基于項目學(xué)習(xí)的“浮力”科普展品制作活動 ①

濮金山 李 超

(1. 安徽省蕪湖市灣沚區(qū)教師發(fā)展中心，安徽 蕪湖 241100；2. 安徽省蕪湖市南湖學(xué)校，安徽 蕪湖 241100)

科普展品制作是初中物理實踐活動的重要內(nèi)容，可采用項目式學(xué)習(xí)的方式，教師創(chuàng)設(shè)真實的、富有挑戰(zhàn)性的項目情境，以團隊為基本組織形式，學(xué)生圍繞項目主題開展實踐研究，有效利用各種資源完成任務(wù)，最終完成作品，并對其進行多元評價，本文以“浮力”科普展品制作活動為例予以說明。

1 項目學(xué)習(xí)簡介

項目學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心、基于項目的學(xué)習(xí)方式，在教育領(lǐng)域越來越受到關(guān)注，項目學(xué)習(xí)有多樣的模式，具有以下特點：

(1) 從具有挑戰(zhàn)性的問題開始。在真實的項目背景下進行學(xué)習(xí)，學(xué)生的主動性會被問題解決的需求所激發(fā)。

(2) 讓學(xué)生成為實踐者。每個學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和過程都有所不同，他們要利用各種資源去開展實踐研究、解決問題。

(3) 教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者。在項目學(xué)習(xí)中不是教師給每個學(xué)生教同樣的內(nèi)容，而是要根據(jù)他們的個性化需求教授不同的內(nèi)容，教學(xué)通常以現(xiàn)場授課、小組授課等形式進行。

(4) 學(xué)生主導(dǎo)整個項目學(xué)習(xí)的過程。在整個學(xué)習(xí)過程中，以學(xué)生為主體，用更開放、富有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)方式替代傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生要自主解決有挑戰(zhàn)性的問題，通過反復(fù)調(diào)整活動方案，逐步解決問題。

項目學(xué)習(xí)不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度，還幫助他們深化了對知識的理解，讓學(xué)習(xí)變成有趣的旅程，這對每個學(xué)生來說，都是非常有意義的。

2 “浮力”科普展品制作活動設(shè)計與評價

2.1 活動背景

南湖學(xué)校設(shè)有中學(xué)生科技館，其大多數(shù)展品都涉及科學(xué)現(xiàn)象的展示，可以加深學(xué)生對知識的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。學(xué)生通過參觀，對新奇、有趣的科普展品有了一定的理解，躍躍欲試，想親手制作科普展品。

2.2 學(xué)情分析

學(xué)生學(xué)習(xí)了滬科版物理八年級第九章《浮力》，對浮力在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用有了一定的知識儲備，對親手制作與浮力相關(guān)的科普作品充滿熱情，他們也具備了基本的計算和動手實踐能力。

2.3 教學(xué)目標(biāo)

(1) 復(fù)習(xí)“浮力”相關(guān)知識；

(2) 培養(yǎng)學(xué)生的查閱資料、搜集信息的能力；

(3) 通過小組間合作，設(shè)計制作方案，培養(yǎng)學(xué)生的合作、交流能力；

(4) 培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程設(shè)計能力、多學(xué)科知識整合的能力。

2.4 科普展品的展示與評價

學(xué)生以小組為單位，制作了重力和浮力方向演示器、潛水艇浮沉原理演示器等，在活動的收尾階段安排了展示與評價環(huán)節(jié)。

2.4.1 重力和浮力方向演示器

(1) 學(xué)生展示

演示器用重垂線呈現(xiàn)重力方向，用塑料瓶中的水面呈現(xiàn)水平面，用線連接螺帽和浮漂，其連接線呈現(xiàn)了浮力方向，再用一根紅線呈現(xiàn)垂直支撐板面的方向。

如圖1所示，把演示器放置在水平支撐面上，使重垂線與支持面垂直，此時豎直向下的重垂線與垂直支撐面向下的紅線重合，記下垂直支撐面向下的方向。

圖1

如圖2所示，抬高演示器的一端，使之傾斜一定角度，觀察重物下垂的方向，比較之前垂直支撐面的方向，得出結(jié)論：重力的方向是“豎直向下”的，而不能說成“垂直向下”。該裝置還可用在“重力方向在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用”教學(xué)環(huán)節(jié)，演示“重垂線”和“水平儀”。

圖2

如圖3所示，用連接螺帽和浮漂的線呈現(xiàn)浮力方向，演示浮力方向與重力方向相反，即豎直向上。

圖3

(2) 教師點評

重力和浮力方向演示器做得非常精美，構(gòu)思很巧妙，老師給你們點贊！但是老師發(fā)現(xiàn)你們在演示時，由于一直需要用手拿著，不免會有晃動，會引起水面波動和重垂線擺動，影響演示效果。建議你們開動腦筋解決這個問題，使你們的作品更完美。

2.4.2 潛水艇浮沉原理演示器

(1) 學(xué)生展示

如圖4所示，在塑料瓶中裝大半瓶水，把有適量水的小空瓶倒扣在水面上，充當(dāng)潛水艇，起初由于浮力與重力大小相等，小瓶漂浮在水面上，然后將塑料瓶蓋旋緊。當(dāng)用手?jǐn)D壓塑料瓶時，塑料瓶的內(nèi)部空間變小致使上方空氣壓強變大，水被擠壓進小瓶內(nèi)，小瓶自重增加、大于所受浮力，小瓶下沉；如圖5所示，當(dāng)小瓶完全浸沒在水中時，處于懸浮狀態(tài)，此時它所受重力和浮力大小相等。如果減小擠壓的力度，小瓶內(nèi)的水在會被擠出一部分，小瓶自重減小、小于所受浮力，小瓶上浮。

圖4

圖5

(2) 教師點評

潛水艇浮沉原理演示器取材簡易、節(jié)能、環(huán)保，運用了壓強和浮力知識，能較好地演示潛水艇浮沉的原理。但是，真實的潛水艇所處的水域并不是密封的，請大家設(shè)計出一款與潛水艇工作環(huán)境更吻合的演示器。

3 結(jié)語

在本次項目學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生較好地達成了學(xué)習(xí)目標(biāo)，具體體現(xiàn)在以下3個方面：

(1) 小組成員分工查閱資料，合作設(shè)計制作方案并進行多次完善，學(xué)生樂學(xué)善學(xué)、勤于反思，培養(yǎng)了學(xué)生的核心素養(yǎng)。

(2) 學(xué)生的動手能力、工程設(shè)計能力、學(xué)科整合能力得到提高，如重力和浮力方向演示器的制作對八年級的學(xué)生來說難度較大，除了需要精心設(shè)計圖紙、計算各組件的尺寸規(guī)格以及所需耗材外，還得精準(zhǔn)地切割、拼接、組裝。

(3) 學(xué)生在制作過程中表現(xiàn)出積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，能對自己的作品進行審視，勤反思、多動腦，對已有作品進行改進與優(yōu)化，培養(yǎng)了學(xué)生的理性、質(zhì)疑、探索精神。

在今后課堂教學(xué)推進的道路上，筆者將不斷更新教育理念，加強探索，努力培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。