以項目實驗激活初中科學復習課堂
——以“自制浮力秤”項目試驗為例

余國良

(杭州市臨平區臨平第二中學，浙江杭州，311100)

一、引言

在引導學生復習科學知識時，反思回顧、重復記憶是教師常用的方法。在這一過程，教師會帶領學生以單元或課時為主題，對教材知識內容進行二次梳理，并在梳理中分出學生熟悉的知識點和不熟的知識點。然后，教師再以習題訓練或直接背誦的方式幫助學生記憶不熟的知識點，直至學生將所有知識全部記住。這樣的復習教學方式固然會起到一定的復習效果，但枯燥無味，不利于學生科學核心素養的養成。在機械重復法或題海戰術下，學生雖然能夠記住科學知識點，卻不能真正地理解和應用知識點，復習效果并不好。為解決這一問題，本研究積極探索以項目實驗激活初中科學復習課堂，以期取得更好的課堂復習效果。

二、初中科學復習課堂的問題透視

(一)教學方式單一，教學效果低下

初中科學復習課常態模式是程式化，即復習課成了普通的習題課。復習課的教學流程一般為教師引導學生回顧相關知識，然后針對重點、難點和易錯點進行專項訓練。復習教學的程式化和紙筆訓練的單調性，讓學生覺得復習課是枯燥的、缺乏創新性的，導致其參與學習的積極性變低。復習課教學中，教師的教學設計是面向整體的，統一性強而個性化弱。教師在課堂中仍然以統一的任務、標準要求學生，只關注整體情況，而對基礎扎實學生的培優和基礎薄弱學生的補差不到位，導致復習課效率低下。

(二)教學資源簡單，缺乏精心設計

1.復習素材缺乏特色

復習課素材經常以試卷為主，教師大多直接從網上下載試卷資源，對于試卷與學情是否匹配，往往考慮較少。有些試卷試題重復，部分題目設置缺乏科學性，學生不愿意做，甚至無法形成正確答案，久而久之，會傷害學生的學習情感，導致復習效率低下。

2.復習方法缺乏創新

復習教學目標在于幫助學生鞏固知識，并在原有基礎上有所提高，以便發展學生的能力。由于教師布置紙筆作業的頻率不斷提高，角度不斷翻新，難度不斷增加，因此，教師疏于對學習結果的精準評價與講評，經常一節課講完一張試卷，多做少講或只對答案不講，或半節課學生練、半節課教師講，教學方法單一，機械重復，學生越練越沒興趣。[1]

3.教學過程缺乏激情

當前復習課以填鴨式復習訓練居多。教師未能準確把握新授課與復習課的區別，未能搭建良好的支架，讓學生獲得發展。復習課啟發性不足，灌輸性教學導致學生復習缺乏激情，具體表現為：課堂氛圍沉悶，基本上聽到的都是教師在“自導自演”，鮮有學生舉手回答問題，整個課堂索然無味。

三、項目試驗教學的價值

項目實驗是項目學習理念與初中科學實驗活動的融合，具有實踐性、綜合性、趣味性、生本性特點。在基于項目實驗的初中科學復習課堂中，教師需從現實應用角度重新審視科學知識，進而以真實情境或實際問題為依托，設計具有綜合性、開放性的項目學習活動。

第一，項目實驗理論在初中科學復習課堂中的應用不僅改變了初中科學復習課堂實驗少、知識灌輸多的教學現狀，讓實驗操作成為學生復習課堂知識的方式之一，也在教材原有基礎上，綜合多學科知識，設計了包括知識拓展和進階引導作業的項目探究任務。[2]這與科學復習課的設置目的完全相符，達到了讓學生在原有知識基礎上得到進一步提升的復習教學目標。

第二，實驗本身就是學生獲得初中科學知識的重要途徑，也是初中科學知識體系中的重點內容。基于項目實驗理論設計初中科學課堂，既能夠有效彌補傳統科學復習課堂中的教學短板，在復習教學中再次鍛煉、強化學生的科學實驗設計與實施能力，也能讓學生在親身思考、體驗、實踐中真正地感受科學知識的獲得與應用過程，并在對科學知識的創造性應用中，提升自身的學科核心素養。

第三，項目實驗強調生本性，以學生自主或合作進行操作實驗的方式推進。在解決與教材內容相關的實際問題時，學生較好地挖掘并運用了科學知識，發揮了自身的思維創造力，形成了獨具特色的問題解決方案，并在親身實踐中驗證優化。這會營造更輕松、更活躍的科學課堂復習氛圍，提高復習效率。

四、項目實驗教學的實踐

實踐是檢驗真理的有效方法。為檢驗項目實驗對初中科學復習課堂的激活作用，也為真正地提升初中科學復習課堂效率，本研究多次將項目實驗法應用到初中科學復習課中，取得了良好的復習教學效果。本研究將以八年級科學“水的浮力”復習課為例，對如何以項目實驗激活初中科學復習課堂進行具體論述。

(一)關注興趣，巧設項目情境

設計項目情境是以項目實驗激活初中科學復習課堂的有效方法。項目情境應該既與初中科學課時知識內容緊密相關，又是學生關心或感興趣的內容；既是引出初中科學知識探究或應用任務的鑰匙，也是激發學生參與實驗探究活動的內在動力的因素。以項目實驗激活初中科學復習課堂，教師需從生活應用角度審視科學知識，并從中選出學生感興趣的內容，構成項目情境，為科學知識的理解與應用探索披上趣味化的外衣。

“水的浮力”是八年級上冊科學第一章重點內容。在新課授課時，筆者以教材為依托，利用實驗法、案例法等教學了水的浮力概念、影響水的浮力的因素、阿基米德原則、水的浮力的應用等知識內容。

在復習階段，教師需要引導學生對這些知識進行匯總與整理，但不能故技重施，照搬新授課教案。因此，筆者決定從教材“承重測浮力”實驗原理的應用入手，創設“自制浮力秤”項目實驗活動。為提升情境的真實性和趣味性，本次復習教學從歷史文化中取材，引入“曹沖稱象”故事視頻，通過帶領學生從科學視角審視熟悉的歷史故事，得到了制造浮力秤的實驗構想。

通過播放“曹沖稱象”歷史故事視頻，筆者借助現代媒體技術營造了立體直觀的科學觀察情境，在分析真實、為人熟知的史學故事的基礎上，學生成功以古人智慧為引領，結合視頻觀察所得，生成了制造浮力秤的初始思路，這為學生后續參與浮力教學奠定了基礎。

(二)問題引領，預設項目實驗

在基于項目實驗的初中科學復習課上，學生是課堂上的探究主體。他們既需要獨立完成實驗操作任務，也需要結合問題，獨立思考，自己設計實驗步驟，進行實驗構想。只有這樣，他們才算完全經歷科學探究的全過程，在獨立設計、獨立思考、獨立操作、獨立觀察、獨立總結等各項任務的完成中全面提升自身的學科核心素養。在引導學生對項目實驗活動進行預設時，一般采用問題引導法。

例如，在“自制浮力秤”項目實驗活動中，筆者向學生提出了如下問題。

1.“曹沖稱象”的故事對我們制作浮力秤有何借鑒意義？

2.在自制浮力秤的過程中我們需準備哪些素材，注意哪些問題？

3.在浮力秤的制作過程中，我們可以應用哪些與浮力相關的知識？

4.生活中你都見過哪些秤，你認為要制作一個秤，需明確哪些內容？

這四個問題的提出，將學生的思維從歷史故事賞析階段提升到了項目實驗預設階段，在該階段，學生自主回憶“水的浮力”課時知識內容，自主思考浮力秤的制作材料和制作步驟，形成制作浮力秤的詳細想法，并著手完成繪圖任務。

(三)合作探究，解決實驗問題

項目實驗過程是學生集結智慧，不斷解決實驗問題的過程。這一過程有較高的問題解決和思維創新能力訓練價值。雖然在前期的科學實驗預設期間，學生會形成較為詳細的實驗思路，但學生在真正進行實驗操作時會遇到各種各樣的問題。教師應引導學生獨立或合作解決這些問題，提升學生的科學核心素養。例如，在自制浮力秤時，學生想到用礦泉水瓶豎立在水中制作浮力秤，結果發現礦泉水瓶放入水中會立即倒下，如圖1所示。這是由于繪制刻度的表面過小，且容易出現進水問題。

圖1 放入水中的礦泉水瓶

為解決這一問題，學生自主探究想出了加小石子、用線固定、用吸鐵石固定等多種方法，并在多次試驗對比中發現，將吸鐵石分別放在瓶蓋內外，就能讓礦泉水瓶很好地立于水中，且對浮力秤準確度的影響最小，如圖2所示。

圖2 浮力秤制作問題解決方案

該問題的解決極大地考驗了學生的應變能力、創新思考能力及學生對知識的靈活應用能力。該活動中生成的個性化探究成果也是初中科學項目實驗復習課上的一抹亮色。

(四)任務引領，完成學習進階

基于項目實驗的初中科學復習課堂是一個以項目實驗為推進方式，以學生原有知識經驗為起點，不斷進階、不斷升級的科學探索活動。在基于項目實驗的初中科學課堂教學實踐中，教師需根據學生的學習情況，不斷設計進階性知識訓練問題，引導學生展開更深入的科學思考。[3]例如，自制浮力秤實驗推進期間，學生以討論的方式成功地解決了水瓶豎立的問題，并借助砝碼確定浮力的刻度線，然后利用直尺細分小格，確定了更精細的刻度線。此時，學生們都以為自己順利完成了項目實驗任務，興致較高。基于此，筆者再次拋出實驗任務：檢測秤上的刻度是否均勻，試著用浮力知識加以證明。

在該思考過程中，學生運用本課時訓練中V排的計算經驗，逆用阿基米德原理、重力公式和二力平衡原則，得到推導過程如下：

h=V/S=(F浮/ρ水g)/S=(G/ρ水g)/S=(mg/ρ水g)/S=(m/ρ水)/S=m/ρ水S。

而作為瓶子截面的S是均勻的、不變的，水的密度也是不變的，所以等式中的h和m成正比，也就是說秤的刻度應該是均勻的。

之后，筆者又連續設計“最大刻度確定任務”“刻度對應質量的精準性”等多個進階式探究任務，以進階任務設計引導學生不斷深化項目探究，在實驗中進入深度學習階段。

(五)作品展示，改進項目產品

展示與改進環節是學生探索成就感的固化環節，也是學生反思提升意識的養成訓練環節。在項目實驗下的初中科學復習課堂中，以產品交流、評價、改進為重點的作品展示環節是不可或缺的。通過進行作品展示，學生在分享個人研學經驗的過程中固化了成功體驗，也在聆聽他人觀點建議中進一步拓展了個人思維。[4]例如，某小組展示作品時說遇到了刻度標記難題，為了不讓刻度被水褪去，他們選擇了先用馬克筆劃線，然后用小刀刻線的解決方法。而同樣是針對此問題，另一個小組的學生卻用了內部劃線法，這兩種方法都對學生解決刻度線精準問題起到了一定的啟發作用，不少學生借鑒此經驗對個人作品進行了改進。

結合各小組初次展示、二次展示結果，筆者以師生共評的方式對學生在項目實驗復習中的表現進行了整體且全面的分析，既以評價的方式幫助學生完成了自我反思、小組反思，也幫助學生找準薄弱項，成功查漏補缺。

五、項目實驗教學的成效

本研究經過三年的教學探索發現，項目實驗教學法的構建與運用，在激發學生的學習興趣、提高課堂效率和促進教師專業發展等方面取得了明顯成效。

(一)激發學習興趣，提升學生學習能力

自從采用項目實驗教學法以來，學生的學習觀念有了轉變，成為學習的真正主體，學生根據項目任務的要求積極參與，促生了“我要學”的學習動機。學生不再被動地等待教師布置、安排任務，而是充分發揮主觀能動性、自主性、創造性。學習方式更加靈活多變，學生可以根據自己的基礎自主發揮，開拓創新。

(二)提高課堂效率，提升學生學業水平

項目實驗教學在總體上提高了學生的學習效率。基礎較弱的學生基本達成了課程標準要求的學習目標；基礎較好的學生有了發揮的余地和空間，設計出了許多優秀的實驗設計，實驗創新的作品也得到了評委們的一致認可。

(三)轉變教學理念，促進教師專業發展

項目實驗教學法體現了專題性、綜合性和開放性等學習特點，注重學生研究過程的體驗。教師承擔著“課程的組織者、情感的支持者、學習的參與者、信息的咨詢者”等角色。在教學中，教師仔細觀察每個學生的學習進展及興趣發展，掌握每個學生的特點，設計既發展個性又注重全面平衡的教學方案。在項目實驗教學中的每一個階段，教師通過指導和幫助學生學習，也促進了自身的專業發展。

六、結語

綜上所述，構建基于項目實驗的初中科學復習活動是激活初中科學復習課堂的有效方法。在基于科學實驗的項目復習設計中，教師需從應用角度審視復習內容，巧設情境、搭建支架，系統地推進實驗設計、實驗操作、實驗難題解決、實驗成果展示與評價等多項活動，通過給予學生更多的操作空間、思考空間，來提升復習課堂的靈動性，提高學生對科學知識的復習效率，發展學生的科學核心素養。