明確目標，具化路徑

駱波

摘要：“制作一個醫用冷藏盒”是一個任務復雜度較高的物理跨學科實踐活動，所需學習資源離學生生活較遠。因此，開設一節準備課，幫助學生明確問題、分解任務、制訂計劃、了解注意事項，從而明確目標、具化路徑。

關鍵詞：初中物理；跨學科實踐活動；“制作一個醫用冷藏盒”

“制作一個醫用冷藏盒”是一個任務復雜度較高的物理跨學科實踐活動，所需學習資源離學生生活較遠。因此，筆者專門開設了一節準備課，幫助學生明確問題、分解任務、制訂計劃、了解注意事項，從而明確目標、具化路徑。

一、教學目標：瞄準實踐活動的靶向

“制作一個醫用冷藏盒”活動，在任務類型上，屬于設計與制作類；在教學組織上，宜采用項目學習的方式；在活動周期上，一般分“動員準備”“活動實施”和“展示評價”等環節。具體實踐任務是“設計并制作一個能維持較長時間低溫的醫用冷藏盒”，可分解出的子任務是“選擇（比較）物質的保溫性能”和“選擇（比較）物質的凝固點”。指向的物理觀念是“不同的物質，其物理屬性一般不同”，需要運用比較、綜合、創新等科學思維，有利于提升任務分解、設計制作、評估交流等實踐能力。

由此，確定“制作一個醫用冷藏盒”活動準備課的教學目標：

1.了解藥品的運輸和存放對溫度有要求，認識到保溫性能、凝固點等物質的物理屬性對溫度有影響。

2.通過討論，初步形成“選擇（比較）物質的保溫性能”和“選擇（比較）物質的凝固點”的方案。

3.繪制醫用冷藏盒的設計圖，列出材料清單，并初步確定小組分工。

二、教學過程：具化實踐活動的路徑

（一）基于真實情境，明確待解決的實際問題

物理跨學科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，轉化為活動問題，通過探究、服務、制作、體驗等方式，培養學生綜合素質的實踐性課程內容。它基于學生的直接經驗，密切聯系學生個人生活和社會生活，體現對知識的綜合運用。

課始，教師播放視頻，讓學生了解醫藥存放常識，知道不同醫藥的運輸和存放有不同的溫度要求。醫用運輸車和存儲柜是當今不可或缺的設備，但偏遠山區并未普及這些設備，自制醫用冷藏盒就有重要的現實意義。然后，教師提出真實情境任務：“為救治病人，急需將一種藥品送到偏遠的山村。這種藥品要求在0 ℃以下存放。由于山高路遠、氣溫較高，請你設計并制作一個醫用冷藏盒，以滿足運輸途中保持低溫的要求。”為進一步明確任務，教師展示一個制作好的醫用冷藏盒樣品［將裝藥品的保溫盒放在泡沫（帶反光內膽）保溫袋中，在保溫盒中放入事先在電冰箱內凝固的鹽冰］，說明其材料與結構，展示測量的溫度變化情況，并引導學生分析保持低溫的多種途徑及其所涉及的物質物理屬性。

（二）立足項目需求，分解任務

“將一個大任務分解成若干子任務，再把每個子任務進一步分解成具體的任務串（問題鏈）”，是物理跨學科實踐活動準備工作的核心。

本課，教師這樣帶領學生分解任務：

師從物質的物理屬性考慮，如何選擇保溫材料和放在保溫瓶中的低溫物質？即我們的研究可以分解為比較不同材料的保溫性能、選擇合適的低溫物質以及檢驗冷藏盒的保溫性能三個子任務。

1.比較不同材料的保溫性能

師要維持低溫，就要盡量“切斷”與外界的熱傳遞，需要材料有較好的保溫性能。

師生討論后得到如下任務串：

（1）通過什么現象，比較（反映）不同材料的保溫性能？

（2）需要哪些器材？需要收集哪些數據？

（3）請設計記錄數據的表格。

（4）調查：建筑物外墻所選用的是什么保溫材料？生鮮包裝所選用的是什么保溫材料？

2.選擇合適的低溫物質

師要獲得低溫，就需要利用低溫物質吸熱制冷。不同的醫藥對溫度要求有所不同，需要選擇合適的低溫物質。

師生討論后得到如下任務串：

（1）調查：用冷鏈配送冰淇淋蛋糕、生鮮（大閘蟹、水蜜桃等），用到的低溫物質分別是什么？哪些低溫物質在日常生活中比較容易制取？

（2）怎樣制取低溫物質？將待選物質放入冰箱中冷凍。

（3）如何測量不同物質的凝固點？

提示：一段時間后，放入冰箱的待選物質凝固變為固態。將待選物質放入保溫瓶中緩慢熔化，（晶體）溫度維持在熔點，不斷吸熱，使保溫瓶中保持低溫。顯然，保溫瓶中的溫度跟該物質的熔點有關。將上述熔點不同的低溫物質分別放入保溫瓶中，記錄瓶中氣溫的變化。

（4）保溫瓶里的溫度就是低溫物質的熔點嗎？

可能的發現：環境溫度比低溫物質的熔點略高；不同的低溫物質，吸熱制冷的效果（如保持低溫的時間長短）可能有所不同。最后，根據藥品的溫度要求，確定合適的低溫物質。

3.檢驗冷藏盒的保溫性能

師該冷藏盒是否滿足設計需求？應從哪些角度加以檢驗？

師生討論后得到如下任務串：

（1）冷藏盒內的溫度是否達到設計需求？

（2）能滿足低溫要求的持續時長是多少？

培養解決真實問題的實踐能力，是物理課程的重要育人目標。會科學地表征問題、合理地分解問題，是解決問題的關鍵，也是實踐能力的重要因素。同時，注重與生活的聯系，如調查建筑物所使用的保溫材料、冷鏈配送所使用的低溫物質等。這能讓學生切實體會到“物質的物理屬性”有著廣泛的應用，“物質的物理屬性”影響著材料的性能并決定其用途。需要說明的是，上述子任務涉及的設問，課上均不提供答案（必要時做適當提示），僅引導學生在實踐中關注這些問題，并自行設計方案解決這一系列問題。

（三）制訂計劃，形成初步的實踐方案

師為方便同學們在課后順利開展制作活動，請結合上述探討，制訂初步計劃。在制訂計劃時，你需要考慮以下問題：（1）需要哪些器材、材料？分別通過什么途徑獲得？（2）如何繪制醫用冷藏盒的設計草圖（并對暫未確定所用材料的部分進行標注）？（3）小組成員間怎樣分工？完成各個子任務的時間節點是什么？怎樣記錄制作的過程？完成討論后，（出示下頁表1）填寫實施計劃書，并簽名確認。

在對任務充分了解和合理分解后，經歷深入研討，在此基礎上制訂并簽署活動實施計劃書。這既能保障實踐活動順利推進，又能強化小組成員的責任擔當意識——這也是物理跨學科實踐活動的育人價值之一。

（四）了解安全等注意事項

師為保證安全，切實提高活動實效，老師還有幾點溫馨提示：（1）取用低溫物質時，戴好手套，防止凍傷。（2）實踐活動的全過程，都要加強交流與合作。可以檢索網絡、查閱資料，多與小組成員溝通進展、交流發現與困惑，也歡迎同學們在實踐過程中與老師溝通。（3）及時記錄實踐過程，并為你們制作的冷藏盒寫一份使用說明，尤其要指出所適用的藥品。做好作品展示與介紹的準備。在實踐中發現，在實踐中發展！無比期待同學們設計與制作的作品！

本次物理跨學科實踐活動涉及課后活動，安全教育不可缺位，這也是物理（科學）教育應有的溫度。通過實踐提升學生的信息素養，增進其合作與交流的技能，同樣是物理跨學科實踐活動可能實現的育人價值。因此，教師提示學生獲取信息有多種渠道，要全過程加強交流與合作，讓學生為展示匯報做好準備。

做好準備工作，是提升學生物理跨學科實踐活動參與率和品質度的基礎。此外，教師還要加強對物理跨學科實踐活動育人價值的體認，不斷豐富物理跨學科實踐活動的組織策略。比如，讓學生提前了解活動的流程和要求；布置適當的活動任務單，讓學生提前了解知識、方法和設備等；合理分組，使學生之間能取長補短、共同進步；既引導學生主動學習、獨立思考、大膽設計、敢于創新，也在學生遇到困難時給予適當的點撥和幫助。