徐江

基于項目學(xué)習(xí)的初中物理教學(xué)，就是在初中物理教學(xué)實踐中運用項目學(xué)習(xí)的方式來組織課堂教學(xué)。這是一種構(gòu)建起以任務(wù)驅(qū)動、行為引導(dǎo)為主的教與學(xué)的方式。

目前來說，在初中階段開展項目學(xué)習(xí)，最大的問題是沒有相應(yīng)的教材。筆者所在地區(qū)使用的是蘇科版物理教材。蘇科物理教材將科學(xué)探究作為一種重要的學(xué)習(xí)方式?？茖W(xué)探究是人們研究各類科學(xué)特別是自然科學(xué)問題時所采取的一種嚴(yán)格的科學(xué)研究方法，即學(xué)生像科學(xué)工作者那樣，經(jīng)歷一個探究未知世界的過程。使用蘇科版教材如何開展項目學(xué)習(xí)，能否將項目學(xué)習(xí)與科學(xué)探究有機整合起來，成為筆者探索的一項課題，以下是筆者以蘇科版物理九年級上冊《電阻》一節(jié)教學(xué)為例進行的嘗試。

一、教學(xué)案例：基于項目學(xué)習(xí)的科學(xué)探究課——《電阻》

1.項目任務(wù)目標(biāo)：

制作一個神奇的開關(guān)，能夠調(diào)節(jié)電路中燈泡的亮度。

2.項目器材準(zhǔn)備：

學(xué)生學(xué)具1（用一大信封裝）：接線板（圖1），兩根完全相同的康銅合金絲（約0.6米長），一根銅導(dǎo)線。

學(xué)生學(xué)具2：電源一組（含2節(jié)干電池），電流表一只，小燈泡一個，開關(guān)一個，電阻的比較裝置一個（圖2）。

教師教具：電源一組，開關(guān)一個，演示電流表一只，小燈泡一個，鐵絲一根，康銅合金絲一根，日光燈電阻一個，打火機一只。

3.教學(xué)過程：

（1）明確任務(wù)，項目導(dǎo)入。

教師展示調(diào)光燈，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)調(diào)光的裝置是一個神奇的開關(guān)。教師展示自己制作的一個調(diào)光開關(guān)，并演示調(diào)光功能，在此基礎(chǔ)上，詢問學(xué)生：你想制作這樣一個神奇的開關(guān)嗎？

項目任務(wù)：制作一個神奇的調(diào)光開關(guān)。

（2）制訂計劃，項目設(shè)計。

①發(fā)現(xiàn)調(diào)光開關(guān)的秘密。

師：這個神奇的開關(guān)的秘密是什么呢？怎么制作？

教師展示自制調(diào)光開展的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有金屬絲。

師：金屬絲可以改變電路中的電流。

②發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體具有電阻。

教師展示并介紹不同材料、粗細、長度的金屬絲，請學(xué)生演示將不同金屬絲接入電路，引導(dǎo)學(xué)生觀察電流表的示數(shù)變化和電燈亮度的變化。

學(xué)生發(fā)現(xiàn)金屬絲確實可以改變電流的大小。

師：金屬絲在電路中除了可以導(dǎo)電外，對電流還有什么作用？

教師展示山間流水，引導(dǎo)學(xué)生觀察流水中的石頭對流水有阻礙作用。與此類比，說明導(dǎo)體對電流有阻礙作用。

得到電阻的概念。

③發(fā)現(xiàn)影響電阻大小的因素。

師：根據(jù)剛才的實驗現(xiàn)象，請你猜想電阻的大小和導(dǎo)體的哪些因素有關(guān)？

生：導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積。

師：請大家觀察電阻的比較裝置，發(fā)現(xiàn)這些金屬絲有什么區(qū)別？

生：A是錳銅絲，B、C、D是鎳鉻合金絲。A、B、D橫截面是S，C的橫截面是2S。A、B、C的長度是D的2倍。

師：如果我們要研究電阻和導(dǎo)體長度的關(guān)系，該怎么選擇導(dǎo)體呢？

生：選擇B、D。因為，B、D長度不同，材料和橫截面積相同。

師：很好，這是一種什么樣的科學(xué)方法呢？

生：控制變量法。

師：請同學(xué)們拿出實驗活動單，表一是研究電阻與長度的關(guān)系，表二是研究電阻與橫截面積的關(guān)系，表三是研究電阻與材料的關(guān)系，請同學(xué)正確選擇導(dǎo)體并記錄在表中。

學(xué)生思考并填寫記錄單。

師：在實驗中，怎么比較電阻的大??？

生：觀察電流表的示數(shù)。

師：導(dǎo)體電阻越大，電流越小。

師：實驗測試電路應(yīng)該怎樣操作呢？剛才老師演示的電路可以用嗎？

生：可以，只需將金屬絲接入即可。

師：請同學(xué)以小組為單位，進行實驗。

學(xué)生實驗。

交流總結(jié)：影響導(dǎo)體電阻的因素有長度、橫截面積、材料，認識到電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。

教師演示加熱日光燈的電阻絲，學(xué)生發(fā)現(xiàn)電路中的小燈泡明顯變暗，并說明大多數(shù)金屬的電阻與溫度有關(guān)。

④項目分析。

教師請學(xué)生拿出制作材料：兩根完全相同的康銅合金絲，一根銅導(dǎo)線。明確目標(biāo)：制作一個神奇的調(diào)光開關(guān)。明確要求：制作的開關(guān)具有三個檔位，能明顯改變燈光亮度。

師：利用這些材料，通過什么方式來改變電流呢？

生：改變金屬絲的電阻。

師：兩根完全一樣的康銅合金絲，怎樣改變它們的電阻？

生：改變橫截面積或者長度。

師：請同學(xué)們按照自己的想法去試一試吧。

學(xué)生分組制作調(diào)光開關(guān)。

（3）項目展示。

各小組完成調(diào)光開關(guān)的制作，上講臺展示并演示其功能，同時講解原理。

教師總結(jié)：要使調(diào)光開關(guān)效果明顯，就得使接入的電阻差別大。

二、案例分析

這個課例曾在“國培計劃”骨干教師培訓(xùn)班上作過展示，受到好評。后來參加“一師一優(yōu)課”被評為江蘇省優(yōu)質(zhì)課。從這個案例的成功，可以看出在項目學(xué)習(xí)中開展探究教學(xué)是可行的。

1.任務(wù)驅(qū)動：項目學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的共同點。

《電阻》教材首先從兩個卡通人物的一段對話開始：小明：“我想設(shè)計一個調(diào)光燈?！毙〖t：“要調(diào)控電燈的亮暗，就要調(diào)控通過電燈的電流。怎樣才能改變電路中電流的大小呢？”接著，教材安排“嘗試改變電路中電流的大小”“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”兩個探究活動，最后引出電阻的概念?？梢姡滩牡囊鈭D是通過問題驅(qū)動來開展科學(xué)探究的教學(xué)。問題是科學(xué)探究的驅(qū)動力，是激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)興趣的導(dǎo)火索?？茖W(xué)探究是本節(jié)內(nèi)容的重要學(xué)習(xí)方法。

項目學(xué)習(xí)是以任務(wù)來驅(qū)動的學(xué)習(xí)。任務(wù)，即項目，它是以解決現(xiàn)實生活中的問題或者制作有實用價值的產(chǎn)品為內(nèi)容來架構(gòu)的。從對項目的釋義中，可以認為問題的探索也可以成為任務(wù)。對問題的探索可以認為是研究性學(xué)習(xí)在初中物理項目學(xué)習(xí)中的一種形態(tài)?！霸鯓硬拍芨淖冸娐分须娏鞯拇笮∧?？”既可以是科學(xué)探究的驅(qū)動問題，也可以是項目學(xué)習(xí)的驅(qū)動任務(wù)?？梢姡椖繉W(xué)習(xí)與科學(xué)探究都需要學(xué)習(xí)的驅(qū)動力。

2.“產(chǎn)品”設(shè)計：從科學(xué)探究走向項目學(xué)習(xí)的核心。

項目學(xué)習(xí)的核心要素是任務(wù)。任務(wù)的成果是“產(chǎn)品”。所謂產(chǎn)品，是指學(xué)生項目學(xué)習(xí)的成果。楊勇誠老師認為，這個產(chǎn)品是學(xué)生在項目學(xué)習(xí)過程中在“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度價值觀”三個方面得到發(fā)展的“產(chǎn)品”。這種“產(chǎn)品”可以是物化的東西和非物質(zhì)化的東西。那么具體到物理課堂教學(xué)中，“產(chǎn)品”呈現(xiàn)為物化的產(chǎn)品和學(xué)生的研究報告或者論文。

科學(xué)探究課的核心要素是問題。通過對問題的科學(xué)探究，引導(dǎo)學(xué)生找到問題的答案，來達到教學(xué)的目的。如果把問題當(dāng)成是項目學(xué)習(xí)的任務(wù)，那么對應(yīng)的產(chǎn)品應(yīng)該是學(xué)生的研究報告或者論文。撰寫研究報告或者論文，對于大多數(shù)初中生來說難度不小，而且撰寫研究報告需要一定的時間，將突破原有的一節(jié)課的課時安排，導(dǎo)致研究成果無法及時呈現(xiàn)，給教學(xué)增加了不少難度?；谝陨戏治?，要在一個課時內(nèi)完成一個項目，項目的“產(chǎn)品”設(shè)計為物化的產(chǎn)品更容易操作。在本課例中，筆者設(shè)計一個“制作一個調(diào)光燈開關(guān)”的任務(wù)，對應(yīng)的產(chǎn)品就是物化的調(diào)光燈開關(guān)。那么這個項目是怎樣設(shè)計出來的？

在《電阻》一課中，教材提出“我想設(shè)計一個調(diào)光燈”，這個可以看作是一個可以預(yù)期的項目，調(diào)光燈就是預(yù)期的產(chǎn)品。分析教材后發(fā)現(xiàn)，十四章《歐姆定律》最后安排一個綜合實踐活動，課題為《設(shè)計和制作一個模擬調(diào)光燈》。可見設(shè)計和制作一個調(diào)光燈是整章知識的綜合運用。從項目學(xué)習(xí)的角度來看，這是一個章節(jié)的大項目?！峨娮琛芬徽n的教學(xué)內(nèi)容包括電阻概念以及影響電阻的因素，除此之外還有一個科學(xué)方法——控制變量法的教學(xué)。所以，把設(shè)計一個調(diào)光燈作為項目學(xué)習(xí)的任務(wù)，不太符合《電阻》的教學(xué)目的。教材在開展教學(xué)過程中，實際提出了兩個邏輯上遞進關(guān)系的問題。問題一：可用哪些方法來改變電路中電流的大??？通過接入各種金屬絲來改變電流，引出電阻的概念。在此基礎(chǔ)上，自然而然引出第二個問題：影響導(dǎo)體電阻大小的因素可能有哪些？這樣就將教學(xué)推進到了教學(xué)的重點——科學(xué)探究環(huán)節(jié)。教材通過兩個問題的驅(qū)動，形成兩次探究活動，完美解決了教學(xué)問題，達成了教學(xué)目標(biāo)。因此，筆者沒有在這個探究環(huán)節(jié)中做更多的修改。

筆者認為教材安排仍具有一定局限性。教學(xué)中圍繞問題展開的探究，最后的落腳點只是知識本身，而不是知識的運用。教材一開始提出的“我想設(shè)計一個調(diào)光燈”的任務(wù)沒有要求完成，學(xué)生也就損失了一次運用知識解決實際問題的機會。項目學(xué)習(xí)的驅(qū)動是任務(wù)，成果是產(chǎn)品。從任務(wù)的導(dǎo)入，到為了任務(wù)開展學(xué)習(xí)，到最后掌握知識完成任務(wù)制作出物化的產(chǎn)品，實現(xiàn)知識應(yīng)用的最終目標(biāo)。預(yù)期的產(chǎn)品必須對應(yīng)驅(qū)動的任務(wù)。對于制作物化產(chǎn)品的項目學(xué)習(xí)來說，產(chǎn)品的制作就是任務(wù)，任務(wù)和成果是高度一致的。設(shè)計了產(chǎn)品，也就是設(shè)計了任務(wù)。《電阻》教材中只有問題，沒有產(chǎn)品。產(chǎn)品怎么形成？這必須要考慮知識在實際生活中有什么應(yīng)用?！峨娮琛芬还?jié)，圍繞“改變電流”展開討論，學(xué)習(xí)電阻相關(guān)知識。這些知識和“我想設(shè)計一個調(diào)光燈”有什么聯(lián)系呢？基于以上問題的考慮，筆者認為可以設(shè)計一個改變電流的裝置，這樣的裝置對應(yīng)生活中的應(yīng)用就是調(diào)光開關(guān)。當(dāng)然，學(xué)生只能制作一個模擬的調(diào)光開光。由此產(chǎn)生了本課例中的產(chǎn)品，也是項目學(xué)習(xí)的任務(wù)：制作一個模擬調(diào)光開關(guān)。

3.探究融合：在項目學(xué)習(xí)中發(fā)揮1+1>2的作用。

項目學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)方式，科學(xué)探究也是一種學(xué)習(xí)方式。兩種方式可否運用在同一節(jié)教學(xué)課中？兩種教學(xué)方式的運用對教學(xué)效果的影響怎么樣？首先來比較一下項目學(xué)習(xí)流程和科學(xué)探究的步驟（見下圖）。

科學(xué)探究教學(xué)包括了提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據(jù)、分析論證、評估、交流與合作共七個步驟，如下圖可以分為五個環(huán)節(jié)。項目學(xué)習(xí)流程同樣有項目導(dǎo)入、項目設(shè)計、項目實施、項目展示、項目評價五個基本環(huán)節(jié)。這五個基本環(huán)節(jié)同科學(xué)探究的五個環(huán)節(jié)一一對應(yīng)，其功能大體相當(dāng)。因此，采用項目學(xué)習(xí)與科學(xué)探究教學(xué)在教學(xué)結(jié)構(gòu)上有很多相似之處，這讓兩種教學(xué)方式融合在一節(jié)課具備了可能性。

《電阻》課例中，從項目導(dǎo)入后讓學(xué)生明確本課的任務(wù)是制作一個調(diào)光燈的模擬開光，接著如何去制作，具體到需要哪些材料，這些材料有什么特性，怎么運用這些材料就成為學(xué)生樂于探究的問題。圍繞這些問題，教師借用了教材的安排，進行了兩次探究。

一探：這些金屬絲可以改變電流嗎？學(xué)生猜想后，師生共同嘗試將不同材質(zhì)、粗細、長短的金屬絲接入測試電路，觀察現(xiàn)象。通過師生質(zhì)疑，獲得導(dǎo)體具有電阻的概念。

二探：影響導(dǎo)體的電阻的因素有哪些？在上面探究的體驗中，學(xué)生進行了有依據(jù)的猜想，并提出自己的觀點。如何去驗證這些猜想，讓科學(xué)探究進入第三個環(huán)節(jié)：設(shè)計實驗與制訂計劃。通過生生互動、師生互動，學(xué)生掌握了控制變量法的運用。接著學(xué)生分組實驗，收集證據(jù)、分析論證，最后得出結(jié)論并進行評估。

兩次活動均嚴(yán)格遵守科學(xué)探究的要求進行了探究，達到了科學(xué)探究的目的。由此表明，在項目學(xué)習(xí)過程中完全可以完美地融合科學(xué)探究活動。

科學(xué)探究的過程已經(jīng)結(jié)束，但從項目學(xué)習(xí)的流程來看，這僅僅是為了完成產(chǎn)品所做的準(zhǔn)備工作，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，才能真正體現(xiàn)知識的價值?？梢哉f，科學(xué)探究的完成，不是一個終點，而是一個新的起點。產(chǎn)品的制作、展示、交流評估三個環(huán)節(jié)將學(xué)習(xí)推向高潮，學(xué)生在制作產(chǎn)品時，將知識內(nèi)化為能力，將創(chuàng)新意識表達在產(chǎn)品中；在展示過程中，體驗項目學(xué)習(xí)帶來成果的愉悅；在交流評價中，獲得友善的建議，深化個體的感受與認識。可見，項目將探究學(xué)習(xí)引向更深的層次——學(xué)以致用。而二者相融，發(fā)揮的作用遠遠大于1+1=2。

三、結(jié)束語

《電阻》課例實踐證明，科學(xué)探究完全可以融入項目學(xué)習(xí)，完美發(fā)揮科學(xué)探究的功能。不僅如此，項目學(xué)習(xí)設(shè)置產(chǎn)品化的任務(wù)，比問題更加具體，更好地驅(qū)動了學(xué)生開展學(xué)習(xí)的熱情，產(chǎn)品的制作與展示，進一步強化了科學(xué)探究成果的運用。在項目學(xué)習(xí)中開展探究課教學(xué)，是科學(xué)探究與項目學(xué)習(xí)的融合，發(fā)揮了1+1>2的作用，在倡導(dǎo)科學(xué)精神的同時，更注重將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，體現(xiàn)物理最終服務(wù)于社會的新課程理念。

作者單位：江蘇省蘇州市吳江區(qū)蘆墟初級中學(xué)