互聯網+互動學習平臺在初中物理項目式學習研究中的應用初探

茅云飛 莊春曉

【摘 要】《基于項目化學習的初中物理學習方式改進的實踐研究》課題組將基于互聯網+的互動學習平臺應用到初中物理課堂項目式學習教改研究中，通過實踐與研究總結，總結提出了互聯網+時代初中物理教學的項目式學習新模式。

【關鍵詞】互聯網+；互動學習平臺；初中物理；項目化學習

一、互聯網+時代初中物理項目式學習教學模式研究

項目化學習（Project-based Learning，簡稱PBL）：是以學科的概念和原理為中心，學生通過參與真實的活動項目，進行調查、研究、協作，最終形成產品或解決問題，從而建構知識的學習活動。項目學習是一種探究性學習，它能促進學生自主投入學習，提高終身學習的能力和素質。

初中物理項目化學習包括四個要素：一是具體的任務；二是真實的情景；三是豐富的活動；四是有用的“產品”。一年以來，我校圍繞項目學習的教學流程再造，項目學習的資源開發，項目學習的案例分析，現代信息技術在項目學習中的應用等要素進行了全面研究。

我校“互聯網+”互動學習平臺將翻轉課堂與慕課（MOOCs）的特點與長處結合，實施“在線開放課程”與“課堂教學”的混合課堂教學模式。新的教學形式需要新的教室，分組學習討論的座位布局，移動設備的配備，網絡的支持，軟件的使用等將是新教室的必備元素。建設開放靈動、親近自然的學習空間，滿足學生個性需求的課程體系，靈活多元的學習方式，充分利用技術支持深度學習，深度的項目學習就可以利用“互聯網+”形式，開展基于數據診斷的學習分析的應用，在項目學習中讓學生經歷利用“互聯網+”的過程，逐漸建立起傳統學習走向智能化學習的橋梁。我們將教室分為三個區，指導區：教學以教授法為主，課桌呈馬蹄形擺放，學生認真聽講、互相尊重、互相支持。合作區：小組合作完成學習任務，每四張桌子拼在一起，組成一個學習小組，學生四人一組，使用PAD登陸Moodle課程管理系統（同時也是在線測驗平臺），學生充分思考、交流，學會尊重與分享。自學區：學生自主學習，課桌獨立擺放，每張桌子上有一臺電腦，學生根據項目平臺發布的任務合作探究學習，借助電腦、PAD上網查詢資料。

一年以來，在近30個案例的基礎上，我們總結得出了初中物理項目式學習范式模型：首先，根據學習目標，教師設計真實的任務情境，提供豐富的資源和各類學習支架，學生自主探究學習；其次，師生共同提煉核心問題，組織線上、線下多種形式的交流討論，在合作探究中解決問題；最后，從學生的興趣和需求出發，采用自主、合作、探究等學習方式，在拓展應用中解決新的問題，鞏固深化所學。充分利用平臺獲得學生學習行為和結果的數據，進行數據支持下的綜合評價，及時改進教師的教和學生的學。

二、教學案例——《影響家用電熱器效率的影響因素研究》

1.項目分工（創設任務情境）：

觀看微課《家用電熱器的效率》，引導學生討論其中的物理原理，激發學生項目研究的興趣。

在學校互聯網+互動學習平臺初中物理項目式學習主頁發布項目研究任務。根據項目的具體需要，由各項目小組的總體策劃員統籌安排各組內成員的工作，充分考慮各成員的特長，通力協作完成好本項目。

2.項目準備（提煉問題情境）：

在互動學習平臺由首席信息官帶領各組員共同討論項目實施方案，注意項目實施中遇到的各種問題，適時提出改進建議和完善方案的可行性，完成項目可行性研究匯總文檔的提交。

可行性研究一：確定研究對象，討論測電水壺的電熱轉換效率的原理，在線提交研究結果。

（1）測量原理：η=■×100%

（2）物理量分析：

待測物理量及計算公式：水的質量m，水升高的溫度Δt，Q=CmΔt；

待測物理量及計算公式：電壓為U，電流為I，時間為t，W=UIt。

項目中不易測量的物理量：

物理量：水的質量m，解決方案：用量筒測量待燒水的體積，算出待燒水的質量；

物理量：消耗的電能W，解決方案：計量電能表指示燈閃爍的次數N，W=N/電能表常數。

可行性研究二：分析測量方法，猜想影響電水壺電熱轉換效率的因素（易于器材選取和實驗操作的因素），在線提交研究結果。

燒水的質量、電水壺的質量。

實驗方法：控制變量法。

改變燒水的質量，控制電水壺的電功率及其它設備相同；

改變電水壺的質量，控制燒水的質量、電水壺的電功率及其它設備相同。

3.器材準備（合作探究學習）：

在互動學習平臺出示可供選擇的器材列表，學生進行篩選形成最終器材清單。同時做好項目過程性文檔的提交。

備選器材：電水壺、水、透明盛液筒、量筒、電壓表、電流表、溫度計、燒杯、抹布、鐵架臺、插座、電能表（1600imp/kwh）、滑動變阻器、電源、棉線、秒表等等。

4.項目實施（合作探究學習）：

（1）項目分組：四組總體策劃員共同商討需要研究的影響因素，確定負責測量對象。同時做好互動學習平臺項目過程性文檔的提交。

（2）項目操作（綜合考慮實驗步驟設計表格）：同時將表格提交到互動學習平臺項目過程性研究頁面。

A步驟：先用量筒測適量的水倒入電水壺；

B步驟：將溫度計插入水中并固定在鐵架臺上，測量水的初溫，記錄數據；

C步驟：只將電水壺接入電路，用電能表測量電能，閉合電水壺開關，記錄電能表指示燈閃爍的次數N（考慮方便計算）；

D步驟：斷開電水壺開關，等待溫度計示數穩定后，讀出溫度計示數（水的末溫）；

E步驟：對照原理分析，應用表格中的數據，計算電熱轉換效率η。

評估一：

通過本項目學習得出的結論是

1.電水壺的電熱轉換效率與燒水的質量有關，燒水的質量越大電水壺的電熱轉換效率越高；

2.電水壺的電熱轉換效率與電水壺的質量有關，電水壺質量越大電水壺的電熱轉換效率越低。

評估二：

四組實驗得出的電熱轉換效率η是否可以取平均值： 不可以，四組電水壺的電熱轉換效率不同，不可以取平均值。

評估三：

電熱水壺電熱轉換效率η還可能和哪些因素有關： 環境溫度、水壺的材質、水壺的功率等等。

評估四：

本組同學在項目研究中的成功之處與不足，成功之處：分工明確，實驗器材使用規范，讀數正確。不足：小組成員實驗過程中過多關注自己的任務，大局觀不強。

其他組同學在項目研究的成功之處與不足，成功之處：項目實施前準備充分，組員間配合默契，能做到相互提醒。不足：未加強和其他小組的交流與合作，得出最終的結論。

5.學以致用（拓展應用情境）：

視頻出示問題情境：電子式電能表表盤上標有“3000imp/（kW·h）”字樣，某電水壺裝有0.5L初溫為25℃的水，將該壺單獨接在該表上工作2min，電能表指示燈閃爍了100次，測出水的末溫為65℃，計算該電水壺的電熱轉換效率。

學生通過PAD解決拓展應用問題，并通過互動學習平臺自主學習拓展內容。

當前我校“互聯網+”互動學習平臺在初中物理項目式學習研究中的應用已經到了拓展推廣的階段。在“互聯網+”時代，信息化技術已成為教育的基礎設施，相當于生活中的水、電、煤一樣重要。下一步，我們將積極探索如何在中學其他課程中推廣項目式學習研究，推動區域教育課程的改革與發展。

【參考文獻】

[1]徐斌.項目學習：提高教學有效性的一個重要模式[J]. 新課程（綜合版），2010（6）：6-7

[2]韓立華，常櫻，王玉梅.基于Blended Learning的課程設計、實施與評價研究[J].中國電化教育，2010（6）

[3]戴曉娥.互聯網+時代課堂教學范式的核心元素與基本框架[J].基礎教育課程，2017（9）

（基金項目：揚州市教育科學“十三五”規劃課題《基于項目學習的初中物理研究性學習實踐研究》（G/16/P/096）研究成果。）