孫紅文

(江蘇省南京市溧水區(qū)第一初級中學(xué),江蘇 南京 211200)

隨著義務(wù)教育蘇科版初中物理教材的實(shí)施及其與時俱進(jìn)的改革創(chuàng)新,教材在一章或數(shù)章后增設(shè)了“綜合實(shí)踐活動”欄目,4冊教材中一共安排9個活動.它們主要是以初中物理學(xué)科知識為知識背景,通過學(xué)科滲透方式,由學(xué)校有目的、有計劃、有組織地以多樣化的活動方式綜合運(yùn)用所學(xué)物理知識,開展以學(xué)生為活動主體的實(shí)踐性、自主性、創(chuàng)造性、趣味性以及非學(xué)科性為主要特征的多樣性的項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動.此欄目的設(shè)置恰與當(dāng)下的學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、使培養(yǎng)的對象成為“全面發(fā)展的人”的教育要求是不謀而合的,它是繼探究性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)的升級版.從課程角度來看,它兼有國家課程、地方課程和校本課程性質(zhì)的一種課程形態(tài),具有獨(dú)特的功能和相對獨(dú)立性.從物理學(xué)科角度來看,它具有明顯學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)科研究方法,是與生活、技術(shù)、社會相聯(lián)系的跨學(xué)科綜合,需要必修與選修相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合.可見,綜合實(shí)踐活動不是一節(jié)普通的物理課,它的活動總流程可用圖1來表示.在實(shí)施中,筆者聽過的大多數(shù)觀摩課中主要是以成果匯報課型為主.由于此類項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動不可能在一節(jié)課內(nèi)全部完成,故筆者就目前大多數(shù)教師比較糾結(jié)的課型問題進(jìn)行了嘗試與反思,現(xiàn)通過以下一些實(shí)踐課例從項(xiàng)目活動研究的時間進(jìn)程及其所需解決的主要問題的視角將課型細(xì)分如下.

圖1 活動總流程圖

課型1: 活動前期——發(fā)起準(zhǔn)備課

學(xué)生是活動的主體.為使學(xué)生投入某實(shí)踐活動中來,教師必須進(jìn)行課堂動員,設(shè)置合理的、符合生活實(shí)際的研究場景,讓學(xué)生積極自愿參與、主動探究,樂于表達(dá)、傾聽、思考、與他人合作等.因此,課堂上需要做好以下準(zhǔn)備: ① 如何選題?提出一個問題比解決一個問題更重要.教師要引導(dǎo)學(xué)生提出有效地項(xiàng)目學(xué)習(xí)課題,且能夠?qū)⑽锢砼c自然、生活、社會、技術(shù)、環(huán)境聯(lián)系起來.② 如何組織?教師要引導(dǎo)學(xué)生處理好伙伴間、師生間、家校間、及與社會部門或團(tuán)體間的關(guān)系,且選定的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要有一定協(xié)調(diào)與溝通能力.③ 如何計劃?包括項(xiàng)目研究的時間計劃與具體的實(shí)施計劃.計劃中還應(yīng)包括項(xiàng)目實(shí)施的研究手段,諸如調(diào)查小報告、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、小制作、小發(fā)明、小論文、文獻(xiàn)資料收集與研究等.④ 評估可行性與風(fēng)險有多大?如對選題的有效猜想是否合理、是否可行,對結(jié)果或結(jié)論的期望值的預(yù)設(shè),盡量將風(fēng)險降低到最小,包含中途課題變更、項(xiàng)目研究失敗等.

例如,在教學(xué)“設(shè)計和制作一個機(jī)械模型”的準(zhǔn)備課中,筆者設(shè)計了如下幾個教學(xué)環(huán)節(jié).

環(huán)節(jié)一:給學(xué)生提供符合實(shí)際情況的探究情景,通過網(wǎng)絡(luò)或其他媒體查閱有關(guān)簡單機(jī)械應(yīng)用的資料,PPT播放教師指導(dǎo)學(xué)生制作的一些圖片和視頻,了解歷史上和生活中有關(guān)機(jī)械的發(fā)明和應(yīng)用情況.

環(huán)節(jié)二:在廣泛了解生活中各種簡單機(jī)械應(yīng)用的基礎(chǔ)上,選擇一件典型的機(jī)械,觀察實(shí)物和使用情況,了解主要功能、構(gòu)造和原理.通過觀察與討論學(xué)生得到啟發(fā),提出若干個設(shè)計的項(xiàng)目課題,且通過討論確定設(shè)計和制作若干個機(jī)械模型.

環(huán)節(jié)三:由學(xué)生自由組合,將全班分成若干小組,推選出項(xiàng)目負(fù)責(zé)人．由于涉及對歷史、文化、生活、生產(chǎn)、科技等領(lǐng)域的調(diào)查、方案的設(shè)計與修改、制作與調(diào)試、成果的展示、介紹和答辯,還必須明確分工,責(zé)任到人,并鼓勵每個人都發(fā)揮自己的特長,勇于爭當(dāng)骨干.

環(huán)節(jié)四:以小組為單位,提出設(shè)計、制作機(jī)械模型初步的方案:該模型由哪幾種簡單機(jī)械組成?功能是什么?是提升重物、控制某種機(jī)件動作還是牽引物體前進(jìn)等?有什么特點(diǎn)?預(yù)估項(xiàng)目執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的問題或困難,及提出什么樣的應(yīng)對策略?從哪些方面來評價最后的成果?……

課型2: 活動中期——階段管理課

此課型主要以教師指導(dǎo)與管理為主.活動中,教師既要放手,又要對學(xué)生進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)．特別是當(dāng)項(xiàng)目研究小組出現(xiàn)自己不能解決的困難時、或是項(xiàng)目課題的研究方向出了問題時、或是項(xiàng)目課題研究遇到瓶頸時怎么辦?此時教師應(yīng)給予他們方法指導(dǎo)、技術(shù)支持等,可以讓學(xué)生少走彎路.

例如,在“探究樹蔭下的光斑”活動的過程中,學(xué)生最初提出影響光斑形狀、大小、亮暗的因素等項(xiàng)目學(xué)習(xí)課題.研究中他們還發(fā)現(xiàn)了一些新問題:① 由于光斑的大小在變,那么光斑是否也與平面鏡所成的像那樣左右相反呢?或是跟其他鏡子成的像那樣上下顛倒呢?此時,需要教師加以引導(dǎo):若要深入研究,需要控制哪些條件、改變哪些因素、觀察哪些現(xiàn)象、測量哪些數(shù)據(jù)等,如由于太陽光源近似圓形,所成的像看不出左右相反、上下顛倒,怎么辦?② 在探究光斑的形狀與孔的大小關(guān)系時,學(xué)生發(fā)現(xiàn)三角形小孔不一定都成太陽的圓形光斑,當(dāng)光屏離小孔很近時,屏上呈現(xiàn)的就是三角形光斑,由此就提出了“光斑形狀與光屏到小孔的距離有關(guān)”的新課題.

再如,在“比較材料的隔聲性能”活動中,出現(xiàn)了兩個需要指導(dǎo)的問題:一是如何選擇合適的聲源?因?yàn)槿硕鷮τ陧懚容^小的聲音的變化較為敏感;而聲音比較響時,發(fā)生同樣的變化人耳反應(yīng)不太靈敏.這也是教材在本實(shí)驗(yàn)中采用聽秒表的聲音,而不選擇聽鬧鈴聲的原因.但考慮到我們實(shí)驗(yàn)的環(huán)境噪聲還是比較明顯的,用秒表走動時微弱的“嚓嚓”聲比較難以聽清楚,嘗試下來感覺用手機(jī)中單調(diào)的鈴聲作為聲源是不錯的選擇、且音量也要適中.二是如何比較隔聲性能的好壞?方法一是通過測量可聽聲的距離(聲源到耳朵恰好聽不到手機(jī)鈴聲時位置的距離)來比較隔聲性能的好壞.這個距離越遠(yuǎn),材料的隔聲性能越差;方法二是聲源固定,改變隔聲材料,人站在離聲源一定的距離,聽者通過聽到的聲音強(qiáng)弱來比較材料的隔聲性能.聽到聲音越強(qiáng)，說明材料的隔聲性能越差.開始時,學(xué)生對第一種方法的優(yōu)勢還感受不深,等演示過后,學(xué)生自然體會到第一種方法較好,它能讓所有學(xué)生實(shí)實(shí)在在地看到這個“最大可聽距離”,立刻就能辨別出隔聲性能的好壞.

此外,還可能會出現(xiàn)組內(nèi)成員表現(xiàn)不積極、研究工作懈怠與推諉、甚至有不滿情緒,教師都要細(xì)心觀察,做好協(xié)調(diào)與監(jiān)督,也可采取一些激勵與獎勵措施,比如以物理組、年級組、全校為單位進(jìn)行評比,將優(yōu)秀成果進(jìn)行櫥窗展覽等.

課型3:活動中期——階段匯報課

此課型是以學(xué)生中期研究匯報與實(shí)驗(yàn)展示為重點(diǎn),匯報與展示的同時也可提出研究過程中遇到的困難,提出需要同伴或教師幫助與指導(dǎo)的地方.例如,在“用電冰箱研究物態(tài)變化現(xiàn)象”中,有四個項(xiàng)目學(xué)習(xí)子課題.學(xué)生以小組為單位在中期匯報中展示了自己的部分研究成果,并提出了一些疑問．

“研究電冰箱內(nèi)的溫度分布”子課題小組匯報:① 選取觀察電冰箱的基本信息,查閱它的使用說明書,了解到電冰箱是利用汽化吸熱來工作的,冰箱外殼發(fā)熱是因?yàn)橐夯艧岬脑?如圖2).

圖2

圖4

② 了解到電冰箱的用電情況主要是壓縮機(jī)和冷藏室里的照明燈泡工作(如圖3).③ 認(rèn)識了能效標(biāo)識及其含義,如圖4所示.④ 已解決的問題,測得冷藏內(nèi)的溫度分布,初步得出結(jié)論:越靠近門溫度越高;越靠近冷凝管處溫度越低.⑤ 遇到的問題有:實(shí)驗(yàn)室常用溫度計并不準(zhǔn)確,任取三支溫度計,讀數(shù)有高有低,怎樣測量更準(zhǔn)確?常用溫度計是不可以離開被測物體讀數(shù),但實(shí)驗(yàn)中又不得不拿出來,怎么解決這個矛盾?常用溫度計的量程一般是-2 ℃～102 ℃,無法直接測量冷凍室的溫度,如何處理?

“研究不同液體的冷凍情況”子課題小組匯報: ① 選取四種液體,放入冰箱進(jìn)行冷凍,正在進(jìn)行中.② 未解決的問題,研究不同濃度食鹽水的凝固點(diǎn)未進(jìn)行.③ 遇到的困難有:測量過程耗時長,由于要經(jīng)常開關(guān)冰箱造成測量時不太方便,凝固過程幾乎沒看到.

……

課型4:活動后期——成果匯報課

對于學(xué)習(xí)成果的展示,教師和學(xué)生可結(jié)合具體的項(xiàng)目學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇合適的方式.如實(shí)驗(yàn)展示、觀察日記、研究報告等;也可以展示作品或模型、小發(fā)明與小制作、設(shè)計圖紙等;還可以將所收集的資料通過文字、或視頻、演示PPT等具體的手段加以介紹.這種課型還可細(xì)分為:研究結(jié)果匯報課(主要是指文獻(xiàn)調(diào)查、社會調(diào)查,分析現(xiàn)象與數(shù)據(jù)所取得的結(jié)論)、研究成果展示課(主要是指制作的模型、實(shí)物、實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行課堂展示)、成果總結(jié)與推廣課(主要是指對活動研究的成果進(jìn)行全面的總結(jié),其中對優(yōu)秀的研究成果可進(jìn)一步的推廣等)、活動評價與反思課(主要是指對活動研究的過程或結(jié)果進(jìn)行評價與反思,及提出今后的打算).下面以“制作簡單的電路模型”為例,談一談此課型的教學(xué)設(shè)計流程.

(1) 教學(xué)引入.

我們的活動——制作簡單的電路模型,經(jīng)過同學(xué)們精心的策劃、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C、精美的制作,今天終于和大家見面了.下面請各小組負(fù)責(zé)人按事先約定的順序進(jìn)行匯報.

(2) 展示交流.

要求: ① 演示實(shí)物; ② 說出原理; ③ 交流遇到的困難及如何解決的; ④ 自我評價與反思.

圖5

一小組:制作“學(xué)校前后門的呼叫電路”模型,如圖5所示.

學(xué)生自評: ① 取材簡單.電池、開關(guān)、燈泡是從學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借的,音樂芯片是生日卡片上取下來的,導(dǎo)線是舊耳機(jī)線.我們倡導(dǎo)使用簡單的、身邊易得的器材、廢舊器材,不提倡花很多的錢去購買器材; ② 制作原理:兩燈并聯(lián)且各有一個開關(guān)控制,音樂芯片安裝在干路上．③ 操作方便.此設(shè)計即使操作者不懂電路原理,也能順利操作.

圖6

二小組:制作“上下樓梯的控制電路”模型,如圖6所示.

學(xué)生自評: ① 布局美觀,操作方便.器材的分布均勻,兩個開關(guān)左右對稱放置,導(dǎo)線的布置不凌亂,器材的位置安排合理,給人以美的享受.② 設(shè)計新穎.將兩個開關(guān)與小燈泡串聯(lián),且置于面板的上(外)部,電源和接線都隱藏在面板之下(內(nèi)部).

圖7

三小組:制作“模擬交通信號燈電路”模型,如圖7所示.

學(xué)生自評:此制作模型不落俗套,構(gòu)思精巧,設(shè)計上有不同于常規(guī)之處.我們用紅、黃、綠三色發(fā)光二極管模擬紅黃綠三色信號燈,用一個單刀雙擲開關(guān)和一個按鈕開關(guān)配合使用來分別控制東西、南北方向的燈,所有的接線和電源等都很巧妙地放置在一個盒子里,發(fā)光二極管置于盒蓋上,這樣的設(shè)計也很獨(dú)特、新穎.

(3) 同伴互動.

匯報小組接受其他小組的點(diǎn)評和問詢,并對同伴的疑問進(jìn)行回答.

(4) 教師總結(jié).

匯報完畢,教師就每一個小組的成果說出自己的看法,一方面對小組的成果進(jìn)行肯定和鼓勵,以調(diào)動學(xué)生的積極性,另一方面,教師也要指出制作與項(xiàng)目學(xué)習(xí)中存在的不足及改進(jìn)建議,以待進(jìn)一步提高.

(5) 拓展延伸.

匯報小組根據(jù)同伴和老師的意見進(jìn)一步完善作品.

課型5:活動后期——專家點(diǎn)評及同伴互動交流課

此課型比較開放,需要有一個主持人,一般由老師或者能力較強(qiáng)的同學(xué)擔(dān)任,并聘請專家或老師進(jìn)行現(xiàn)場點(diǎn)評,面對面地交流與互動,就某一主題進(jìn)行辯論、競賽、質(zhì)疑、評價等.

如教學(xué)“做功改變物體的內(nèi)能——機(jī)械能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化”的實(shí)踐活動中,有同學(xué)就課本中的實(shí)驗(yàn)(如圖8)提出了自己的看法.

(1) 反復(fù)彎折時彎折處溫度升高,是不是手心焐熱后傳遞給了彎折處?是不是手指摩擦生熱后傳遞給了彎折處?

(2) 鐵絲兩端較尖(如圖9)容易傷手,怎么辦?用較軟的銅絲行不行?

(3) 彎折后產(chǎn)生的溫度過高,會燙手.能否不需要用手摸?

(4) 反復(fù)彎折越快,溫度升的越高.增大的內(nèi)能多少跟做功快慢是否有關(guān)?

(5) 同樣的環(huán)境與條件下,粗鐵絲是否比細(xì)鐵絲升溫較快?

……

圖8

以上這些問題都是學(xué)生提出的,不正是當(dāng)下核心素養(yǎng)提倡的嗎?在大家的建議下,問題1和3的解決策略如圖11、12所示,運(yùn)用到了“轉(zhuǎn)化”的物理學(xué)研究方法,將鐵絲一端固定在鐵架臺上,另一端在手柄處上下反復(fù)彎折,在彎折處包裹一團(tuán)棉花,并留一個凹巢,將溫度計插入后進(jìn)行測量.問題2的解決辦法是如圖10所示,在鐵絲的兩端用鉗子將其折彎即可,很巧妙地防止了被鐵絲尖劃傷的可能;而銅絲較軟,彎折時溫度升高后不易集中在某一處,效果不如鐵絲.問題4、5成為提出的新研究課題,利用圖12裝置也能解決.此類課型易培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力,同時,還增強(qiáng)了學(xué)生的安全意識和自我保護(hù)意識.

圖10

再如教學(xué)“設(shè)計簡單的電路”活動中,有同學(xué)制作了一個電學(xué)暗箱(由一個鞋盒制成,外部正面組成如圖13所示,內(nèi)部組成及電路圖如圖14所示),一個開關(guān)控制兩燈.

圖13

匯報人演示閉合或斷開開關(guān)并提問:兩燈是如何連接的?同伴回答:兩燈可串可并.如何進(jìn)一步判斷到底是串聯(lián)還是并聯(lián)?同學(xué)們討論,說出多種方案,最簡潔的方案是擰下一個燈泡來進(jìn)行判斷.果然,擰下后兩燈都不亮,說明一定是串聯(lián)的,該匯報人打開鞋盒展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路圖,進(jìn)一步揭示奧秘.

圖15

但有位同學(xué)當(dāng)場質(zhì)疑,他當(dāng)初在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路時,閉合開關(guān)后就發(fā)現(xiàn)一燈亮另一燈不亮的現(xiàn)象.他提問:如果在你的電路中,擰下一燈,發(fā)現(xiàn)另一燈仍亮,能不能說明這兩燈一定是并聯(lián)呢?如圖15所示(當(dāng)然,這個問題利用學(xué)生當(dāng)初已有的知識儲備是解決不了的,需要用到電功率的知識來解釋).

可見,以上案例中的這些問題都是學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的,都具有一定的實(shí)際意義,體現(xiàn)了學(xué)生在深入研究與探索中,不迷信、不唯書、不唯上的求異思維與創(chuàng)新精神.這種生動有趣的探討過程能激勵學(xué)生好學(xué)、樂學(xué)．同時教師營造寬松、活潑的學(xué)習(xí)氛圍,極大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心和好勝心,使學(xué)生身心愉悅,促進(jìn)其潛在的個性特長得到充分發(fā)揮與發(fā)展.

課型6:活動后期——人文教育課

物理學(xué)科教育和人文教育是當(dāng)代素質(zhì)教育兩個重要的組成部分,二者的相互結(jié)合可以促進(jìn)學(xué)生基本知識、基本技能的形成和學(xué)生個性的全面和諧的發(fā)展.而綜合實(shí)踐活動作為一種新課程形態(tài),其核心是要改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,強(qiáng)調(diào)一種主動探究性學(xué)習(xí),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一種新嘗試和實(shí)踐, 因此在綜合實(shí)踐活動中實(shí)施人文教育顯得尤為重要.

此課型可以以演講的形式、書面總結(jié)與匯報的形式開展.內(nèi)容可以談參與活動的收獲和感悟、談過程中遇到的困難及如何克服的、談實(shí)踐過程中有哪些感人的故事和經(jīng)歷,今后有哪些打算等.如學(xué)生在展示“家庭用電情況的調(diào)查研究”中,各小組雖然研究的項(xiàng)目課題不同,尋找的資料來源也不同,關(guān)注側(cè)重點(diǎn)也是不一樣的,但是他們都用心制作了幻燈片,用一個個數(shù)字、一張張圖片說話,同學(xué)們在觀看的時候著實(shí)感到很震撼,平?？此莆⒉蛔愕赖囊粋€小數(shù)據(jù)、一個小行動,就會造成極大的資源浪費(fèi),反之一個小動作,也可以節(jié)約很多能源.講解人真誠的表情和動作、PPT上動人的文字和圖片不斷地扣打著每一位純潔的心靈,使同學(xué)們對整個人類事業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的使命感與責(zé)任感.

綜上所述,教育不論怎么轉(zhuǎn)型,宏觀的是理論思索,微觀的是智慧實(shí)踐.最有價值的轉(zhuǎn)型,就是在現(xiàn)實(shí)教學(xué)環(huán)境下,讓學(xué)生在高參與和高互動中充分發(fā)揮想象、表達(dá)思想、豐富情感和提升智慧,培養(yǎng)其積極思考、善于分析、敢于創(chuàng)新、獨(dú)立而自信的科學(xué)素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育的培養(yǎng)目標(biāo).最后,值得提醒的是:六種課型不是完全獨(dú)立的,可以交叉進(jìn)行,但側(cè)重點(diǎn)有所不同,包括活動項(xiàng)目課題的選擇也不一定就是課本上的九個,可根據(jù)各校的自身?xiàng)l件、及學(xué)生的能力基礎(chǔ)合理選擇,意在培養(yǎng)學(xué)生能力、提升學(xué)生能力、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,達(dá)到目的就行,比如部分農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū),沒有冰箱,就不需要選擇有關(guān)冰箱的項(xiàng)目課題;再比如基礎(chǔ)弱、動手能力差的學(xué)生就讓其選擇較簡單易操作的活動進(jìn)行探究.此外,活動實(shí)施中還需防止學(xué)科本位的思想,不注重學(xué)科滲透與綜合、防止重結(jié)果輕過程的假活動、防止讓項(xiàng)目學(xué)習(xí)研究成為某一個或某幾個人的“獨(dú)角戲”,其他同學(xué)成為“看戲人”等.因此,唯有不斷豐富課程內(nèi)容,變革課程形態(tài),拓寬課程評價方式,變更傳統(tǒng)課型,創(chuàng)造無限課堂,真真切切地開展活動,提升全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),才能讓 “錢學(xué)森之問” 不再成為教育之痛、民族之痛!