指向學習進階的初中物理課時項目設計

楊琳　毛志遠

摘? ?要：指向“學習進階”進行初中物理項目學習設計，是落實新課標的有效途徑，有利于學生在學科實踐中逐階提升理解和推理、分析綜合和合作創新、實驗探究等關鍵能力。但實際教學中，項目學習常有時間久、跨度大、評價難、參與度不高等問題。設計課時項目學習既保留了“項目學習”的原有優勢，又能夠在常態教學中實施，立足于解決課堂教學的重難點問題，推動以學習為中心的課堂變革。以“綜合實踐活動——設計和制作模擬調光燈”教學為例，基于課標和項目學習的要求，緊扣教材內容和單元核心概念設計課時項目任務，并圍繞項目任務和核心概念設計進階“階點”，驅動學生從思維的起點逐階經歷關聯“階點”，從而達到理解學科核心概念，形成物理觀念，提升物理學科核心素養的目標。

關鍵詞：課時項目；學習進階；高階認知

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2024）5-0042-5

蘇科版初中物理教材設置的綜合實踐活動具有很強的綜合性、實踐性和應用性，是基于“學習進階”項目學習設計的有效載體，但實際教學中項目學習常有時間久、跨度大、評價難、參與度不高等問題。教師基于學習需求，設計課時項目學習既保留了“項目學習”的原有優勢，又能夠在常態教學中實施，立足于解決課堂教學的重難點問題，推動以學習為中心的課堂變革。筆者在設計“綜合實踐活動——設計和制作模擬調光燈”時，精心設計課時項目任務，并圍繞項目任務和核心概念，設計進階“階點”，驅動學生通過小組合作從思維的起點逐階經歷關聯“階點”最終到達進階終點。引導學生在解決真實問題的學科實踐中，進階科學思維，提升關鍵能力，理解學科核心概念，形成物理觀念。

1? ? 基于先驗知識，設計適切的課時項目進階目標

先驗知識是指在進行學習或推理之前已經具備的關于問題領域的先前知識或經驗?！霸O計和制作模擬調光燈”是九年級上冊第十四章的綜合實踐活動，學生需要綜合應用電阻、變阻器和歐姆定律的知識與技能解決生活中的真實問題。這既是對本章內容的回顧總結，又是對本章知識的遷移應用，更是對學生實驗探究能力和高階思維的進階訓練。學生的先驗知識包括：已經親歷過綜合實踐活動，具備相對完整的探究經驗；已學習簡單電路的相關知識，基本掌握改變電路中電流和運用歐姆定律簡單計算電阻值的方法。但學生對電路元器件的選擇、使用以及保護電路安全的意識比較淡薄。

基于學生先驗知識分析，設計適切的課時項目進階目標，應基于課標要求、教材內容和學科核心概念，必須可觀察、可評價、可測量。課時項目進階目標任務應包括建構概念或規律，掌握知識、技能和遷移應用解決實際問題三個方面。本課時項目進階目標基于學生先驗知識，意在驅動學生認識事實。具體表述如下：

（1）通過觀察和實驗探究，知道燈泡的額定電壓和額定電流；

（2）會利用歐姆定律計算保護電阻的阻值；

（3）會根據串、并聯電路的特點，合理選擇器材，根據要求設計多種調光燈電路；

（4）通過整合物理學、工程學和美術等學科知識和技能，根據現實生活的需要，制作、美化調光燈成品并展示；

（5）反思學習成果，評價作品，并在課后繼續優化作品。

其中，設計、制作模擬調光燈是教學重點，采取多種措施保護調光燈電路安全是教學難點，需要設計合適的支架幫助學生展開學習。

2? ? 指向高階認知，設計清晰的課時項目學習框架

項目學習設計要依據任務目標，緊扣核心概念，設計驅動問題，調動高階認知，讓學生經歷有意義的學習實踐并公開學習成果，同時要進行過程性評價?；谏鲜鲆?，本課時項目設計流程如表1所示。

其中，任務情境具體設計是：教師出示照片（圖1），最近班委發現午休時辦公室的一位老師在較暗的環境中批改作業，需要一盞臺燈，既不能太亮影響其他同事休息，也不能太暗使自己無法辦公?？紤]到白天不確定的環境光影響，不具備調光功能的臺燈很難滿足這種需求。師生共同討論并經學校同意，決定利用學校創客中心已有的材料，為有需求的老師設計和制作調光燈。

這一情境設計賦予項目任務以意義，激發學生強烈的學習進階興趣和動機，同時凸顯項目學習不是教師“教”學生“學”知識與技能，而是學生在完成項目任務的實踐中自主習得相關知識與技能，并遷移應用，解決實際問題。

3? ? 驅動學習實踐，設計細化的項目任務“階點”

根據教學需求，把課時項目大任務細化為三個子任務：一是選擇器材設計安全的調光燈電路；二是按照設計好的電路，制作、展示調光燈；三是美化、升級調光燈作品。圍繞項目子任務，基于學生思維起點設計多個進階“階點”，驅動學生在實踐中進階學習，提升關鍵能力。

3.1? ? 設計認知沖突階點，培養批判性思維

任務一：選擇器材，設計安全的調光燈電路。教師基于教學目標和學生學習需求，在這一子任務統攝下設計了3個關聯的進階點。

階點1，設計一個可以調光的電路。教學流程如表2所示。

小組展示交流詳情如下：

生1：我們設計的電路如圖2所示，通過更換連入電路的電阻來改變經過小燈泡的電流大小，實現調光功能。

生2：我們的電路如圖3所示，用鉛筆芯來改變阻值，通過改變鉛筆芯連入電路的長度（充當變阻器）來改變經過燈泡的電流，從而調節燈的亮度。

師：老師這里有滑動變阻器，有需要的小組來領取。

生3：我們的電路（圖4）和圖3類似，但是串聯了定值電阻來保護電路安全。

師：請思考，有必要增加保護電阻嗎？

教師基于學生已學習的簡單電路的相關知識和利用滑動變阻器改變電路中電流的思維起點，設計第一個進階“階點”。意在促進學生知識整合和遷移應用，形成概念性理解；設計認知沖突，啟迪學生思考“有沒有必要增加保護電阻”，滲透電路安全意識，驅動學生學習進階。

階點2，設計一個安全的調光燈電路。教學流程如表3所示。

學生已能利用歐姆定律和串聯電路的相關知識進行簡單計算，已親歷一些完整的綜合實踐活動過程，初步具備基本的操作技能，且已完成階點1的任務。教師基于學生的這些思維起點設計進階點，讓小組代表合作完成實物電路的連接和調試，并親身體驗發現保護電阻的阻值偏小，電路存在安全問題，培養學生的電路安全意識，并驅動學生應用已學的電學知識計算得出電路所需的安全電阻值，培養學生發現問題、解決問題和遷移應用數理模型的能力。

階點3，多種方案保護調光燈電路安全。

師生交流如下：

師：將圖4中的保護電阻去掉，還有其他方案保護電路安全嗎？

生1：可以用鉛筆芯來保護電路安全。先查閱資料了解桌上鉛筆芯電阻值的規格以及鉛筆芯電阻值與長度之間的關系，再計算得出圖4電路所需鉛筆芯的安全長度，最后用刻度尺量出所需長度的鉛筆芯接入電路。

生2：將電流表接入圖5電路，閉合開關，將滑片向最小阻值處慢慢移動至電流表示數為0.3 A時，在滑片處做限位標記。

生3：將電壓表接入圖6電路，閉合開關，將滑片向最小阻值處慢慢移動至電壓表示數為2.5 V時，在滑片處做限位標記。

師：各小組設計的方案都能保護調光燈電路安全，哪種方案更好？

本階點教師進一步設置認知沖突，引導學生思考利用鉛筆芯、電流表和電壓表等創新設計多種方案保護調光燈電路安全，并及時進行方案評價，旨在進一步培養學生的電路安全意識和通過查閱、收集、整理資料進行自主學習的意識；進階發展學生分析歸納、模型建構和質疑創新等高階思維能力；積極驅動學生在完成任務的過程中進階理解電學單元的核心概念。

3.2? ? 設計綜合實踐階點，培養解決實際問題的能力

任務二：制作、展示模擬調光燈。在該子任務統攝下，教師設計了2個關聯的進階點。

階點4，按照電路圖，制作模擬調光燈。學生小組合作，按照設計好的安全調光燈電路圖，選擇桌上的器材，連接模擬調光燈的實物電路，完成模擬調光燈實物電路的制作，并相互提醒連接實物電路的注意點和保護安全的方式。

這樣的進階點設計能驅動學生整合簡單電路的相關知識、技能和方法，小組合作按照設計好的安全調光燈電路圖，選擇桌上合適的器材連接調光燈實物電路，并在連接實物電路的學科實踐活動中進一步強化安全意識，培養學生解決問題的能力。

階點5，小組交流，展示模擬調光燈作品。

師：請小組派兩名代表上臺展示模擬調光燈成品，其中一位同學負責演示，另一位同學負責成品說明。

生1：我們將一定長度的鉛筆芯接入電路來保護電路安全。閉合開關，當滑動變阻器處于最大值時，燈泡很暗；將滑動變阻器滑片向最小阻值處移動，燈泡逐漸變亮；當滑片處于最小阻值處時，燈泡亮度正常。

生2：我們將電流表接入電路保護電路安全。閉合開關，滑動變阻器處于最大值時，燈泡很暗；將滑片向最小阻值處慢慢移動，燈泡逐漸變亮；電流表示數為0.3 A時，燈泡亮度正常。此時在滑片處做限位標記。

生3：我們將電壓表接入電路保護電路安全。閉合開關，滑動變阻器處于最大值時，燈泡很暗；將滑片向最小阻值處慢慢移動，燈泡逐漸變亮；電壓表示數為2.5 V時，燈泡亮度正常。此時在滑片處做限位標記。

師：幾組同學的作品展示很成功！學校科技社的同學也做了成品（圖7），請大家欣賞、評價該作品。

生1：調光效果很好，有外部框架支撐便于展示。

生2：將調光電路隱藏在外部支架內，不僅便于攜帶、展示，而且實用性很強，更接近生活實際。

生3：選用生活中隨手可得的材料來制作外部支架，制作精美。

用邏輯清晰的語言表述調光燈的設計思想和工作過程，是初中生必備的能力。教師指向學生高階思維的發展設計進階點，驅動學生在展示、交流的實踐中培養表達能力和解決問題的能力，同時用科技社的作品引導學生認真觀察、合理評價，體悟學科整合應用。啟迪學生反思、評價制作好的成品，思考如何進行改進與美化？讓學生在觀察、改進和美化調光燈的實踐活動中發展學科素養。

3.3? ? 設計跨學科階點，培養質疑創新素養

任務三：美化、升級模擬調光燈。素養導向下的課時項目學習設計落腳點是培養學生的學科素養，跨學科階點的設計是培養學生質疑創新素養的有效策略。

階點6，整合應用，改進、美化模擬調光燈。

各小組在欣賞、評價科技社同學作品的基礎上，改進、美化本組調光燈作品，并派代表進行成品展示、交流。

生1：我們組用鞋盒制作調光燈底座，用塑料管制作調光燈豎桿，紙盒制作燈罩。

生2：我們組用白色泡沫盒制作調光燈底座，用長筷子制作調光燈豎桿，紙盒制作燈罩。

教師充分發揮評價促進發展的功能，基于學生對科技社同學作品進行合理評價的思維起點設計跨學科階點，引導學生選擇身邊常見的生活物品，整合物理、美術和工程技術等相關學科知識、技能和方法，制作、美化模擬調光燈，使其更符合生活實際，提升學生對“產品”實用性的理解，落實“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，培養學生的質疑創新素養。

階點7，實踐應用，改進、升級模擬調光燈。

教師播放生活中多功能調光燈視頻，引導學生仔細觀看視頻，體會模擬調光燈在生活中的用處，要求各小組根據視頻給的啟示，課后升級本組的調光燈。拓展課時項目學習的時間和空間，發布課后實踐作業：請根據今天所學內容同時查閱電子元器件的資料，設計出不同款式的智能調光燈，如利用光敏電阻繼電器發光二極管等元器件制作智能光控聲控調光臺燈。

課時項目學習進階設計的最終目的是讓學生學會自學，而興趣是維持學習最好的老師。教師通過播放生活中多功能調光燈的視頻，激發學習興趣、拓寬眼界，引發學生的高階認知和強烈的學習動機。本階點設計把課堂的跨學科實踐活動引向課外，使物理課堂教學在空間和時間上得以延伸，學生必將在持續完成項目任務的過程中，不斷提升創新能力和學習能力，發展學科素養。

總之，設置綜合實踐活動是蘇科版教材的特色，是設計課時項目學習進階的有效資源載體。教師開展綜合實踐活動教學時，應留給學生足夠的時間和空間親歷關聯的進階點，在創造性完成項目任務的學科實踐過程中，培養學生的創新意識和實踐能力，逐層進階理解學科核心概念，形成科學的物理觀念。本節課以“設計和制作模擬調光燈”為載體進行課時項目學習進階設計（學習進階設計路徑如圖8所示），驅動學生在小組合作進階完成任務的過程中，經歷相互關聯的中間階點，實現任務目標，進階高階思維，落實“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，實現物理學科的育人功能。

參考文獻：

［1］陳素平，繆旭春.基于學科的項目化學習設計與實施樣態［J］.上海教育科研， 2019（10）：38-43.

［2］劉翠平.基于學習進階的“電功率”教學設計［J］.中學物理教學參考， 2022，51（5）：51-53.

（欄目編輯? ? 鄧? ?磊）

收稿日期：2023-10-05

基金項目：江蘇省中小學教學研究第十五期立項課題“指向概念理解的初中物理實驗探究項目化設計與實施研究”（2023JY15-L61）；江蘇省陶行知研究會重點立項課題“初中物理分組實驗教學中開展表現性評價的實踐研究”（JSTY14473）。

作者簡介：楊琳（1977-），女，中學高級教師，主要從事初中物理教學工作。