朱 春 鳳

(杭州市錢塘新區(qū)景苑中學，浙江 杭州 310018)

一、物理復(fù)習中碰到的問題

1.溫故有余而知新不足

復(fù)習課的目標要做到溫故更要知新，但在真正的復(fù)習過程中，好多教師依靠教輔知識按部就班、查缺補漏式復(fù)習，想不出一個全新的學生感興趣的復(fù)習模式，這樣的課堂，學生常常感到無趣且疲憊。

2.講授有余而探究不足

受中考指揮棒影響，傳統(tǒng)復(fù)習課主要以“填鴨式”“灌輸式”“拋投式”等講授法為主，用“簡單、直接、粗暴”的方法代替探究式教學，剝奪了學生體驗、思考、實踐的時間。如浮力的復(fù)習課，主要講授浮力的定義、產(chǎn)生的原因、物體浮沉條件及應(yīng)用等知識，很少會采用探究的形式展開別樣的復(fù)習。這樣的復(fù)習，往往臺上教師講得“滔滔不絕”“津津有味”，臺下學生“昏昏欲睡”“云里霧里”，當然學生所獲得的知識、概念等也僅停留在淺層學習，沒有達到深度理解的程度。

3.練習有余而思維不足

傳統(tǒng)復(fù)習課的另一大特點就是不停地刷一些無真實情境且已經(jīng)處理過的良構(gòu)習題，節(jié)復(fù)一節(jié)、日復(fù)一日，缺乏在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析和解決問題的思維鍛煉過程。一旦真碰到情境化、非良構(gòu)的問題，特別是需要多學科知識融合交叉解決問題時，學生會束手無策、“坐以待斃”。

筆者通過實踐研究發(fā)現(xiàn)，基于STEAM理念的項目化學習利用其特有的“真”情境、“強”驅(qū)動、“深”探究、“多”融合等特點，可以很好地解決上述復(fù)習課的缺陷問題。通過STEAM理念的項目化學習，可以促進深度學習，提高復(fù)習效率。

二、基于STEAM理念的項目化物理復(fù)習課堂模式

基于STEAM理念的項目化物理復(fù)習課的模式為(如圖1所示)：用真實情境(包括生活情境或?qū)嶒炃榫车?來驅(qū)動科學問題，用STEAM理念中所涉及的科學、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學等學科知識解決復(fù)習課中的實際問題。如用科學問題驅(qū)動項目學習、用傳感技術(shù)顯現(xiàn)思維、用工程制作培養(yǎng)能力、用藝術(shù)美感改進工具、用數(shù)學知識解決疑難和精準問題，把這些STEAM理念與物理復(fù)習課堂深度融合，進一步進行遷移應(yīng)用和拓展提高，從而促進深度學習，提高核心素養(yǎng)。

圖1 基于STEAM理念的項目化物理復(fù)習課堂模式

三、基于STEAM理念的項目化學習實踐

1.真實情境驅(qū)動科學問題

項目化學習的核心要素是具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題，因為驅(qū)動性問題能使整個項目活動保持持續(xù)性和一致性，學生的項目化學習是通過驅(qū)動性問題黏合在一起的。[1]因此，在物理復(fù)習課的引課中，設(shè)置一個真實且具有挑戰(zhàn)性的驅(qū)動性問題就顯得尤為重要。筆者通過實踐發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動性問題最好來自學生生活真實情境或者教師創(chuàng)設(shè)的特殊實驗情境或者兩者結(jié)合，并用這些情境所呈現(xiàn)的現(xiàn)象來引發(fā)學生的認知沖突，激發(fā)學生的學習興趣，同時讓學生主動提出自己想要探究的科學問題。

環(huán)節(jié)一：認知沖突驅(qū)動問題。

圖2 模擬沉船實驗

教師首先呈現(xiàn)一個剪掉瓶底、瓶口朝下且里面放有一個乒乓球(模擬沉船，下同)的實驗裝置(如圖2所示)問學生：如何快速拯救乒乓球(沉船)使其上??？經(jīng)過思考，他們認為只要用手堵住瓶口，乒乓球肯定會浮起來?？僧攲嶒灂r卻發(fā)現(xiàn)乒乓球沒有浮起來，引發(fā)學生的認知沖突。教師適時追問：針對此現(xiàn)象，你想提哪些科學問題？討論后，他們主要提了2個科學問題：一是乒乓球為什么沒有浮起來？二是怎樣才能讓乒乓球浮起來？

設(shè)置生活(沉船事件)+實驗(教師特制：乒乓球里面放有一個鉤碼)的特殊情境，利用情境中所呈現(xiàn)的復(fù)雜、非良構(gòu)的現(xiàn)象來激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，特別是在驅(qū)動問題的過程中，引發(fā)學生的認知沖突，激活他們的內(nèi)驅(qū)力，使他們愿學、愛學和樂學，通過現(xiàn)象提出有價值的驅(qū)動性科學問題，為后續(xù)高效的項目化復(fù)習打下基礎(chǔ)。

2.技術(shù)支撐持續(xù)性探究

在項目化學習的八大“黃金準則”中，除了項目情境要有真實性和挑戰(zhàn)性外，問題還要具有可持續(xù)探究性，在項目探究過程中，學生要有發(fā)言權(quán)和選擇權(quán)，同時還要不斷地評論和修正他們的設(shè)計方案，最終得到一個可相對完善解決問題的方案?！读x務(wù)教育初中科學課程標準(2011年版)》明確將科學教育的核心理念定義為培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，并將科學探究列入課程標準的重要內(nèi)容。[2]所以物理復(fù)習課最好基于情境中所提出的問題展開，用新的可持續(xù)性探究實驗來解決學生所碰到的問題，在解決問題的過程中，用一定的技術(shù)(如科學技術(shù)、信息技術(shù)、教育技術(shù)等)支撐，讓學生經(jīng)歷分析、評價和創(chuàng)造等高階思維過程，促進他們深度學習，從而達到物理概念、原理和規(guī)律的深度理解。

環(huán)節(jié)二：探究解決方案。

在這個可持續(xù)性探究過程中，學生在提出如何讓乒乓球浮上來的問題后，經(jīng)過思考、討論、分析、評價，認為要使乒乓球上浮的本質(zhì)問題在于浮力與重力的大小關(guān)系，只要浮力>重力，乒乓球就能上浮。于是他們針對這個本質(zhì)問題，提出了三種解決方案，教師用同屏技術(shù)投射到屏幕上，具體如下：

方案一：減小重力，助其上浮。在浮力不變的情況下，只要減小乒乓球的重力，當乒乓球重力減小到小于浮力時，乒乓球就能上浮。具體方案是把乒乓球里面的重物——鐵塊取出來，從而減小其重力。學生動手實驗后，證明其方案確實可行。教師適時拓展，讓學生聯(lián)系生活情境思考這種方法在生活中的應(yīng)用有哪些？

方案二：增大體積，促其上浮。為達到浮力大于重力的目的，可以增大乒乓球的體積：一種是把乒乓球吹大；另一種是在乒乓球上綁上泡沫；還有一種在乒乓球上綁一個小氣球。通過評價，否定了第一種方案，后兩種方案可行，特別是第三種方案更有探究意義。學生通過實驗，驗證了自己方案的可行性。

a b圖3 漂浮氣球?qū)嶒?/p>

教師問：如果在漂浮的氣球上用手指一按(如圖3a所示)，氣球和乒乓球會如何運動？學生都認為氣球會先向下運動，然后再上浮直至漂浮。操作時竟變成了如圖3b所示的現(xiàn)象，直接沉到水底。設(shè)問：這是什么原因？討論分析后一致認為：原來漂浮的氣球用手一按往下運動，隨著氣球深度的增加，壓強增大，氣球體積減小，浮力也減小，最后浮力小于重力，就沉到底了。教師追問：如果此時用手輕輕提一下氣球，會怎么運動？學生回答后驗證其猜想。教師追問：如果在圖3a中滴入一些水，氣球會如何運動？理由是什么？學生回答后，教師往容器中加大水量后，氣球還是漂浮在水面，追問：這是為什么？教師繼續(xù)追問：如果氣球是懸浮在水中的，加一些水又會怎么樣？減少一些水又會怎么樣？請聯(lián)系生活，此過程中所涉及的方法和知識在生活應(yīng)用中有何意義？

方案三：改變密度，促其上浮。第三種方案是改變液體的密度，使它的密度大于物體的密度，從而達到上浮。如往水中加蔗糖、食鹽等，當達到一定濃度時，乒乓球就會上浮。但真正實驗時發(fā)現(xiàn)乒乓球還是不能上浮，分析原因是因為蔗糖、食鹽在水中的溶解度是一定的，要使它上浮，就要加密度更大的液體。

用信息技術(shù)、科學技術(shù)和教育技術(shù)等強大的技術(shù)手段來支撐科學問題持續(xù)而有效地探究，如用教育技術(shù)中的同屏技術(shù)，利用它的交互性、及時性、全面性等特點，教師把學生設(shè)計的方案實時投屏到屏幕上，可以讓學生實時、準確、全面地獲知全班學生設(shè)計的方案信息。用科學技術(shù)可以精準地評價、修正方案。有技術(shù)支撐的科學探究，一方面，可以呈現(xiàn)思維的可視化；另一方面可以真正起到全面性、及時性、互動性等特點，真正提高探究效率。

3.數(shù)學計算有效輔助物理問題解決

物理和數(shù)學是兩門相互影響、相互關(guān)聯(lián)的學科，物理知識的解答、物理概念和物理規(guī)律的總結(jié)、歸納和得出都離不開數(shù)學。如平面鏡成像的特點、凸透鏡成像的規(guī)律等，都離不開數(shù)據(jù)的記錄、分析及歸納和總結(jié)；物理浮力大小的計算、壓強大小的計算等，更離不開數(shù)學知識，它對物理學科有強大的推動和促進作用。教師要適時、適量地在課堂上有效融合數(shù)學知識，用數(shù)學知識來幫助學生解決物理問題。

環(huán)節(jié)三：數(shù)學知識解決上浮。

教師問：要使這乒乓球剛好上浮，用哪些儀器？需要知道哪些物理量？分別是多少？學生思考并計算出氣球的體積大小、液體密度的大小等數(shù)據(jù)。

利用數(shù)學知識很好地解決了乒乓球上浮的精度問題，在物理復(fù)習課中，教師要組織學生用好數(shù)學，用所學的數(shù)學知識幫助解決物理的實際問題，真正做到學以致用，同時也讓學生明白數(shù)學和物理是相輔相成、不可分割的學科。

4.工程藝術(shù)遷移應(yīng)用

項目化學習的最終結(jié)果是指向成果展示(如一個作品、一個模型或一個學具之類)，利用制作工程中所需要的技術(shù)、各學科的融合知識、藝術(shù)素養(yǎng)等，把物理學科所學的知識、技能等遷移應(yīng)用，達到對物理知識的深度理解和應(yīng)用。因此，基于STEAM理念的工程范疇，在物理復(fù)習教學中主要經(jīng)過一系列的設(shè)計、討論、評價后產(chǎn)生一個成果模型或一個成品。如在浮力的復(fù)習課中，可以讓學生制作浮力秤之類的模型或?qū)W具(利用教師給的PTA量表對制作的模型或?qū)W具進行評價)，把有關(guān)浮力知識進行一定的整合和串聯(lián)，達到要點弄通、觸類旁通的效果。

環(huán)節(jié)四：學具制作遷移應(yīng)用。

追問：如果不用天平或彈簧秤，僅用桌上的儀器(礦泉水瓶、剪刀、鉤碼、細砂、記號筆等)，請你設(shè)計并制作一個能測出乒乓球質(zhì)量的裝置。學生思考、分析、討論和評價后，設(shè)計并制作了浮力秤(制作方法：去掉礦泉水瓶底，擰上瓶蓋，倒立在水中，并把二個鉤碼放入其中，把細砂放入調(diào)節(jié)平衡，使其能直立在液體中)，按照比例算出乒乓球的質(zhì)量，用排水法測出乒乓球的體積，從而算出其密度。進一步追問：從裝置的角度分析，如何使測量結(jié)果更精確、外觀更漂亮？學生分別從：礦泉水瓶的直立情況、下面錐形是否完全浸沒、上面是否可以變成真正的圓柱形，即礦泉水瓶壁不要有一圈大一圈小，這樣影響精度。還有從記號筆記下的刻度是否可以分得更細等方面進行改進。追問：從本質(zhì)及外觀分析，浮力秤和密度計的區(qū)別和相同點各有哪些？

工程藝術(shù)在以STEAM理念的項目化復(fù)習課中是必不可少的環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)的制作和改進，一方面可以把所要學習的物理知識承載在上面，另一方面可以讓學生通過動手制作，體驗收獲的喜悅和成功的快樂，在體驗中學習，在學習中體驗，真正做到動手動腦學物理。在此環(huán)節(jié)中，教師要多鼓勵學生動手制作，并利用PTA量表對制作的產(chǎn)品從外觀、實用性及精度上進一步改進，提高學生的思維力和動手操作的能力，同時提高學生創(chuàng)新力，為今后適應(yīng)復(fù)雜多變的社會打下基礎(chǔ)。

三、反思

經(jīng)過實踐研究發(fā)現(xiàn)，在物理復(fù)習課中，運用STEAM理念的項目化學習方式能夠起到很好的復(fù)習效果，但在項目化學習中也要注意以下方面：

1.驅(qū)動問題情境化

物理復(fù)習課要真正做到溫故而知新，最好的辦法是對傳統(tǒng)教學進行改革，用“真”生活情境或“真”實驗情境來創(chuàng)設(shè)驅(qū)動性問題并以此為主線，進行一系列的情境和問題的反復(fù)創(chuàng)設(shè)，達到雙線進行、螺旋上升。如本課中的如何讓乒乓球(模擬沉船)上浮，在創(chuàng)設(shè)驅(qū)動性問題時，最好能引發(fā)學生的認知沖突，使他們愿學、樂學和愛學，使得課堂效率最大化。

2.探究活動深度化

物理復(fù)習課，最好用教師創(chuàng)新的探究活動來承載所要復(fù)習的內(nèi)容，而且設(shè)計的探究活動要具有可持續(xù)性和挑戰(zhàn)性，即設(shè)計的探究活動要循序漸進、螺旋上升，向著縱深探究發(fā)展。而在探究過程中，所設(shè)計的問題要有挑戰(zhàn)性，不能平鋪直敘、毫無波瀾。當然挑戰(zhàn)難度也不能太高，真碰到思維含量太高時，教師要適時提供一定的支架，使他們能順著支架往上攀登，真正做到讓學生跳一跳摘到桃子。

3.目標評價量規(guī)化

物理課復(fù)習不但要有明確的復(fù)習目標，更要有達成目標所用的評價方案，即量規(guī)化，用評價來量化目標的達成度和可操作性。當然，評價可以是學生對學生的評價、教師對學生的評價、紙筆測試、成果展示、實驗驗證等，評價包括對項目化學習成果的評估，也包括對項目過程中展現(xiàn)出來的探究、實踐進行的評估。如本節(jié)課中三大實驗方案的可行性評價，他們所設(shè)計的方案是否做到讓乒乓球真正地上浮，用評價來促進學習，用評價來達到目標的可操作化，真正在物理復(fù)習課中達到學—教—評一致性，努力提高復(fù)習效率。

4.學科知識融合化

生活中的真實問題具有復(fù)雜性、多樣性和多知性，真實問題的解決并不是一門學科的知識能夠做到或能夠解決的，往往需要多學科的知識共同融合來解決。如本節(jié)課中物體的浮沒條件、浮力秤的制作問題等，不但涉及物理知識、化學知識，還有技術(shù)、工程、數(shù)學知識等。所以在物理復(fù)習課的教學過程中，教師要多提供給學生多學科知識融合性真實問題的訓練，不僅要利用多學科融合來解決問題，而且要做到多學科的深度融合來解決問題，努力提高學生的思維能力和創(chuàng)新能力以及問題的解決能力，提高他們的核心素養(yǎng)。