任務(wù)驅(qū)動下跨知識領(lǐng)域的綜合學習
——以“研究影響電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率的因素”為例

江蘇蘇州市吳江區(qū)實驗初級中學教育集團（215299）楊勇誠

江蘇蘇州市吳江區(qū)盛澤第二中學（215228）顧曉芳

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化教育教學改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》明確指出“探索基于學科的課程綜合化教學，開展研究型、項目化、合作式學習”。項目學習已成為中小學教育的“熱詞”。項目學習是指通過學生制作某個特定的“產(chǎn)品”或完成某項特定的“任務(wù)”，充分選擇和利用最優(yōu)化的學習資源，在實踐體驗、內(nèi)化吸收、探索創(chuàng)新中獲得較為完整而具體的知識，同時發(fā)展技能、培養(yǎng)習慣、陶冶情操、學會合作的學習。本文所研究的“研究影響電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率的因素”項目學習，實質(zhì)上就是將綜合實踐活動作為一種學習方式引入物理教學中，把知識傳授和技能訓練融入完成一項具體的“任務(wù)”或制作一個“產(chǎn)品”的過程中，打破教材文本呈現(xiàn)方式，重新整合學習內(nèi)容，通過“出其不意，攻其不備”的具體“任務(wù)”，引發(fā)深度學習。

一、方案設(shè)計與教學實施

“研究影響電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率的因素”項目學習就是把熱量和電能的測量、計算整合在一起，使學生在任務(wù)的驅(qū)動下，經(jīng)歷項目導入、設(shè)計、實施、展示、評價和拓展等環(huán)節(jié)，體驗新的學習流程和學習方式（如圖1所示）。

圖1 項目學習組織流程圖

1.項目導入。項目導入就是引出主題，布置任務(wù)。項目學習的關(guān)鍵是設(shè)計適合學生學習的項目，即學習任務(wù)。任務(wù)不但要具有挑戰(zhàn)性，而且要具有趣味性，盡可能聚焦社會、生活中的問題。讓學生“跳一跳能碰到果子”，并在教師的幫助下、同伴的協(xié)作下摘得下“果子”。任務(wù)太艱巨，學生望而生畏，起不到驅(qū)動學習的作用；任務(wù)太簡單，學生缺乏興趣，也不能激發(fā)學習動機。在實際操作中，面對“哪些因素會影響電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率？”這個開放式任務(wù)，學生根據(jù)自己的經(jīng)驗，不難猜到“可能跟電水壺的功率和燒水的量有關(guān)”。但是，對于一些學習基礎(chǔ)比較差、學習能力比較弱的學生，我們將任務(wù)調(diào)整為“測定電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率”，適當降低難度，以便于他們參與項目學習。

2.項目設(shè)計。項目設(shè)計不是物理實驗設(shè)計，而是讓學生制訂學習目標、厘清學習內(nèi)容、規(guī)劃學習路徑、分解學習任務(wù)等。物理實驗設(shè)計只是項目設(shè)計的一個組成部分，“研究影響電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率的因素”的實驗要注意用好控制變量法，并讓學生明確要做哪些知識和技能的準備，比如熱量計算、溫度計測水溫和電能表測電能的方法等。其中，“比熱容”概念是教學重點，也是學生學習的難點，對于這個知識點，教師應(yīng)給學生提供充分的幫助。

3.項目實施。項目學習是項目實施的核心環(huán)節(jié)。項目學習以學生自主、合作學習為基本形態(tài)，采用“師傅帶徒”方式展開，讓學習基礎(chǔ)好的、經(jīng)驗豐富的學生帶領(lǐng)學習基礎(chǔ)相對較差的、經(jīng)驗相對缺乏的同伴一起學習。這時，學生在知識、技能上的差異成為最重要的學習資源，形成“兵教兵、兵練兵”的氛圍，教師成為學生學習的組織者和協(xié)助者，在學生力所不及的時候提供幫助。因此，教師在組織項目學習時要做到“三不講”，即“學生已經(jīng)會的，不講；學生自己可以學得會的，不講；學生通過同伴幫助能學會的，不講”。階段性主題引領(lǐng)的項目實施過程一般可以分為以下三個環(huán)節(jié)：

（1）知識準備環(huán)節(jié)。根據(jù)學生的規(guī)劃，學習相關(guān)物理知識。在本例中，首先，學習“比熱容”概念和熱量計算，掌握公式Q=cm(t-t0)。其次，學習電能計算方法。學生憑借自己的學習經(jīng)驗，首先想到利用W=Pt計算電能，通過測定加熱時間來解決問題。這時，教師一定要提醒學生對電水壺銘牌上“額定功率”中的“額定”加以關(guān)注。學生通過自主學習發(fā)現(xiàn)，利用W=Pt測量電水壺消耗電能的路走不通，于是引入電能表測電能的方法。通過學習，學生對電功率、額定功率和實際功率等相關(guān)知識有了一定的了解，為后續(xù)電學知識的學習積累經(jīng)驗。

（2）技能訓練環(huán)節(jié)。因為學生有生活經(jīng)驗，所以他們在實踐中用溫度計測水溫沒有大障礙，教師只需對操作要領(lǐng)稍作強調(diào)就可以放手讓學生操作。對于電能表的使用，教師可采用讓學生自主閱讀、學習產(chǎn)品說明書的方法，不僅要求學生讀懂銘牌上的參數(shù)，而且要求學生掌握兩種測量用電器消耗電能的方法。操作步驟：一是在較長時間間隔里，采用先后兩次示數(shù)相減的方法測出電路上用電器累計消耗的電能；二是在較短時間間隔里，通過記錄指示燈閃爍次數(shù)來推算用電器實時消耗的電能。假如我們使用的電能表的參數(shù)為“5(20)A 220 V 50 Hz 3200 imp/kW·h”，記錄電能表指示燈閃爍次數(shù)為n，那么用電器消耗的電能為W=3.6 × 106n/3200 J。

（3）實驗探究環(huán)節(jié)。一是觀察用同一個電水壺燒不同質(zhì)量的水，二是觀察用額定功率不同的電水壺燒相同質(zhì)量的水，收集數(shù)據(jù)，進行比較，得出結(jié)論。如表1 為某學習小組的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)①②、③④實驗可知，燒開相同質(zhì)量的水，使用功率大的電水壺其電熱轉(zhuǎn)換效率高；根據(jù)①③、②④實驗可知，使用同一個電水壺燒開水，水的質(zhì)量越大，其電熱轉(zhuǎn)換效率越高。

表1 某小組研究電水壺電熱轉(zhuǎn)換效率的實驗數(shù)據(jù)

4.項目展示。如果項目實施是學習小組內(nèi)部成員相互交流、彼此影響的過程，那么項目展示環(huán)節(jié)則是組間學生相互交流、學習的過程，也是教師查漏補缺的主要途徑。同時，教師引導學生將碎片化知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化。參與項目學習的學生都能根據(jù)自己的智力強項和經(jīng)驗優(yōu)勢選擇、承擔適合自己的任務(wù)，從而都學有所獲。在項目展示過程中，學生不僅要展示小組集體的研究結(jié)果，還要向同伴表達小組或自己的想法、做法，陳述自己的體驗和感受，由此培養(yǎng)學生的表達能力和團隊意識。

5.項目評價。項目評價是隨著項目展示一并進行的，是對學生學習過程的綜合評價。項目評價指向項目設(shè)計時的學習目標是否達成，學習內(nèi)容有無遺漏，實驗設(shè)計有無改進。項目評價采用學生自評、同伴互評和教師點評相結(jié)合的方式。因為學生的智力強項是多元的，在項目學習中承擔的任務(wù)是各異的，為小組學習做出的貢獻是多樣的，所以教師要抓住學生表現(xiàn)出來的亮點，加以表揚。評價絕對不是給學生評優(yōu)良中差，而是讓學生發(fā)現(xiàn)自己的亮點、看到自己的進步，從而增強自信。評價不能只盯著學生的不足和缺點。

6.項目拓展和深化。為了讓物理學習走進生活，走向社會，項目還可以向社會調(diào)查拓展，讓學生了解人們節(jié)電節(jié)能的行為方式，比如選擇適合用水需求的電水壺；在容積相同時，盡量選擇功率大一些的電器；燒水時，盡量多注水，以接近但不超過安全水位為宜，等等。學生將探究實驗和社會調(diào)查的結(jié)果綜合，形成研究報告。這份研究報告就是項目學習的最終“產(chǎn)品”。有了這個“產(chǎn)品”不等于學習結(jié)束，項目深化就是基于學生對相關(guān)知識、技能的掌握情況，為學生后續(xù)相關(guān)知識的學習做鋪墊，抓住學生“意猶未盡”的興奮點，鼓勵學生自主學習其他熱學和電學知識。

二、教學反思與實踐體會

這個教學方案已經(jīng)在我們的教學中多次實踐，教學思路越來越流暢，教學效果也越來越好，為我們在物理課堂中推進主題式學習、項目化教學增添了信心。

（一）突破思維定式，重組教學流程

有教師質(zhì)疑：沒有系統(tǒng)學習電學知識就嵌入電能測量的相關(guān)內(nèi)容是不是有點突兀？項目學習就是要打破這種思維定式，順應(yīng)人們認識世界的邏輯組織教學，知識的呈現(xiàn)要符合完成任務(wù)的需要，即需要什么，我們就學什么。相對傳統(tǒng)教學，項目學習的知識傳授呈碎片化狀態(tài)，但是對于人們認識世界的過程而言依然是“整體化”的。項目學習倡導的“做中學”，一能激發(fā)學生學習興趣，增強學生學習動機；二能將抽象的物理概念和物理規(guī)律與具體的事結(jié)合起來，便于學生理解和記憶；三能打破學生的心理預(yù)設(shè)，引發(fā)思維沖突，催生深度學習；四能將碎片化的知識，在后續(xù)學習中結(jié)構(gòu)化，學生在經(jīng)歷“山重水復”之后會有“豁然開朗”的感覺，復習課、習題課不再是“炒冷飯”。

（二）創(chuàng)設(shè)真實情境，強化先學后教

讓學生置身于真實的情境，在解決實際問題的過程中，反芻已有經(jīng)驗，通過同伴影響、相互學習，攜手共進。正如約翰·杜威所說：“教育就是經(jīng)驗的改造或改組。”沒有經(jīng)驗就沒有真正意義上的教育。教師在項目設(shè)計上應(yīng)盡量貼近學生的生活經(jīng)驗，在他們耳熟能詳?shù)姆秶鷥?nèi)挖掘素材，在他們司空見慣的場景中規(guī)劃項目，這也是物理教育所秉承的“走向社會、走進生活”的理念。同時，教師不能機械地搞“堂堂清、段段清”，不能“只掃門前雪”，而是要為學生后續(xù)的學習埋下“種子”，打好“伏筆”。

（三）催生課堂變革，提升教學效能

項目學習給學生、教師、課堂和課程都帶來積極的變化。一是學生變得更加活潑，掌握了知識和技能，積累了豐富的學習經(jīng)驗，學會了接納和尊重他人，并贏得了自信與他們的信任等；二是教師變得更加睿智，轉(zhuǎn)變了教育觀念，提升了創(chuàng)新能力和學科素養(yǎng)，提高了教學技能；三是課堂變得更加靈動，學生圍繞完成“真實”任務(wù)、制造“真實”產(chǎn)品展開學習活動，在分工合作中形成既緊張又活躍的學習氣氛；四是學習變得更加有趣，項目學習不拘泥于教材的編排，讓“干巴巴”的學習內(nèi)容回歸學生“豐富多彩”的生活，從而使學習更有趣、更生動。

（四）凸顯學生立場，豐富課程內(nèi)涵

葉圣陶先生曾說過“課文無非是個例子”，教師應(yīng)打破“教材囹圄”，充分利用已有的經(jīng)驗，突出重點、難點，從而更好地設(shè)計出符合學生需求和期待的課堂，提高教學效率。一切教學改革的目的都是教師教得輕松、學生學得充實，行之有效、低耗高效。但在教學實踐中，常常看到一些教師不能站在學生立場和從學生視角思考問題，一味地標新立異、孤芳自賞。因此，改變教材邏輯、重整教學資源等，需要教師充分了解學生的訴求，體會學生的心境，充分考慮和了解學生已有的生活常識和物理知識基礎(chǔ)。如果教師忽視學生的既有經(jīng)驗，重復講解學生已經(jīng)掌握的知識，就會使學生對物理失去學習興趣和新鮮感，還會降低課堂活力和學生學習動力；但是，如果教師認為學生“應(yīng)該都會了”，想當然地忽視基礎(chǔ)知識教學，則會使教學難度與學生能力不符，削弱學生信心。一句話，重新編排學習流程，絕非“標新立異、嘩眾取寵”的趕時髦之舉，而是在學生既有經(jīng)驗上恰如其分地順學而教。

實踐告訴我們，想要用一種教學方式或者方法解決所有教學問題是不切實際的。項目學習也一樣，它有自己獨特的育人優(yōu)勢，同時也存在不足。項目學習只是眾多教學方法中的一種，只有與其他教學方法有機結(jié)合，才能更好地發(fā)揮它的育人優(yōu)勢。