充分发挥自身的主体作 用和强势智能, 并在互助合作中独立地、创造性地解决实际问题，从而有利于学生多种智能的开发。^[4]他认为在初中物理教学中引入项目学习不是对现有教材简单的补充和拓展，而是对现有教材进行全方位的整合，嵌入项目学习的物理教学过程不拘泥于教材设置的教学流程，项目学习实质上就是将物理学科教学与综合实践活动相融合。^[5]

综上，国内外对于项目化学习的研究已经非常成熟，但把微项目学习与日常课堂教学结合的研究还不多。特别是如何依托微项目学习的载体来带动思维的进阶，在微项目学习中如何评价学生的思维发展，都还值得我们进行探讨和研究。

三、对已有研究的思考和反思

尽管微项目学习的研究逐渐增多，但国内尚未形成系统性研究，表明该领域还有较大的发展空间。本研究旨在探索微项目学习在初中物理教学中的应用，以及其对学生思维发展的影响。通过新授课、复习课、实验课的微项目的实施，提炼出微项目学习实施原则、路径、策略、典型案例。特别是如何依托微项目学习的载体来带动思维的进阶，在微项目学习中如何评价学生的思维发展，都还值得我们进行探讨和研究。

[1] 廖伯琴.提炼核心素养，凸显课程育人价值——义务教育物理课程标准（2022年版）解读[J].基础教育课程，2022（5）：46-52

[2] 夏雪梅.项目化学习的实施：学习素养视角下的中国建构[M].教育科学出版社，2020（11）:19-22

[3]吴锡理.初中物理“LH型”项目化学习的实践研究[J].物理教师，2023（10）45-49

[4] 杨勇诚.项目学习 —初中物理教学的一种有效方式[J].物理教师，2018（5）24-25

[5] 杨勇诚.项目驱动 自主合作 共同提升—基于项目学习的初中物理学习方式研究[J].中学教学参考，2020（12）：37-39