探究“光伏發(fā)電”原理與應(yīng)用的綜合實(shí)踐活動(dòng)課的研究

郭潔

一、問題的提出

（一）研究的背景

為落實(shí)教育部《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》以及深入推動(dòng)中國(guó)教育學(xué)會(huì)“十三五”教育科研規(guī)劃課題《有效利用中小學(xué)社會(huì)大課堂資源開展特色實(shí)踐活動(dòng)的研究》等的有效開展，全國(guó)各地教育部門都在新一輪課程改革中，將綜合實(shí)踐活動(dòng)以嶄新的面貌出現(xiàn)在孩子們面前。

在綜合實(shí)踐課程的開發(fā)和教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生和學(xué)校以及周邊的現(xiàn)實(shí)生活中蘊(yùn)藏著豐富的素材，這是綜合實(shí)踐活動(dòng)取之不盡、用之不竭的課程資源。我們本次研究的課題緊扣萊州當(dāng)?shù)亟鼛啄陙硇屡d的一種能源發(fā)電方式-光伏發(fā)電，在充分挖掘其中的課程資源的同時(shí)，理性地分析了學(xué)校的人才資源、環(huán)境資源、物質(zhì)資源，并通過有目的、有計(jì)劃地組織多種活動(dòng)的方式，使學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中創(chuàng)造，在創(chuàng)造中提升。

（二）概念界定

1.綜合實(shí)踐活動(dòng)課程

綜合實(shí)踐活動(dòng)是國(guó)家義務(wù)教育方案規(guī)定的必修課程，是基礎(chǔ)教育課程體系的重要組成部分。《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》指出：綜合實(shí)踐活動(dòng)是從學(xué)生的真實(shí)生活和發(fā)展需要出發(fā)，從生活情境中發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化為活動(dòng)主題，通過探究、服務(wù)、制作、體驗(yàn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的跨學(xué)科實(shí)踐性課程。

2.光伏發(fā)電

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。太陽能是人類取之不盡用之不竭的可再生能源，具有充分的清潔性、絕對(duì)的安全性、相對(duì)的廣泛性和資源的充足性，以及潛在的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。

（三）研究的現(xiàn)狀分析及意義

研究者查閱了大量的國(guó)內(nèi)國(guó)外的研究文獻(xiàn)與資料，有許多教育工作者進(jìn)行了各種形式、各種主題的“走進(jìn)社會(huì)大課堂”的綜合實(shí)踐活動(dòng)，但具體關(guān)于探究“光伏發(fā)電”現(xiàn)象的綜合實(shí)踐活動(dòng)的研究至今還沒有。本研究的立意在以初四學(xué)生所學(xué)的關(guān)于《電流》《電壓》這幾個(gè)章節(jié)的知識(shí)為理論基礎(chǔ)，開展探究“光伏發(fā)電”現(xiàn)象的原理以及在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用以及所起作用的活動(dòng)與研究。通過本次實(shí)踐活動(dòng)，將大自然與社會(huì)現(xiàn)象帶進(jìn)課堂中，讓課程資源豐富、鮮活起來，并使學(xué)生開拓了視野，通過親身實(shí)踐，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新與應(yīng)用，回報(bào)社會(huì)。

二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

（一）研究對(duì)象

研究的對(duì)象是初四物理興趣小組的學(xué)生（約20人）。

（二）研究目標(biāo)

1.以教材為基礎(chǔ)，充分利用《物理》教材中電力學(xué)知識(shí)來布置實(shí)踐活動(dòng)，促使學(xué)生多方面、多角度地掌握物理學(xué)知識(shí)，探索光伏發(fā)電現(xiàn)象的原理。

2.通過對(duì)“光伏發(fā)電”基地的實(shí)地參觀及采訪活動(dòng)，了解“光伏發(fā)電”技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來前景。并在調(diào)查采訪過程中增長(zhǎng)學(xué)生的人際交往能力與社會(huì)溝通能力。

3.通過小組合作進(jìn)行“光伏模型搭建”環(huán)節(jié)，提升合作探究的能力與動(dòng)手創(chuàng)新的能力，初步養(yǎng)成從事探索活動(dòng)并進(jìn)行實(shí)踐的能力與正確態(tài)度。

4.對(duì)綠色新能源有了全面、深刻的了解，形成節(jié)約能源、保護(hù)周圍自然環(huán)境的意識(shí)和能力。

5.提升教師的科研能力，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展。這項(xiàng)課題的研究將促進(jìn)我校教師跨學(xué)科進(jìn)行綜合實(shí)踐教學(xué)的能力，為群體優(yōu)化教師在綜合實(shí)踐學(xué)科的專業(yè)化發(fā)展，探索一條新的模式和道路。

三、教學(xué)實(shí)施過程

第一層面研究：教師層面

1.首先教師詳細(xì)地了解學(xué)生在物理學(xué)科關(guān)于電力知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與程度，研究分析當(dāng)前學(xué)生在目前知識(shí)水平下進(jìn)行“光伏發(fā)電”探究已具備的基礎(chǔ)知識(shí)和欠缺的知識(shí)漏洞，有針對(duì)性地在課堂上進(jìn)行理論知識(shí)的補(bǔ)充講授。

2. 聘請(qǐng)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T和“光伏發(fā)電”行業(yè)的專業(yè)人員進(jìn)課堂，進(jìn)行專門的知識(shí)講解以及萊州“光伏發(fā)電”應(yīng)用現(xiàn)狀等問題的介紹。

3. 與相關(guān)部門聯(lián)系、協(xié)調(diào)，組織學(xué)生對(duì)“光伏發(fā)電”基地的實(shí)地參觀及采訪活動(dòng)，對(duì)“光伏發(fā)電”的應(yīng)用現(xiàn)狀、效果以及存在的問題進(jìn)行調(diào)查。使學(xué)生對(duì)新能源有直觀、具體的理解，引導(dǎo)學(xué)生思考對(duì)環(huán)境保護(hù)的更深思考。

4. 教師準(zhǔn)備“光伏發(fā)電”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?，鼓?lì)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)際操作，將模具零件通過工具經(jīng)行組裝，在將所學(xué)知識(shí)經(jīng)行實(shí)踐的同時(shí)，鍛煉思考能力與動(dòng)手應(yīng)用能力。

5. 組織學(xué)生對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的每個(gè)環(huán)節(jié)、每節(jié)課的收獲進(jìn)行小結(jié)或感悟記錄，使學(xué)生在情意、能力和認(rèn)識(shí)諸方面得到全面的提升。

6. 參與的各學(xué)科教師對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)及效果進(jìn)行書面記錄、總結(jié)，并進(jìn)行反思，將本次實(shí)踐活動(dòng)的收獲與不足進(jìn)行匯總。

第二層面研究：學(xué)生層面

1.學(xué)生在教師的指導(dǎo)下復(fù)習(xí)物理學(xué)科關(guān)于電力知識(shí)的內(nèi)容，對(duì)“光伏發(fā)電”現(xiàn)象已有的了解進(jìn)行交流，并在課堂上向老師請(qǐng)教存在的疑問和知識(shí)漏洞。對(duì)即將參與的實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行設(shè)想、填寫問卷調(diào)查表。

2.認(rèn)真聽專業(yè)人員的課堂講座，進(jìn)行記錄。并將在實(shí)踐活動(dòng)中所關(guān)心的、需要解決的疑問進(jìn)行匯總。

3.學(xué)生對(duì)“光伏發(fā)電”基地進(jìn)行實(shí)地參觀及采訪活動(dòng)，對(duì)“光伏發(fā)電”的應(yīng)用現(xiàn)狀、效果以及存在的問題進(jìn)行調(diào)查、記錄。寫一篇關(guān)于“光伏發(fā)電”的探索記實(shí)日記或者有關(guān)對(duì)新能源理解的作文。

4. 以學(xué)習(xí)小組為單位，通過工具將“光伏發(fā)電”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞叩牧慵M(jìn)行組裝，在實(shí)際操作過程中，思考所學(xué)知識(shí)是如何運(yùn)用并討論各環(huán)節(jié)操作流程中所蘊(yùn)含的理論知識(shí)。

5. 活動(dòng)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)本次實(shí)踐活動(dòng)的收獲進(jìn)行小結(jié)或感悟記錄，重點(diǎn)總結(jié)自己在情意、能力和認(rèn)識(shí)諸方面的提升與今后改進(jìn)方向。

6. 組織家長(zhǎng)課堂活動(dòng)，向家長(zhǎng)宣傳綠色能源與環(huán)保知識(shí)，帶動(dòng)家人一同增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)與社會(huì)責(zé)任感。

四、研究成果

1.教師帶領(lǐng)學(xué)生們達(dá)成了相關(guān)理論學(xué)習(xí)目標(biāo)以及探索“光伏發(fā)電”實(shí)際應(yīng)用效果的目標(biāo)，并通過組織“社會(huì)課堂”活動(dòng)與動(dòng)手操作模型的活動(dòng)，使學(xué)生們的綜合素質(zhì)得到了提升。在這個(gè)過程中，教師通過總結(jié)、反思，對(duì)綜合實(shí)踐課堂的組織、執(zhí)行，有了更專業(yè)、更深的理解，為構(gòu)建綜合實(shí)踐課堂的新模式進(jìn)行了探索。

2.學(xué)生在教師的指導(dǎo)下牢固掌握了相關(guān)電力學(xué)知識(shí)，并進(jìn)行了深層次學(xué)習(xí)相關(guān)理論。通過對(duì)“光伏發(fā)電”基地進(jìn)行實(shí)地參觀及采訪活動(dòng)，對(duì)“光伏發(fā)電”的應(yīng)用現(xiàn)狀、效果以及存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)深入的了解，并對(duì)新能源理解更加透徹。通過運(yùn)用工具將“光伏發(fā)電”實(shí)驗(yàn)?zāi)＞叩牧慵M(jìn)行組裝，的實(shí)際操作過程中，增強(qiáng)了動(dòng)手實(shí)踐與操作能力，并通過實(shí)地采訪、小組合作等方式，提升了情意、能力諸方面的能力，并通過向家長(zhǎng)宣傳綠色能源與環(huán)保知識(shí)，帶動(dòng)家人一同增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)與社會(huì)責(zé)任感。