经典的鸡蛋掉落实验被重新改造成物理学科学生探索真实问题的驱动性问题。
PBL项目化学习既可以全新的设计，也可以对原有项目进行重构。今天我一起来看一个完整的案例。相关视频可以关注后在站内查找，原版课件的PDF文档可以私信向我索取。
当十几岁的学生爬到书桌上，将一个物体扔到地板上时，Johnny Devine老师没有制止这样的行为。不仅如此，他和班上其他同学一样渴望看到接下来发生的事情。
在这一个瞬间，学生和他的队友们就从自己亲手制作的实验样品中获得了积极的反馈。一个由塑料制成并用胶带固定的小降落伞按预计打开，减缓下降速度，使货物安全着陆。学生们微笑着记录数据。他们的任务还没有最终完成，但今天的测试让他们离成为一名航天工程师的梦想又近了一步。
为了提高学生对具有挑战性的科学内容的参与度，Devine让他的学生解决专业科学家和工程师所面临的问题。“很快，他们就知道自己所学的知识可以应用于实际的工作中，” Devine说。“学生有动力，因为这是一项真正的任务。”
火星任务项目是华盛顿塔科马科学与数学研究所（俗称萨米）高级物理课程的五个基于项目的学习单元之一。这所小型公立高中位于Point Defiance动物园，注重做中学以及与社区资源和专家的联系。
从火星任务伊始，学生们就知道，当地航空航天公司的专业工程师将对他们的火星着陆装置的最终成果模型进行评估。模型必须反映出学生们对如何在不损坏内部货物的情况下将有效载荷从轨道运送到火星表面的最佳方案。真正的火星登陆是价值数百万美元的设备，而学生们的发射装置将携带4枚易碎的鸡蛋。
课程规划虽然这个项目给了学生相当大的自由，但实际上通过一系列精心设计的阶段展开，每个阶段都专注于特定的学习目标。有一个详细的项目计划“创造了一个实践路径，”迪瓦恩解释说，“让学生们真正跟踪任务驱动，看看他们所学的东西如何与目标问题联系起来：我们如何才能成功地在火星上着陆？”
在介绍技术内容之前，Devine希望学生们能进一步了解太空科学家的工作内容。通过观看设计航天器发射、下降和着陆系统工程师的视频，学生们开始进入未来工作的角色。
随着项目的展开，Devine介绍了一系列实践活动，以帮助学生将物理概念付诸行动。例如，他们通过试验降落伞的设计这样一个真实的问题解决环节来了解空气阻力：他们如何将着陆器减速到合理的速度才能进入火星稀薄的大气层？
为了应用动量变化的概念，学生们将安全气囊系统设计在着陆器的底部，这个位置被恰当地称为碰撞区。他们用泡沫和其他材料作为货物的缓冲材料。
随着最终展示日期的临近，学生们继续使用所学的知识来测试、分析和修改自己的设计。一名学生解释说：“你必须在不同的试验中重复方程式，反复使用这个数学公式可以帮助更好记住它。”
Devine承认，PBL课堂上的许多实践学习“看起来可能更像一个传统的物理实验室”，学生们通过探索来学习知识。不同的是，作为全局的掌控者，老师一直在提醒学生“要有毅力”。每次实验室调查都与驱动性问题相关，为Devine提出探索性问题和学生理解能力的形成性评估创造了更多机会。老师会说：“我们在每节课结束后都会做很多的框架设计，这样学生们就有机会反思和进行知识的重构。”
当学生们终于可以在二楼平台上发射他们的“贵重”货物时，当地航空航天公司的工程师们也正在等待评估结果。每个着陆器中有多少个蛋能最终保存下来？
比测试数据更重要的是专家和学生之间的讨论。例如，一位工程师要求查看团队设计的早期版本，并了解导致修改的测试。一个叫Elizabeth的学生当她听到工程师们使用了她和同学们学过的专业术语时，她会兴奋的说：“这才是一种与真实世界建立的联系。”。
Devine说：“他们进行了非常深入、有意义的探讨，这可以练习表达他们的设计构想的能力。”在听他们使用专业术语和运用物理概念向老师汇报，并显示出他们深刻理解了背后的科学原理时。Devine说：“归根结底，这才是我最关心的。”
像专业人士一样管理就像美国宇航局的科学家们在复杂的太空任务中合作一样，学生们也在火星任务项目中组队工作。Devine在之前的经验中了解到，学生可能不知道如何有效地合作。这就是为什么要教他们如何使用与专业人士相同的项目管理策略。
一种可行的方法是“Scrum敏捷开发”。这是快节奏的团队日常会议的规则。学生使用简报跟踪进度并分配任务。每位团队成员回答以下三个关键问题，为讨论做出贡献：
- 自从上次会议以来我完成了什么？
- 从现在到下一次会议我要做什么？
- 目前我对这个项目有哪些问题或顾虑需要解决？
技术人员和软件开发人员使用相同的方法来解决问题，让复杂的项目保持正常运行。Devine说：“在PBL课堂上，敏捷开发给学生提供了一种承诺，让他们对彼此负责。”他们一眼就能看出任务是否在团队成员中平均分配。对于老师来说，敏捷开发的简报提供了一种有用的沟通工具。“如果学生没有完成任务，它给了我一种较温和的方式与之沟通。”他说到。
参与Devine课程的工程师们赋予火星任务更多的价值。“从专家的口里说出，‘这就是我们每天的工作内容。我真希望自己和你一样大的时候就掌握这些技能，这真的很有意义。”Devine说。
*Scrum是迭代式增量软件开发过程，通常用于敏捷软件开发。虽然Scrum是为管理软件开发项目而开发的，它同样可以用于运行软件维护团队，或者作为计划管理方法：Scrum of Scrums.
