1、基于工程学习PBL的单元教学实践与思考徐霞忠摘 要：基于工程学习、深度学习和核心素养，本文从工程选题与准备、工程的规划与起动、工程活动的不断推进及以科学探究为背景的阶段成果汇报、评估与反思等角度，对工程学习的开展与研究作了较深入的实践，总结了一些有价值的个人感悟与思考.对课例研究中基于工程学习背景下的物理核心素养的落实作了初步的探析.关键词：知识单元，工程学习，核心素养文章编号：1008-4134202308-0011 中图分类号：G633.7 文献标识码：B本教学知识单元的初步设想是构建“科学探究：摩擦力“工程学习的知识单元教学案例的实践与研究，并初步形成案例：以教师和学生的理论研修为引，深
2、入学习与研讨，不断完善课题组初步设想，再进一步在“一个学习单元的微课题工程学习过程中，打破课本并重组自编单元学习校本教材，依照学生“深度学习过程的需要，不断优化设计学习流程，围绕“课题实施，课堂活动中带着一个个具体“任务，让学生在全新的体验中引发深度学习.在初中物理教学中构建“工程学习的教学方式，力求更好地发挥物理学科所蕴含的精神价值，放大这门学科的育人因素，为学生养成一种终身探求生活物理的精神奠定根底.对教学模式和学习方式的研习和探究，有助于教师自身教育理论素养和教学技能的提高.选择立足学科、基于课程标准、指向学习素养的工程学习探索，工程学习的四个特征：核心知识的再建构，创立真实的驱动性问题
3、和成果，用高级学习包裹低级学习，将素养转化为持续的学习实践.充分展开师生的能力合用与任务分工进行适当的行动研究：在平时的教育教学中以学生为中心，激发学生的深度学习与教师的深度备课，进一步更充分地发挥师生的潜能，进行从理念转变到活动逐步开展，再到行动的深入研究与研讨及交流与总结，最终形成行动研究成果.1 精心选题，工程准备1.1 课例的源起本知识单元课例的研究与实施过程以义务教育课程标准2023年版为目标：通过常见事例或实验，了解滑动摩擦力，滚动摩擦和静摩擦，再通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素.进一步拓展增大和减小摩擦的方法及知识应用.本课例是基于工程学习的深度学习，源于“从生活走向物理，从
4、物理走向社会的根本理念，而目前的深度学习与物理学科核心素养的落实、“循环递进式探究法等等的不断研究告诉我们：搭建一个以学生为主体的深度学习与教师主导深度备课相结合的跨小节的“单元化的深度教学过程.相关知识链接：力的三要素、弹簧测力计的使用方法以及二力平衡的条件等.1.2 目标的设定首先通过调查，教师编写简易的课前预习案，学生进行自主学习让学生适当分组完成，在此根底上进入课例的引入：展开驱动性问题：摩擦力无处不在，没有摩擦力你走不了路吗？我们踢出去的足球为什么会慢慢停下来？用力推一辆汽车，没有推动，是由于摩擦力太大吗？在学生思考和调查的根底上，再一步阅读：“你知道以下现象与摩擦有关吗？切砖表演，
5、凭借摩擦.火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力.风吹过海面时，摩擦力迫使海水向前移动.汽车发动机靠与皮带的摩擦力将动能传给发电机发电;人们洗手时双手摩擦把手上的灰尘洗掉;洗衣机洗衣时转动使衣服和水产生摩擦;吃东西时牙齿和食物发生摩擦;用拖把擦地，用布擦桌子，用板擦擦黑板都会产生摩擦力.在我们的生活中很多物体相互接触都会产生摩擦力等等.工程学习的活动方式之变：驱动性问题由早期的教师研究制定替换成作社会调查，动态研讨生成;研究方向由事先生成性即定目标到有自主选择的多方向自主认领;工程化学习指向概念的深层次理解和迁移，但是并不排斥对事实性和技能性知识的学习.学生在进行工程化学习中，相比
6、传统的课堂教学，会经历更高层次的认知历程：他们需要明确自己的目标，对自己的材料和时间进行管理，在同样的讨论中对自己的想法和观点进行反思.2 重组规划，工程起动在当下的教育情境中，知识点、单课时制、讲授式等可以说是一套組合拳.而工程学习聚焦于超越课本知识点的概念，意味着要突破单课时制，要以假设干节课对一个概念完整理解的视角来进行设计.经小组研讨及课题组进一步认定，初步拟定本知识单元的根本目标，设定为课例“科学探究：摩擦力，先进行生活中的摩擦知识引入，后调查研究有关摩擦的那些事，进一步引出摩擦可能与哪些因素有关.在学生自主学习相关知识的根底上，对现有教材相关知识点进行重组，编写导学案，进一步完成探
7、究“影响滑动摩擦力大小的因素的实验小组自主设计.【教学片段1】在本课例的设计环节工程学习课例“科学探究：摩擦力活动的第一阶段：课题任务一：工程学习的准备与起动前期准备与自主学习研究中，我们采用了问题串为主线、小活动驱动，并利用一个个递进式的活动进行深度学习的推进，同时逐步揭开工程学习的单元学习神秘面纱.2.1 活动的设想与实施首先进行课前预备，进行知识预习，学生进行相关调查，教师进行资源整理，发布资源共享包QQ群文件或腾讯微云共享，具体先进行活动一：自学导学案“摩擦力预备知识一：了解摩擦有关的那些事.在师生互动与生生互动的根底上，再进入活动二：你能举一反三吗？学生列举与相互讨论生活中的三类摩擦
8、，进行深度的探究活动：举例大比拼;接下来学生在完成导学案相关内容的根底上，进入活动三：挑战争霸赛，判断与辩证：判断摩擦力的方向.2.2 主要设计流程如图1所示2.3 活动反思在上述每个活动的过程中，学生经历从传统的课堂教学到工程化学习的认知，源于实际的问题驱动，在一个个动态生成的活动开展、自主学习与不断反思中完成深度学习.这里的过程丰富多样，比传统的课堂更具有学习实践形态，从而拓展了学生对物理源于生活的更直接的感知，现场气氛非常活泼，有点失控的感觉，这时教师的引领作用就至关重要了.3 阶段拓展，工程推进工程化学习从心理机制看，要求大量地运用问题解决策略，而问题解决过程要分析阻碍目标实现的障碍和
9、可以利用的资源.在学校教育当中深度学习的优势非常明显，而工程学习可以让学生充分体验深度学习的过程，提高深度学习能力.工程学习的出发点是真实的情境，从生活和实际中真实问题出发，在全体学习小组成员积极参与的过程中，引领出学生的工程学习，进而逐步驱动学生们的深度学习，让每一位参与的学生都能主动去获取知识、引发思考、提升能力，进而激发学习兴趣与热情.【教学片段2】在本课例的设计环节工程学习课例“科学探究：摩擦力活动的第二阶段：课题任务二：设计与实施实验“探究滑动摩擦力与哪些因素有关，具体在大任务背景下设置成三个活动.3.1 活动的设想与实施首先进行的是活动一：阅读学案“摩擦力预备知识二，了解二力平衡的
10、条件，测力计的使用方法等，在学生小组个人自学、组内交流与小组之间的交流评估后，接下来进入活动二：自制测力计利用生活中的素材进行设计、标度、美化等 ，为了更好地进行深度学习，在动态管理的引领下，将活动二进一步分解成两个小课题，让学生分组选择一个去现场完成并展示：小课题1：自制“弹簧测量计测力，小课题2：研究“二力平衡的条件，进一步引出活动三：合作探究“影响滑动摩擦力大小的因素作为本课例的重心，第三个活动：在学生小组协作与师生交流的根底上，最终动态地生成下面一系列不断探究的小课题，让我们的工程学习微型化、常态化，并从实际时间与具体情境出发，让他们有选择地完成，再进行合作、展示、交流如图2所示.3.
11、2 主要设计流程如图3所示3.3 活动反思学生分小组进行工程化学习，从中我们感受到既省时省力，又集思广益，更能充分调动全体同学动手和动脑及相互合作、创新，这样的工程学习过程，以班级为单位进行适度选择与取舍，利用差异性进行分组，让每一个参与活动的学生有事可做，让全体同学都能积极地参与到深度学习的过程之中，可以让更多的同学获得开发式的学习，并逐步培养他们的创造能力.经过近一周的实践，我们发现微型化的工程学习和探究过程会出现反复、停顿，有时还会遇到一时无法解决的难题，这时候让全班同学集体研究或师生合作等方式进行自主解决.最终在迂回曲折循环递进的过程中，通过师生互动与技术辅助，大大地提升工程学习效益，
12、以一个个生动的活动不断引领深度学习的推进，学生在这样的系列活动中提升了核心素养.4 交流评估、落实素养工程学习的过程，教师的主要作用不是简单的教给学生书本知识，而是要不断渗透学习方法，而落实核心素养的过程，那么是让学生更主动地参与到教师的教学之中，由于这样的教学过程更多地表达在积极参与、主动合作并大胆表达与交流之中，特别是创造性地解决所遇到的困难和问题，在我们的第三个环节：成果展示与评估中，小组不断地改良和尝试、批判性地思考及相互进行适当的自评与互评等，在学生独立思考、自主探究的过程中习得了相关物理知识，而这一过程中对学生实施科学方法的教育，在深度学习与工程学习的过程中也不断地得以跟进，让学生
13、在合作中共赢.【教学片段3】本课例的设计环节工程学习课例“科学探究：摩擦力活动的第三阶段：成果汇报、展示与评估.具体设置为：小课题1：你初识摩擦力吗？小课题2：你了解生活中的摩擦吗？小课题3：为什么摩擦有时会有，有时没有？小课题4：你对滑动摩擦知道多少？小课题5：你了解摩擦的利与弊吗？4.1 工程学习设想与实施首先可以通过QQ等 APP，教师上传“活动视频与相关“参考素材，让学生进行充分的课前准备，再有，向事先分好组的学生提供指导性的导学案，让小组进行前期工程学习并定期进行自评、互评，课堂第一个环节安排学生进行分组代表展示、交流，接下来是第二个环节：科学探究，让小组先讨论方案并陈述方案，师生给
14、出简要的评估，之后开始进行探究、组内互动、合作，成果小结，第三个阶段：成果汇报展示、组内评估与组间评估，之后让小组代表进行现场答疑、师生点评收获与反思.4.2 主要设计流程如圖4所示4.3 活动反思这种课前互动式自学课中利用媒体进行集中展示与评估的深度教学过程，将工程学习的课外与课内活动有机结合起来，每个环节均以学生为主体，充分调动了全体学生的积极主动参与，让深度学习的过程多处表达，大大推开工程学习的活动不断推进，同时让学生代表集中汇报与表述，促进了多学科能力的培养，学生在实践过程中，人人动手或动脑，能更充分展现多学科综合与物理核心素养的落实，让学生的合作创新能力得到了进一步的提升.总之，通过
15、这样的“工程学习过程，让我们从理论到实践，并且在落实学生的活动过程中让学生组织分工在特定的时间内、资源内通过相互关联的活动完成一个明确的目标，学生在此过程中通过主动的探究完成知识的重组和技能的提升，让合作互动式学习延伸到课堂内外的深度学习，用实实在在的系列课题、任务或活动激发对“科学探究过程的兴趣、训练技能、促进思维、不断开展工程学习的过程就是核心素养落实的过程.参考文献：1李松林.深度教学的四个实践着力点兼论推进课堂教学纵深改革的实质与方向J.教育理论与实践，2023，3431：53-56.2陆海培.“工程学习促进学生个性开展J.中学物理教学参考，2023，4011：8-10.3中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准M.北京：北京师范大学出版社，2023.4滕元斌.基于工程学习PBL与新媒体的深度学习初探以“浮力计测物体的密度为例J.中学物理，2023，3718：19-22.5宋四华.基于工程式学习的“流体压强与流速关系的教学实践J.中学物理，2023，3718：26-28.收稿日期：2023-01-03
