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基于项目式学习理论的物理跨学科实践活动
——以“物质的物理属性”为例

2023-11-10辛建军

物理教学探讨 2023年10期
关键词:物质物理方案

辛建军,邱 洁

镇江市宜城中学,江苏 镇江 212143

1 项目式学习

项目式学习(project based learning,简称PBL)是以学生为活动主体,以解决问题为导向的学习方式。

项目式学习需要在真实情境中开展,而初中物理学习的内容也多是来自于真实情境[1],初中物理教师可以充分利用本学科的优势,对教材的内容进行开发,设计出一系列的项目式学习活动方案。

2 课标

《义务教育物理课程标准(2022 年版)》对“物质的物理属性”的要求是“通过实验,了解物质的一些物理属性,如弹性、磁性、导电性和导热性等,能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。例1:通过实验,了解金属或塑料的弹性。列举弹性在生活中应用的实例。例2:通过实验,了解物质的磁性和磁化现象。调查磁性材料在生活中的应用。例3:通过实验,了解物质的导电性,比较导体、半导体、绝缘体导电性能的差异。例4:通过实验,了解金属与陶瓷导热性的差异。”[2]根据课标的要求,可以采用实验教学的形式,具体目标是了解物质的属性及其应用,能用多种方式描述物质的属性。因此,本节课就以实验来完成对物质属性的学习。

3 学情分析

教师在进行教学设计时,如果只关注了所教学段教材中需要教授的内容,不知道学生已有的知识储备水平,就会造成学生在学习过程中的思维发展受到限制[3]。对于学生来说,弹性、磁性、导电性和导热性等属性并不是全新的知识,学生对它们已经有不少基于生活经验的了解。因此,教师在进行教学设计时,应该在学生已有经验的基础上设计教学内容,加深他们对这些属性的了解,从而更加深刻地理解它们的用途,并根据它们的用途来完成自己需要完成的一个小项目。

4 项目式学习的方案设计

项目式学习活动的开展必须指向学习目标的达成,因此教师也必须围绕目标设计具体的教学过程。笔者围绕“物质的物理属性”设计出了如表1 所示的项目式学习初步方案。

表1 PBL 项目式学习初步方案

本项目式学习过程可以分为四个阶段。

第一阶段:确定研究的问题。解决问题的前提是发现问题,创新往往是基于具体问题的。善于发现问题、寻找问题是创新思维培养的重要条件。利用问题链,先发散再聚焦,可以促进学生确定所研究的问题。在此阶段,教师要引导学生分析问题、聚焦问题,以问题为导向确定问题小组。而学生也可以通过阅读学习材料,提出问题,完善问题。

教师在对教材内容及课标要求进行分析后发现,这节课需要掌握的几种物质的物理属性在家庭厨房用具中几乎都可以找到。因此,决定以“用空气炸锅制作一份烧烤”作为本次项目式学习的主题,将这些物理属性渗透在项目学习中。第一阶段对应设计如表2 所示。

表2 PBL 第一阶段方案

第二阶段:方案设计阶段。在此阶段,通过小组汇报,展示本小组的阶段性学习成果,学习其他组的优点,完善自己的方案,最终确定方案。目的是培养学生多方面、多角度分析问题的能力,尝试进行更加全面的设计。本阶段,教师要引导学生确定研究思路、设计交流汇报图、确定解决方案。学生则应选择探究的问题,确定研究思路,多角度分析设计图并进行汇报,修正完善设计,确定解决方案。

针对本次项目式学习,第二阶段的设计如表3 所示。

表3 PBL 第二阶段方案

第三阶段:问题解决阶段。项目实施过程中,教师可采用问题解决的策略开展教学活动,学生自主尝试与设计在先,教师的教在后,不是直接教学生如何制作,而是留给学生更多遇到困难的机会,创造更多解决问题的机会,一边动手做,一边动脑想,使其在解决问题过程中发展高阶思维。教师重点要做的是指导学生处理问题解决过程中出现的困难和疑惑,学生在此过程中则应不断尝试不同的问题解决方案。第三阶段对应方案如表4 所示。

表4 PBL 第三阶段方案

第四阶段:展示、评价、反思阶段。该阶段主要包括分享问题解决的过程和结果、全班交流与评价、问题反思、改进方案、总结提升等过程。教师需要组织学生进行交流与评价,然后对本次项目式学习进行反思、总结和提升。第四阶段的对应方案如表5 所示。

表5 PBL 第四阶段方案

项目式学习的评价方式与传统教学的评价方式有所不同。传统教学对学生的评价多在学完之后进行测试,答案往往固定,评价标准相对单一。项目式学习中的评价在纵向上对活动的每个环节进行评价,在横向上对学生的各方面表现进行评价。评委也不仅限于教师,还有自己、组员、专家等。本项目式学习的评价方案如表6 所示。

表6 PBL 评价方案

评价方案中的拓展检测卷主要如下:

1.由于橡胶具有较好的 ________ ,所以用橡胶制成的轮胎可以大大减轻由于震动带来的颠簸。

2.下列实例与所利用的物质物理属性不相符的是( )

A.电线线芯用铜制成是因为铜的导电性好

B.大部分的金属材料能够被打成片、拉成丝,是因为具有延展性

C.水壶的把手用胶木制成是因为胶木的导热性好

D.划玻璃的刀刃用金刚石制成是因为金刚石的硬度大

3.在静电现象的学习中,我们常用玻璃棒、橡胶棒或塑料棒来研究带电体的性质,而不用铁棒,其原因从物质物理属性的角度主要考虑的是( )

A.硬度 B.导电性

C.磁性 D.密度

4.用笔画线将左边的物质的物理属性和右边的应用连接起来。

硬度 弹簧测力计

弹性 铁片在水中下沉

密度 用铜作导线

导热性 磁铁

导电性 用金刚石切割玻璃

磁性 冬天穿棉袄御寒

5 收获与反思

本次基于项目式的学习活动是规模比较小的一个活动,活动内容贴近学生的生活,在活动中也有一些学生家长参与到活动中来,给予了学生技术上的支持和帮助。

活动中,学生以小组的形式合作设计方案、开展活动、记录所得、思考应用,不仅收获了更多的知识,而且增强了探索精神,训练了设计能力,培养了合作精神,提升了沟通技巧,锻炼了耐挫能力。

本次项目式活动与劳动教育相结合,让学生体验了劳动的乐趣,体恤了父母的不易,增加了对生活的热爱。

反思这次活动,也有一些不足的地方:第一,在学生组建合作小组的过程中,教师过于放手,让学生自由组合,所以组员之间的能力匹配情况不是很理想,给后续活动的开展造成了一些障碍。第二,教师仍然受传统课堂的影响,缺乏对学生的循循善诱,往往直接把方法告诉学生。第三,由于在学校开展活动,让学生把需要的物品带到学校来,并在学校食堂完成烤制活动,由于前期的准备不够充分,造成有些小组带来的物品不全,耽误了活动进程。这些都是在以后的项目迭代中需要注意改进的地方。

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