基于微項目學習的初中物理習題講評模式

基金項目：本文系江蘇省中小學教學研究立項課題（第十四期）“基于微項目學習的初中物理實驗教學行動研究”（課題編號：2021JY14－L37）階段性成果。

摘" 要：基于微項目學習的初中物理習題講評模式，包含破、立、行、評、測五個環節，通過家庭實驗這一自主學習活動，規避傳統的教師講、學生聽的題目講評方式，學生在做中學，促進學生深度學習。

關鍵詞：微項目學習；習題講評；家庭實驗；深度學習

學生解題、教師講題是傳統習題教學模式，一些題目學生一聽就懂，但其他同類型題學生解答起來就困境重重，特別是綜合性試題，呈現出看不懂題、找不到切入點、無法完整解題等問題。那么，解題、講題過程就不僅僅用來鞏固所學知識、檢測學習成果，更應該成為促進深度學習的有效手段。基于微項目學習的初中物理習題講評模式應運而生。

基于微項目學習的初中物理習題講評模式，即在試題講評中融入微項目學習的自主性、建構性、真實性，［1］將綜合性強、難度大的試題轉化為有趣的、具體的實驗，學生在做中學，在實驗中提升科學思維，讓學習真實發生。其通過破、立、行、評、測五個環節來實現對試題的深度講評（如圖1所示）。

圖1

基于微項目學習的初中物理習題講評模式在停課或者節假日期間，通過家庭實驗這一自主學習活動，更能發揮其獨特的優勢。

現利用2021年蘇州市中考物理第10題，結合筆者在2021年暑期開展的家庭實驗解題全過程為例來說明五個環節的具體操作。

試題及答案

圖2

如圖2所示，量筒中盛有40mL水，將量筒上表示體積的刻度值換成表示質量的刻度值，便可以制作成一個“質量秤”，某些小物塊放入量筒中后，就可以直接讀出該物塊的質量，以下說法正確的是（" ）。

A. 該秤的零刻度線在量筒的零刻度線處

B. 該秤的分度值為1g

C. 該秤能稱量的小物塊質量最大為60g

D. 該秤可稱量質量小于40g的實心小鐵塊質量

本題答案選擇C選項。

1" 破

“破”是引用唐宋時應舉詩賦和經義的起首處，用幾句話說破題目要義，即破題。［2］此處是指教師分析題目涉及的知識點，然后形成解題的大致流程，即形成思維導圖。“破”是“立”的前提條件，為有效地建立“立”打下基礎。

審視試題發現，試題考查了浮力、重力、浮沉條件、密度以及容器的分度值等多個知識點，對學生的綜合分析能力有一定的要求。其解題思路是：當物體漂浮時，根據F浮＝ρ液V排g、F浮＝G物及m物＝G物g得到物體的質量，則m物＝ρ液V排，每一個V排對應一個m物；當液面達到最大刻度處時，V排最大，m物最大，得到最大量程；根據量筒原有刻度得到分度值。流程如圖3所示。

漂浮－

F浮＝G物

F浮＝G排＝ρ液V排g—

G物＝ρ液V排g—

m物＝ρ液V排—

質量秤

圖3

2" 立

“立”是根據學生已有認知，結合“破”出的知識點、問題和思維導圖確立微項目學習活動，主要針對難點、易錯點和易混淆點。為更有利于學生進行家庭實驗，實驗難度可以略低于試題本身，但實驗要具有序列性、進階性。

本題基于量筒進行命題，而家庭中不一定有量筒，那么“制作一個量筒”是亟待解決的實際問題，即“立”1。

通過“破”的分析可知，只有漂浮的物體才可能被此質量秤直接測量，但題目中給的物體是“某些小物塊”，需要先分辨物體在水中漂浮還是沉底，難度較大。此時降低實驗難度，將“某些小物塊”簡化為小木塊。“利用你自制的量筒，測出一塊木塊的質量，然后嘗試能否測量一塊鐵塊的質量”，即“立”2。

通過“立”2，學生已經知道V排反映物體的重力或質量，V排的變化反映物體質量m的變化，此時便可制作質量秤，并知道質量秤的量程和分度值。“把你自制的量筒改進成一個能直接測量質量的質量秤”，即“立”3。

3" 行與評

“行”是學生根據確定的微項目學習活動，利用家中器材進行實驗，［3］逐個完成微項目學習活動，進而解決問題、攻克知識難點和易錯點，達到深度學習目的的過程。

“評”是教師對學生提交的實驗報告、圖片、視頻進行評析或者讓學生之間互評，是一種診斷性、發展性評價。由于“立”的項目可能有多個，并且第一次“行”可能不夠嚴謹，所以“評”后可能再進行一次“行”，故“行”和“評”兩個環節可能是多次循環進行的。

進行“評”時首先要注重實驗的科學性、嚴謹性，促進學生思考、改進，提高學生的數理邏輯智能和自我認識智能；其次注重實驗報告的規范性、條理性，促進學生對自身語言規范性、簡潔性的要求，提高學生的言語語言智能；再次注重實驗作品的工藝美術性，促進學生的審美觀，提高學生的視覺空間智能。［4］“評”最簡潔的操作方式是兩個實驗的對比，找出異同點、優缺點，分析造成缺點的原因。

“行”1：制作一個量器

教師發布任務：利用礦泉水瓶自制一個量器，使其可以測量液體體積。寫出所用器材與標刻度的步驟與原理。

案例1

實驗器材：天平（含砝碼）、空礦泉水瓶、紙、筆、刻度尺。

實驗步驟：

（1）調節天平平衡，稱量出空瓶的質量為 20g；

（2）將空瓶放在天平左盤，向右盤加入一個50g砝碼和—個20g砝碼，在礦泉水瓶內加水，直至天平平衡；

（3）在水面處做標記為 50mL，用刻度尺測量出對應高度，并依次向上每隔相同高度做標記為 100mL、150mL、200mL……

實驗原理：根據密度公式和水的密度可知，50g水對應 50mL的水，因此可標刻度。

案例2

實驗器材：一透明杯、水、筆、電子秤。

實驗步驟：

（1）將杯子放于電子秤上，電子秤清零；

（2）依次加入20g水，使示數為20、40、60……并用筆記下刻度，依次為20cm3、40cm3、60cm3……

實驗原理：因為ρ水＝1g/cm3，

所以Ｖ水＝m水ρ水＝20g1g/cm3＝20cm3，

則當加入20g水時，杯子內部增加20cm3的水。

互評：教師通過私聊與學生1聯系：請對比案例2同學的實驗報告，分析其實驗做法的優點。

學生1回復：我感覺刻度不應該平均劃分，因為礦泉水瓶的粗細是不均勻的。

面向全體同學發教師評析：同學們根據ρ＝mV，利用秤（天平、電子秤、彈簧測力計）來度量體積，這很好。但是量筒刻度均勻的前提條件是容器是粗細均勻的，這時V＝Sh，V與h成正比；若粗細不均勻，應該逐次量取。

在制作量器的過程中，關于刻度均勻與否的問題算是無意中獲取的，可趁機彌補學生知識的盲區——正比例函數或者一次函數是判斷刻度是否均勻的方法，若沒有自主的家庭實驗，這樣的機會是不存在的，這也是微項目學習的優勢之一。

“行”2：測質量

教師發布任務：利用你自制的量器，測出一塊木頭的質量，再考慮能否用其測量一塊鐵塊的質量。寫出實驗報告。

案例3

學生提交實驗報告。

測量一塊木塊或鐵塊的質量（使用自制的量筒）。

實驗器材：一木頭做的篩子、鐵塊、自制量筒、水、鑷子（筷子）、細線。

公式推導：已知ρ水＝1×103kg/m3， g＝10N/kg，ρ水＞ρ木，ρ鐵＝7.9×103kg/m3。

（1）木塊。

由于ρ水＞ρ木，可知木塊漂浮在水面上，處于靜止狀態，對木塊進行受力分析可得F浮＝G木，根據F浮＝ρ水gV排可得ρ水gV排＝m木g，故ρ水V排＝m木。

（2）鐵塊。

由于ρ鐵＞ρ水，可知鐵塊沉于水底，由m＝ρV可得

m鐵＝ρ鐵V排。

實驗步驟：

（1）木塊。

①把木塊放入裝有適量水的量筒中，讀出前后示數差V排＝8mL；

②把數據代入公式，可得m木＝ρ水V排＝1×103kg/m3×8×10－6m3＝8×10－3kg。

（2）鐵塊。

①將鐵塊放入裝有適量水的量筒中，讀出前后示數差為V排＝10mL；

②把數據代入公式，可得m鐵＝ρ鐵V排＝7.9×103kg/m3×10×10－6 m3＝7.9×10－2kg。

教師將學生的實驗報告發布在交流群中，并發布評析。

教師評析：實驗前首先根據浮力知識和二力平衡知識進行推導，理清思路；然后進行實驗，最終測出木塊和鐵塊的質量；實驗報告條理性強，字跡雋秀。

請問這個“鐵塊”若是“不明下沉物體”，該怎樣利用量筒測量出它的質量？

很快有學生做出回復，如案例4。

案例4

該同學利用與案例3相同的方法得出木塊的V排＝3mL，然后將硬幣與木塊粘貼在一起，具體方法如下。

實驗器材：自制量筒（含水）、1分錢硬幣、木塊、膠水。

實驗步驟：

（1）將硬幣粘在木塊上，放入水中；

（2）讀出硬幣粘在木塊上時拂開水的體積v排2＝7cm3；

（3）測得m硬＝ρ水（V排2－V排）＝4g。

教師對學生回復的操作方法進行評析

教師評析：在先測出木塊質量的基礎上，通過木塊和硬幣的組合，利用和測漂浮木塊相同的方法，測出硬幣的質量。說明“不明下沉物體”的質量無法直接利用量筒測出，要想測量“不明下沉物體”的質量就要想辦法讓其“漂浮起來”。

“行”3：做質量秤

教師發布任務：用自制的量筒，結合測量木塊質量的方法，將量筒改進成一個能直接測量漂浮物體質量的“質量秤”。寫出實驗報告。

案例5

實驗器材：自制量筒、水、紙和筆。

實驗步驟：

（1）在自制量筒中倒100mL水；

（2）在液面處標上“0”刻度線；

（3）因為m物＝G物g＝F浮g＝G排g＝m排，m排＝ρ水V排，由此標上刻度。

圖4

實驗誤差：分度值為5g，導致誤差較大，無法精確測量。實驗器材如圖4所示。

通過相同的原理，深入思考，有同學制作出更優質的質量秤，如案例6。

案例6

實驗器材：自制量筒、水、一個直徑略小的塑料瓶、紙和筆。

實驗步驟：

（1）將小的塑料瓶放入倒有適量水（放入后液面處為100mL）的自制量筒中（如圖5所示）；

（2）在液面處標上“0”刻度線；

（3）因為m物＝G物g＝F浮g＝G排g＝m排，m排＝ρ水V排，由此標上刻度。

該質量秤還能測量密度大于水的物體的質量。

教師評析：Z同學（案例5的作者）、W同學（案例6的作者）的原理推導是正確的，而且用普通的器材制作出如此精致的量器，給人以美的享受，頗具工匠精神，為你們點贊！W同學制作出的質量秤更是拓展了測量物體的種類。

案例3→案例4→案例5→案例6的“行”“評”過程，更能體現學習的進階性，而且這種進階梯度小，更有利于自主學習活動的持續進行。在整個學生制作質量秤的過程中，教師及時跟進，從原理、工藝、創新等多個角度進行評價。這種評價是對正確做法的肯定，也是對其他同學的指導，評價即指導學習。

4 "測

“測”是將原題或者改進題呈現給學生，讓學生進行解題，檢測學生通過微項目學習的效果，是一個終結性的評價，并將單點知識結構化。

經過一系列的實驗分析后，教師將2021年蘇州市中考第10題布置給學生，檢測學生的學習效果。學生對試題的理解和講評如下。

A選項不正確，初始的水量應確保物體能夠漂浮，故初始水面的高度為零刻度線（40mL）；

B選項不正確，如圖2所示，量筒的分度值為2mL，故該稱的分度值為2g；

C選項正確，由F浮＝ρV排g可得F浮＝0.6N，故該稱可稱量的小物塊質量最大為60g；

由C選項分析可得，D選項錯誤。

回答言簡意賅，直指核心知識，學生對內容的理解較為深刻。

由此可見，初中物理的解題和講題，應該讓學生在“做中學”，不能僅局限于教師講、學生被動接受。基于微項目學習的初中物理習題講評模式，充分利用微項目學習的自主性、建構性、真實性的特征，在教師不斷地引導、評價下，學生經歷利用實驗項目解決問題的過程，在螺旋式前進過程中，對相關知識進行深度學習。

參考文獻

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