基于核心素養(yǎng)的初中物理項目化教學設計

［摘 要］初中物理項目化學習是跨學科實踐的重要方式，是以落實核心素養(yǎng)為目標的初中物理新課程的教學手段之一。“設計汽車的車燈電路”是依據(jù)課程目標，整合教材中的實踐活動的一個整體性項目。以學生為主體，用任務驅(qū)動的方式引領學生進行項目探究，設計制作出成品。在項目化學習中提升學生的關鍵能力，提高學生的物理學科核心素養(yǎng)。

［關鍵詞］核心素養(yǎng)；項目化學習；任務驅(qū)動

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）29-0044-03

項目化學習（Project－based learning，簡稱PBL），最早是美國教育界提出來的。項目化學習立足于建構主義學習理論，是杜威“做中學”教育思想的發(fā)展。具體指學生圍繞某一個項目任務，分工合作設計項目方案，再綜合運用所學知識和技能進行項目研究，在實際操作和真實體驗中分析問題、解決問題，內(nèi)化知識技能，培養(yǎng)各方面能力，從而學會遷移應用。物理項目化學習要基于單元學習目標，立足課堂實踐。本文以蘇科版“電路初探”章末的綜合實踐活動為例，依據(jù)課程目標，重新整合了教材中的實踐活動，設計了一個整體性項目：設計汽車的車燈電路。

一、項目背景

隨著社會的發(fā)展，小汽車日益普及，學生越來越多地接觸到汽車的燈光語言。而行車安全必須會看汽車的燈光語言：左轉向燈、右轉向燈、危險警報閃光燈（雙閃燈）……本節(jié)課依據(jù)課程目標，對教材的綜合實踐活動進行整合和創(chuàng)新，從現(xiàn)實生活中汽車轉彎或變道時不打轉向燈的危害出發(fā)，創(chuàng)設學生感興趣的學習項目——設計汽車的車燈電路，并且分解為四個實踐性任務：（1）設計汽車大燈電路；（2）設計車尾轉向燈電路；（3）增加車頭轉向燈；（4）給轉向燈增加閃光功能。四個任務層層遞進，讓學生在一系列實踐性任務中提升物理學科核心素養(yǎng)。

二、項目設計

（一）項目目標設計

本項目是綜合實踐活動，安排在第十三章“電路初探”章末。以生活中汽車的車燈電路為切入點，通過四個探究性任務，將物理知識應用于實際。設計并連接汽車的車燈電路，這不僅要求學生理解并能應用串并聯(lián)電路，而且要求學生具備一定的科學探究能力。本節(jié)課既是實踐性探究活動，也是學完“電路初探”這一章之后的一個表現(xiàn)性評價任務。讓學生置身在真實情境中完成一個整體性的實踐項目，并制作出汽車車燈模型的成品。

結合本單元的學習目標和跨學科實踐的相關內(nèi)容，設計了本節(jié)課的項目目標（見表1）。

（二）項目實施過程

項目實施流程如圖1所示。

本項目是基于學生已有知識（串、并聯(lián)電路的連接）的基礎上進行的探究活動，采用“主體參與”教學模式和小組合作探究的方式，讓學生自主進行電路模型的設計、制作和評價，從而使學生進一步理解串、并聯(lián)電路的特性。學生通過實驗探究對簡單電路有更加清晰的認識。

［活動所需材料］

每組實驗器材：小汽車紙板模型一個、額定電壓為6 V的白色LED小燈泡及燈座2個、額定電壓為6 V的白熾燈小燈泡及燈座4個、電壓為6 V的電池組1個、單刀單擲開關1個、單刀雙擲開關1個、閃光繼電器1個、長導線14根、雙面膠若干。

說明：選擇2個白光LED小燈泡用于連接大燈，4個黃光普通實驗白熾燈泡用于連接前后轉向燈。

［項目引入］

圖片展示各種汽車燈。提問：同學們平時觀察過小汽車有哪些燈光嗎？（除照明外，還是安全行車的重要信號語言）

學生回憶，有的回答：近光燈、遠光燈、左轉向燈、右轉向燈、雙閃燈。

多媒體播放新聞：一起因沒有正確使用燈光語言而引起的追尾事故。

教師：這一新聞給我們什么啟示？

學生：正確使用燈光語言是非常重要的。

說明：這一環(huán)節(jié)的目的是激發(fā)學生的學習興趣，并引入課題——給小汽車設計車燈電路。

任務驅(qū)動1.設計汽車大燈電路

提供的器材有：電源、白色LED燈泡兩個、開關、導線，應用上述器材設計汽車的大燈電路并畫出電路圖。要求：閉合開關，車頭兩個大燈同時發(fā)光。

投影展示學生畫的串、并聯(lián)電路圖，如圖2所示。

教師：是否都符合設計要求，哪一種更好？

學生回答“并聯(lián)更好”并說明原因。

學生分組實驗：連接汽車大燈電路，并把元件粘貼在汽車模型上。

說明：教師巡視，了解各小組的實驗情況，適當點撥引導。經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)學生畫的電路圖有兩燈串聯(lián)和兩燈并聯(lián)兩種。

任務驅(qū)動2.設計車尾轉向燈電路

為了提示后車小汽車即將行駛的方向，需要給小汽車車尾設計出轉向燈。

要求：單刀雙擲開關向左撥，車尾左燈亮。單刀雙擲開關向右撥，車尾右燈亮。（介紹單刀雙擲開關的使用方法和元件符號）

投影展示學生畫的電路圖，如圖3所示。

讓學生按照電路圖給小汽車連接車尾轉向燈電路。

說明：觀察發(fā)現(xiàn)學生畫出的電路圖形態(tài)不同，但基本正確。教師巡視各小組，了解實驗情況，適當點撥引導。

任務驅(qū)動3.增加車頭轉向燈

為了安全起見，行車時也需要給旁邊的車輛提示小汽車接下來的行車方向。這就需要在車頭也裝上兩個轉向燈。要求：單刀雙擲開關向左撥，車尾和車頭左燈亮。單刀雙擲開關向右撥，車尾和車頭右燈亮。（在任務2的電路圖上進行修改）

投影展示學生畫的電路圖，如圖4所示。

教師：是否都符合設計要求，哪一種更好？

讓學生按照電路圖給小汽車連接車頭轉向燈。

說明：觀察發(fā)現(xiàn)學生畫出的電路圖有兩種，分別是在原來車尾轉向燈的基礎上串聯(lián)一個燈泡和并聯(lián)一個燈泡。

任務驅(qū)動4.給轉向燈增加閃光功能

實際觀察發(fā)現(xiàn)路上的汽車的轉向燈都是在閃爍發(fā)光。

教師：汽車轉向燈閃爍發(fā)光有什么好處？

展示使轉向燈閃光的配件：閃光繼電器及說明書上的接線圖（如圖5）。

教師：閃光繼電器接在電路的哪個位置可以使4個轉向燈都閃爍發(fā)光？兩個接線柱B和L怎樣接入電路？

讓學生按照電路圖給轉向燈接入閃光繼電器。

說明：提出讓轉向燈閃光這個新問題，讓學生在閱讀說明書的過程中收集信息，并結合學過的電路知識解決閃光繼電器的接線問題。

［交流與展示］

請兩個小組學生上臺展示成果，按照多媒體播放的不同路況模擬駕駛，使用小汽車的燈光（如圖6）。小組代表展示汽車燈光模型成品，演示燈光的使用。

播放短片：轉向燈的由來。

說明：讓學生了解汽車剛出現(xiàn)時是沒有轉向燈的，轉向燈出現(xiàn)的歷史不過一百年，剛開始，汽車轉向時，需要駕駛員用手勢提示后車，再后來，有了機械手臂……正是人類對科學的不斷探索才使社會發(fā)展，使人們的生活越來越美好。

［拓展與延伸］

想一想：在汽車需要緊急停車時，需要使用雙閃燈，閉合危險警報開關，四個轉向燈同時閃爍，怎樣在任務4的基礎上，增加一個雙刀雙擲開關實現(xiàn)這一功能？

說明：這給學生的思維提出了更高的要求，給能力強的學生一個思維拓展的空間。

（三）項目評價

本項目是綜合實踐活動課，安排在第十三章“電路初探”章末。以生活中汽車車燈電路為切入點，通過四個探究性任務，將物理知識應用于實際生活。學生在課堂內(nèi)完整地經(jīng)歷了給小汽車設計電路、連接電路、展示、評價交流的環(huán)節(jié)。學生在完成四個任務的過程中都非常嚴謹認真，更令人驚喜的是學生在課上完成了超出預期的學習任務，效果良好。學生間相互交流討論，互相學習，動手操作的積極性和參與度也很高，在評價環(huán)節(jié)組織學生使用評價量表進行自評、互評。利用多元評價主體，引導學生對整個項目過程進行反思復盤。

在設計本節(jié)活動課時也遇到了一些小小的困難，如實驗室導線不夠長（只有50 cm），于是在網(wǎng)上定制了50根1 m的長導線；小燈泡燈座、開關等元件的固定存在問題，于是在元件反面粘貼好泡沫雙面膠，學生粘貼時只要揭開表面的貼紙就可以又快又牢地粘上去。教師統(tǒng)一準備好主要材料，讓學生能高效地完成制作，體驗成功。真實的汽車車燈電路比我們課上連接的電路更為復雜，對此可鼓勵學生認真學習接下來的電路知識，大膽創(chuàng)新。

三、收獲與反思

項目化學習在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面具有獨特的優(yōu)勢。在學生設計汽車的車燈電路的過程中，教師由淺入深地設置驅(qū)動任務，層層遞進地引導學生學習。學生在任務的驅(qū)使下不斷解決問題，完成思維進階。在這個整體性項目的實施過程中，學生以小組為單位，經(jīng)過“討論—實踐—再討論—再實踐”，最后制作出小汽車成品。整個任務完成過程就是一個表現(xiàn)性評價過程，將學生的能力發(fā)展顯化。教師在設計項目時應基于課程目標和單元目標，基于生活情境設計“資源載體”和“問題鏈”，引導學生在合作中實現(xiàn)項目目標，發(fā)展核心素養(yǎng)。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 許幫正.如何設計素養(yǎng)目標導向的物理課堂學習項目［J］.江蘇教育，2022（19）：7-10.

［2］? 張玉峰.基于學習進階的物理單元學習過程設計［J］.課程·教材·教法，2020，40（3）：50-57.

［3］? 林雪敏.將項目化學習融入物理學科教學的設計路徑［J］.物理教師，2022，43（3）：16-18.

［4］? 孫藝，袁海泉.基于校園環(huán)境的“非常規(guī)”物理實驗教學初探［J］.物理教學，2015，37（1）：28-29.