基于核心素养培养的初中科学项目化学习模式（PBL）探索-以《大气压和液体压强综合复习课》为例

基于核心素养培养的初中科学项目化学习模式（PBL）探索——以《大气压和液体压强综合复习课》为例一、研究背景《义务教育科学课程标准（2022年版）》提出科学课程的总目标旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。随着新课标的颁布，我国义务教育阶段素养导向的科学课程改革必将进入一个崭新的的时期。而项目化学习模式（project-basedlearning，简称PBL）作为培育学生核心素养的一种重要手段，受到了普遍的关注并获得了快速发展，值得一线教师实践探索。二、理论架构关于项目化学习的本质特征，不同学者有不同的看法。为了深入理解项目化学习的特征，将项目化学习与基于问题的学习、STEAM学习进行对比研究。基于项目化学习模式（PBL）相关文献分析，其特征如下：1.综合性：核心素养视角下的科学知识不再是割裂的，往往需要学生结合生产生活实际，根据真实情景不断进阶构建认知网络。2.创生性：学习的过程往往以设计制作学习作品为主线，发展学生的科学探究能力、技术与工程实践能力、创新解决实际问题的能力。3.实践性：项目化学习是在学习过程中不断解决实际问题、持续完成细化的实践任务的学习过程。4.高阶性：完成项目化学习需要学生主动学习、积极思维、探究合作，在一次次完成项目化学习任务的过程中不断寻求解决问题的策略，提升自身的核心素养，为终身学习奠定基础。项目化学习的设计流程主要涉及六大步骤，可参考设计框架如下图1：图1：项目化学习设计框架三、项目成果基于以上分析，现以《大气压和液体压强综合复习课》的载体，围绕揭秘并复刻“神奇的公道杯”开展PBL项目化学习，教学流程如下：项目化学习环节教师活动学生活动01寻找核心知识：根据《义务教育科学课程标准（2022年版）》，该复习课涉及到的核心概念有：“1.物质的结构与性质”、“3.物质的运动与相互作用”、“12.技术、工程与社会”、“13.工程设计与物化”。通过学习这些核心概念，有利于形成“物质与能量”、“结构与功能”等跨学科概念。引导学生复习回顾大气压与液体压强等相关基础知识，以学生为主体，教师只做适当补充与纠正。学生分小组罗列相关知识，越多越好。02转化为驱动性问题：贵州遵义海龙囤考古研究团队2012经过900多天的大规模考古发掘，在贵州遵义海龙囤出土珍贵文物上万件，其中就有一件特别的瓷器，瓷器底部竟然有孔，他就是传说中的——“公道杯”。考古学家修复杯体时发现杯身上写有铭文“半则弗漏，满则弗受”，似乎显示了杯子的神奇功能，为了进一步对其内部构造进行修复，考古学家也做了大量实验探究，下面我们也跟随考古学家的脚步一起来探索其中的科学奥秘：这种杯子是如何实现“半则弗漏，满则弗受”的功能的？你能复刻出有类似功能的杯子吗？教师拿出“公道杯”教具，请学生喝茶，展示功能。半则弗漏：先倒半杯，学生能够喝到美味的茶水。满则弗受：第二次再给给学生倒满杯。结果学生不仅没喝到，而且茶水还全部漏光了。你有什么想法？观察现象；提出问题：为什么同样的杯子，倒的茶多就喝不到水（漏光），倒的少就可以喝到茶水。03澄清项目的高阶认知策略：为了复刻公道杯的上述“半则弗漏，满则弗受”的两大功能，我们需要通过系统分析、工程设计、实验等高阶策略来逐步解决问题：（一）、“半则弗漏”：酒杯底有孔，倒酒倒一半的时候不会漏，倒满了才会漏。学生活动1：给学生提供底部带孔的塑料杯、吸管、剪刀、胶枪，让学生自己设计公道杯，注意只要求实现“半则弗漏”（即倒酒倒一半的时候不会漏）的功能，画出设计图。（二）、“满则弗受”：倒满了酒时酒不仅会漏，而且全部酒都要漏空。学生活动2：我们先思考一个问题，如何把大鱼缸里的水放光，（鱼缸太重搬不动）画出设计图，并进行简要的操作说明。（一）提出问题：思考一下，这个杯子里面可能是怎样的结构？学生设计1：

教师引导：上述设计确实能够实现部分功能，但是“满则弗受”是指倒满了酒时酒不仅会漏，而且全部酒都要漏空。显然上述设计不能实现这一功能。（二）启发诱导：只能漏一半，不能漏完，如何改进？如果把这根管子弯过来，是否可行？学生设计2：

情景1、2、5相对比较简单，鼓励学生自主思考，分组讨论，教师适当鼓励引导即可。情景3、4相对复杂，教师可以带着学生一起细致分析。（一）学生分析1：

（不漏）（能否漏光）分析这个设计，是否合理？（二）学生分析2：情景1.往杯中倒半杯液体，比较下图情境中杯中液面与管中液面处压强的大小，分析液体是否会漏出？

情景2.如果再多加一点液体，如下图所示的情况，液体是否会漏出呢？

情景3.如果再多加一点液体，没过弯管最高处时，比较杯中液面与管中箭头所指液面处压强的大小，液体是否会漏出呢？

情景4.随着液体流出，杯中液面会下降，当下降到如下图所示时（强调与情境1的区别：此时弯管右段中充满液体），液体还能继续流出吗？

情景5.液体持续漏出，会一直持续到什么程度呢？

04确认主要的学习实践：基于项目化学习的前几个流程，进一步引导学生在实践中学习检验知识，并获得真知：学生活动3：利用塑料杯、吸管、剪刀、胶枪等材料复刻“公道杯”，亲自动手制作并验证其功能。你能利用手上的器材验证自己小组的猜想吗？动手制作，验证。05明确学习成果及公开方式：学习实践结束后，每个小组都完成了项目成果，有必要分组进行了分享交流和成果展示。鼓励学生畅所欲言。06设计覆盖全程的评价：设计覆盖整个项目化学习过程的评价量表，给予学生及时反馈，促进学生学习能力的不断提升，落实学科核心素养。提供量表，鼓励学生自评和互评。学生完成量表。本教学案例采用PBL项目化学习模式，将“大气压强的存在”与“液体压强大小的影响因素”这两大知识点的复习与知识应用设置在有趣的考古探秘情境中，让学生通过观察到的神奇现象去分析其中的科学原理，又通过分组合作探究的方式践行工程设计与物化过程，逐一解决教师创设的问题并逐一解决疑惑