指向深度學習的物理主導綜合實踐活動
——以“家用電器待機功耗研究”活動為例

翟應品 湯金波

(1. 興化市昭陽湖初級中學,江蘇 興化 225700； 2. 南京市樹人學校,江蘇 南京 210000)

“綜合實踐活動是從學生的真實生活和發展需要出發,從生活情境中發現問題,轉化為活動主題,通過探究、服務、制作、體驗等方式,培養學生綜合素質的跨學科實踐性課程．”[1]而物理主導綜合實踐活動則是筆者正在摸索實踐的一種指向深度學習的綜合實踐活動形式.它是指學生用物理視角“察看”生活、“提取”主題,并以物理學科知識為主導,整合其他相關“知識”與“經驗”去探索解決生活真問題的綜合實踐活動．此課程中,物理教師作為組織者、協調者、幫助者、評價者等多重身份參與其中并指導活動的開展實施．那么,究竟怎樣指導開展物理主導綜合實踐活動呢?筆者經多年摸索終于構建了以主題生成、實踐行動、反思提升等3個環節為主體的物理主導綜合實踐活動流程(如圖1),現以“家用電器待機功耗研究”活動為例,交流如下.

圖1 物理主導綜合實踐活動流程

1 主題生成環節

“學習的一個重要目的是解決現實面對的復雜問題,深度學習要求學習者必須面對并能夠解決實際問題．”[2]但傳統學科課程研究的問題往往都是單一的學科問題,此類問題通常都不具有(或者回避了)生活問題的復雜性,所以極容易使學習陷入“單一僵化”的泥潭．而物理綜合實踐活動課程則是從真實生活出發培養學生綜合素質的實踐性課程．所以,相比傳統學科課程而言,物理主導綜合實踐活動課程明顯具有深度學習特征．

以筆者所指導開發的物理主導綜合實踐活動“家用電器待機功耗研究”為例,該綜合實踐活動正是起源于學生的生活發現．2015年9月24日,江蘇電力報刊登了一則題為“無人居住哪來電費,總閘未關電器耗電”的新聞簡訊.這則簡訊報道了南京市溧水區柘塘鎮王某好心幫鄰居代交40元電費卻引起對方誤解的事件．學生看到這篇文章后對文中數據的真實性表示懷疑,在此基礎上筆者指導本班學生開發了本活動,該活動在2016年江蘇省中小學綜合實踐活動課程統整實施專題培訓會上進行了展示,效果優良,受到一致好評．

綜合實踐活動所組織的是“問題解決學習”,[3]問題解決學習具有情境性和綜合性．[4]物理主導綜合實踐活動正是指向問題解決的學習活動．為指導學生開展活動,我們可以設計指向問題解決的問題串以幫助學生解決“真實生活”中的“真實問題”．在“家用電器待機功耗研究”活動中,筆者所設計的問題串是:① 生活中怎樣測量待機功率?② 不同家用電器的待機功率是否相同?③ 哪些電器的待機功率較大?④ 你認為待機耗電的背后隱藏著哪些社會問題?⑤ 如何應對待機耗電現象?

圖2 智能型電功率均分器

通過實踐,筆者發現“源于生活”的“真實問題”使學習更具生機活力．一方面,這種“問題”更加容易引起學生的興趣與探究欲望,學生在活動中可以真實地感受到知識的力量,學習不再是“刷題”,而是指向了身邊真實問題的解決,知識不再是“記憶點”,而是可以在家庭、社區中與父母、鄰居討論的生動話題．另一方面,“源于生活”的“真問題”還一定會使學生的“眼光”高出教材的視野,使學習活動突破物理學科的邊界．這是因為“物理問題”通常不能窮盡生活的全部,“學科化”更不是生活的本來面貌．源自生活的真問題必定會涉及物理學科以外的內容,如上述問題④ 、問題⑤,學生在探索解決這兩個問題的過程中必定會涉及語文、美術、信息技術、思想品德等學科內容,實踐發現在回答“如何應對待機耗電現象?”時甚至有學生提出了類似大學電工學的內容．特別值得一提的是,在具體實踐的過程中,還有一位學生注意到了自家樓下供電柜旁的智能型電功率均分器(如圖2),這還“觸發”了孩子們對家庭耗電現象的新思考．由此可見,生活確實是產生“問題”的不竭源頭!

2 實踐行動環節

郭華教授認為,所謂深度學習就是指在教師引領下,學生圍繞著具有挑戰性的學習主題,全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程．其中“‘活動與體驗’是深度學習的核心特征．”[5]郭教授所強調“活動與體驗”即是指教師引導下的學生全身心投入的自主學習和有目的實踐活動,此觀念恰恰與綜合實踐活動所堅持的“自主性”與“實踐性”兩大原則不謀而合．因此,在指導綜合實踐活動時,教師應該始終堅持促進自主、立足實踐的行動要則．要注意的是,促進自主并不是放手不管,而是要通過一定措施導向(比如問題驅動),促進學生自主學習,引領學生開展探究、服務、制作、體驗等有效的實踐活動．如前文所提之“源于生活”的問題串實際上便是為“促進自主,引領實踐”打下的“伏筆”.該問題串所“觸發”的學生行動有:① 待機功率的測量與比較(見圖3);② 用電器銘牌調查活動;③ 安全、節電宣傳活動;④ 創新設計、創意物化活動;⑤ 給廠家的建議等等．

除上述“問題驅動”的方法外,布置“活動任務單”能夠使“促進自主,引領實踐”得到更具體化的落實．本活動中筆者布置的周日活動任務單是:① 你能夠找出家里最大的“偷電賊”嗎?請提供活動照片(或視頻)、實驗數據等證據;② 你認為待機耗電的背后隱藏著哪些社會問題?請選擇一個自己感興趣的問題,尋找證據并嘗試提出自己的解決方案．兩項任務中,第一項主要通過“任務驅動”來引導學生自主實踐,利用生活中的設備測量并比較家電的待機功率．而第二項任務雖然同樣是通過“任務驅動”來引導學生開展活動,但與第一項任務強調動手實踐不同,該活動的著眼點主要是放在問題的自主發現與解決方案的設計上．

圖3 待機功率的測量與比較

3 反思提升環節

當前的綜合實踐活動課程實施中存在一種不良傾向是,忽視或者淡化課程應有的教育功能,把綜合實踐活動做成了膚淺的純“活動”．這種活動“把素質教育混同于‘反知性主義’,滿足于‘唱唱跳跳’的所謂‘改革’,陷入了活動主義與體驗主義的泥沼．”[6]那么,怎樣才能防止綜合實踐活動陷入“膚淺的泥沼”呢?筆者認為除了伴隨著實踐進程的問題引領與任務驅動外,反思是不可忽視的力量．“深度學習要求學習者在學習過程中批判性地看待知識和問題,并開展自我反思活動,還要能夠在已有知識經驗的基礎上建構新的知識意義,進而遷移應用到真實的、具體的情境中,這些都體現了高階思維和高水平認知．”[7]而事實上,綜合實踐活動就是一個“反思性行動”,[8]由問題引領(或任務驅動)到問題解決(或部分解決)的過程本身就是一個不斷實踐—反思—再實踐—再反思的過程,反思貫穿于綜合實踐活動的始終,在實踐前行的每個時刻發揮作用．

物理主導綜合實踐活動是指向問題解決的,但并不強調一定能夠解決問題的全部．生活是復雜的,生活問題更是無休無止．孩子們在解決問題的過程中很可能還會產生更多的新問題,而基于這種新問題的自我反思活動正是邁向深度學習的重要表現.要注意的是,它不能僅僅表現為活動的延續,更要注意將思維引向高階,將立意引向創新.這才是實現綜合實踐活動課程育人目標的關鍵一“跳”．比如在本活動中筆者通過假日任務單引導孩子們走向深度思考:“你認為待機耗電的背后隱藏著哪些社會問題?請選擇一個自己感興趣的問題,尋找證據并嘗試提出自己的解決方案”．布置這項任務時筆者本以為待機耗電的背后隱藏的社會問題應該不外乎能源和安全兩個方面,但想不到的是有多位學生提出待機耗電現象的背后還與消費者權益保護有關系.孩子們認為只要產品存在待機耗電現象就應該在其說明書中予以說明,但孩子們所拍攝的照片顯示出大多數的家電產品卻都是沒有標注待機耗電的相關數據的(如圖4)．因此,事實證明孩子們的潛力是無限的,當我們給予他們自主反思與自由實踐的時空時,他們的潛力就會慢慢地得到“深度挖掘”.這對我們教師來講是一個非常重要的提醒:要放手,不能越俎代庖,學生有時候比我們有更多的想法．

圖4 兩種不同的電器銘牌

實踐活動的心得交流也是很好的深度學習,孩子們在實踐中發現生活遠遠不是書本那樣的簡單:“測量前本來感覺挺容易,然而實際操作中,卻遇到了許多困難,有的事情看上去簡單,但是只有自己體驗過后才發現原來那么的不容易”,“雖然實踐中困難重重,但是我們經過思考,問題也終于迎刃而解,在這個過程中,我們不僅學到了許多書本上所沒有的知識,同時還體驗到‘山重水復疑無路,柳暗花明又一村’的思維快感,實在是受益匪淺”．實踐中孩子們還體會到并非所有事情都可以一個人單獨完成,“方法的選擇會大大影響到做事的效率,合作才是王道”．在心得體會中他們還這樣寫到:“就物理知識而言,能夠加深對電功率兩種測量方法的理解,在分析部分電器待機功率較大,而部分電器待機功率為0時,我們認識到造成不同用電器待機功率不同的原因實際上是因為它們內部的電路結構是不一樣的.這樣的活動不僅僅是對課本知識的補充,更重要的是,會引導我們更多的去關注身邊事件的本質,而不是僅僅看到表象的不同”．類似的心得交流不僅僅是對過往實踐的回顧反思,其實也是生成靈感、創新思路的“觸發器”.比如,在心得交流時一位學生提出問題:用電能表與秒表測量待機功率實在是太耗時間了,有沒有更加方便快捷的方法呢?這個問題引發了學生們的廣泛思考,最后,學生們拿出了形形色色的測量設計,圖5為3種典型設計．

圖5 3種典型設計

就本次綜合實踐活動而言,如何應對待機耗電現象并嘗試提出自己的解決方案是更深層次學習的“發動機”．起初,學生們認為通過“宣傳行動”可以解決問題,所以他們懸掛橫幅、發放傳單、豎立警示牌,他們走進社區、拜訪鄰居、傳播朋友圈,他們設計板報、制作視頻、涂鴉文化衫．但對于普通老百姓而言,養成“人走斷電”的習慣何其困難.交流發現“造成不同用電器待機功率不同的原因實際上是因為它們的內部電路結構不一樣”后,學生們便開始從電路設計角度提出改進方案,有多組學生聯想到紅外遙控知識提出了紅外遙控零功耗待機開關的設想(典型設計如圖6所示);還有一組學生結合電磁繼電器知識,設計甚至利用廢舊電鈴模型制作了“低電流自動斷路開關”(電路設計如圖7,實物制作如圖8所示),著實令人驚喜不已.

圖6 紅外遙控零功耗待機開關

圖7 低電流自動斷路開關

圖8 “低電流自動斷路開關”實物照片

4 結束語

站在教師的角度看,學生們測量電路的設計與斷電電路設計也許還不夠合理或者并不具有實際的可操作性,但從這些創意設計與物化作品中我們可以看出,學生們正在邁向更加深入的學習之路．因此,我們有理由相信,開發與實施物理主導綜合實踐活動能夠突破學科內不同章節之間的界限,能夠突破不同學科之間的壁壘,發展跨學科學習思維;開發與實施物理主導綜合實踐活動能夠有助于在復雜的實踐活動中發現問題、提升技能,有助于促進交流、評估、反思能力的提升,促進更具深度的學習的發生．