周 潔

(江蘇省江陰初級(jí)中學(xué),江蘇 無(wú)錫 214442)

如何讓復(fù)習(xí)課不再是學(xué)生原有知識(shí)的重復(fù)、零碎知識(shí)的疊加,而是單元知識(shí)的歸納整理、核心知識(shí)的關(guān)聯(lián)進(jìn)階?基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的單元復(fù)習(xí),有助于實(shí)現(xiàn)零碎知識(shí)的有機(jī)整合,[1]凸顯高階思維的特征,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用,在實(shí)際問(wèn)題解決中提高核心素養(yǎng)。

1 基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的內(nèi)容分析與教學(xué)目標(biāo)確定

1.1 內(nèi)容分析

“電磁轉(zhuǎn)換”這一單元是蘇科版物理九年級(jí)下冊(cè)第十六章的內(nèi)容,是在學(xué)習(xí)電功和電熱后,對(duì)電學(xué)現(xiàn)象的進(jìn)一步探索,同時(shí)讓學(xué)生明白電和磁有著密切的聯(lián)系。本單元在新課教學(xué)時(shí),旨在通過(guò)四個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)和兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生達(dá)成以下學(xué)習(xí)目標(biāo):認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)、知道地磁場(chǎng);了解電流周?chē)拇艌?chǎng)及通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向;了解通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用,并知道力的方向的影響因素;知道導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。由于概念較多,作為單元復(fù)習(xí),很適合用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式,提綱挈領(lǐng)地將零碎知識(shí)結(jié)構(gòu)化,這樣便于學(xué)生找到核心概念以及關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)本章知識(shí)的總結(jié)和遷移。

1.2 學(xué)情分析

本章內(nèi)容從學(xué)生熟悉的磁體入手,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣很濃,但由于初中生空間想象能力相對(duì)較弱,而磁場(chǎng)的概念又比較抽象,所以認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)是個(gè)難點(diǎn)。又因?yàn)椤半娏鞯拇判?yīng)”“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”“電磁感應(yīng)”這三個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的裝置有很多相似之處,學(xué)生學(xué)完這一單元后,對(duì)“電流的磁效應(yīng)”“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”“電磁感應(yīng)”這三大概念理解不清,容易將與此對(duì)應(yīng)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)張冠李戴,難以準(zhǔn)確辨析。因此,在單元復(fù)習(xí)過(guò)程中,用項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生將核心知識(shí)在情境中再建構(gòu)、再應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的心智轉(zhuǎn)換。[2]

1.3 教學(xué)目標(biāo)

(1) 物理觀念

“場(chǎng)”是物理學(xué)中一個(gè)很重要的概念,而且對(duì)磁場(chǎng)的正確認(rèn)識(shí)是本章后面幾節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ),所以需要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的基本性質(zhì),建構(gòu)磁場(chǎng)概念。本章內(nèi)容隸屬于課程內(nèi)容中的一級(jí)主題“運(yùn)動(dòng)與相互作用”,所以在單元復(fù)習(xí)時(shí),需要引導(dǎo)學(xué)生用運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念去理解本章知識(shí)。

(2) 科學(xué)思維

磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著,從磁場(chǎng)基本性質(zhì)入手,通過(guò)轉(zhuǎn)換法有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)磁場(chǎng);為了描述磁場(chǎng),引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)“磁感線”模型,讓學(xué)生體會(huì)模型分析帶來(lái)的便利。本章的實(shí)驗(yàn)器材有很多相似之處,本單元復(fù)習(xí)也會(huì)多次采用比較法、歸納法等,以培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等能力。

(3) 科學(xué)探究

通過(guò)“遠(yuǎn)距離控制車(chē)庫(kù)道閘”任務(wù)展開(kāi)項(xiàng)目式學(xué)習(xí),進(jìn)行單元復(fù)習(xí),先后涉及三個(gè)具體任務(wù),分別是電磁繼電器工作電路實(shí)物模型的連接、直流電動(dòng)機(jī)模型的安裝、發(fā)電機(jī)和靈敏電流計(jì)的奧秘探尋。學(xué)生分組設(shè)計(jì)探究方案,進(jìn)行實(shí)踐操作,收集與處理信息,與他人交流并發(fā)表自己的觀點(diǎn),培養(yǎng)質(zhì)疑創(chuàng)新能力,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣。

(4) 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

學(xué)生在單元復(fù)習(xí)中能體驗(yàn)到科學(xué)探究的艱辛與不易,逐漸形成自然界現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的科學(xué)觀念,激發(fā)學(xué)生嘗試運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法探索自然界奧秘的興趣,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

2 基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 尋找核心知識(shí)

常規(guī)的單元復(fù)習(xí),通常是按照章節(jié)順序,復(fù)習(xí)每一小節(jié)的知識(shí)點(diǎn),這樣復(fù)習(xí)帶來(lái)的問(wèn)題是學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容沒(méi)有整體感,一旦碰到具體的情境,很難靈活應(yīng)用。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)聚焦概念的深層次理解和遷移,需要設(shè)計(jì)者關(guān)注從核心概念到關(guān)鍵概念再到具體概念的一整套知識(shí)體系。

世界是物質(zhì)的,磁極間的相互作用、奧斯特實(shí)驗(yàn)中小磁針的偏轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等都涉及物質(zhì)間的相互作用,所以本單元的重要任務(wù)是促進(jìn)學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念。而發(fā)生作用的本質(zhì)就是因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)放入其中的磁體和電流有力的作用,所以磁場(chǎng)是本單元的關(guān)鍵概念,單元復(fù)習(xí)時(shí)需要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的本質(zhì)特征,在不同情境中豐富對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。站在這樣的高度去看本單元的知識(shí)點(diǎn),它們之間自然就有了聯(lián)系,學(xué)生很容易將零碎知識(shí)串聯(lián)起來(lái)(圖1)。

圖1

2.2 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題

驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的設(shè)計(jì)應(yīng)指向物理觀念,讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中感受到學(xué)習(xí)物理是有用的。為了保障學(xué)生安全,學(xué)校在車(chē)庫(kù)旁裝有一個(gè)道閘(圖2),實(shí)行人車(chē)分流,但隨之帶來(lái)了問(wèn)題,每當(dāng)課間跑操的時(shí)候,體育老師都要從較遠(yuǎn)的辦公樓跑過(guò)來(lái)打開(kāi)道閘讓學(xué)生通過(guò),這樣很不方便。能否設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)程控制裝置,讓體育老師在辦公室就可以打開(kāi)道閘,這就成了本單元復(fù)習(xí)課的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題的解決涉及磁場(chǎng)、電磁繼電器電路的設(shè)計(jì)與連接、電動(dòng)機(jī)的原理與連接等,是將本章知識(shí)有效關(guān)聯(lián)的載體。

圖2

2.3 培養(yǎng)高階認(rèn)知

2.3.1 問(wèn)題解決與決策

電磁繼電器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,這是學(xué)生的低階知識(shí)儲(chǔ)備。通過(guò)小組討論,學(xué)生決定使用電磁繼電器,幫助體育老師實(shí)現(xiàn)在辦公室遠(yuǎn)程控制道閘。雖然學(xué)生能順利完成電路圖的設(shè)計(jì),但要在模擬板上連接實(shí)物,這對(duì)學(xué)生的模型建構(gòu)能力提出了挑戰(zhàn),需要學(xué)生仔細(xì)研究電磁繼電器的結(jié)構(gòu)(圖3),知道哪些接線柱需要連入控制電路,哪些是連入工作電路的,為后續(xù)的操作做好準(zhǔn)備。道閘通過(guò)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制,從安全使用的角度,學(xué)生選擇了玩具直流電動(dòng)機(jī)控制道閘,然后依次連接低壓控制電路和高壓工作電路。由于實(shí)物模擬中的閘桿是用泡沫板制作的,盡管直流電動(dòng)機(jī)功率小,但閘桿抬起的速度依然較快,容易損壞,于是,學(xué)生通過(guò)改進(jìn)、調(diào)試,在工作電路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì),最終完成項(xiàng)目任務(wù)(圖4)。整個(gè)問(wèn)題解決與決策的過(guò)程是一個(gè)使用高階認(rèn)知策略的過(guò)程,能有效培養(yǎng)學(xué)生的解釋、交流、反思、應(yīng)用等科學(xué)探究能力。

圖3

圖4

2.3.2 科學(xué)推理與比較

學(xué)生參與項(xiàng)目的積極性特別高,利用問(wèn)題鏈可啟發(fā)學(xué)生深入思考,問(wèn)題鏈?zhǔn)怯傻碗A認(rèn)知螺旋上升到高階認(rèn)知的鑰匙。因此,用問(wèn)題鏈貫穿整個(gè)單元,運(yùn)用科學(xué)推理,聚焦磁場(chǎng)的基本性質(zhì);結(jié)合圖形比較,歸納實(shí)驗(yàn)及其裝置的異同。最后,電流計(jì)的原理是本章復(fù)習(xí)的拓展延伸,引導(dǎo)學(xué)生從表象走向本質(zhì),需要學(xué)生運(yùn)用邏輯推理,由指針偏轉(zhuǎn)到線圈受力,再到通電線圈在磁場(chǎng)中受力,最后指向感應(yīng)電流的產(chǎn)生,這是評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于物理概念掌握情況的依據(jù)。因此,通過(guò)閉環(huán)式的問(wèn)題鏈設(shè)計(jì)(圖5),能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理、科學(xué)論證能力,同時(shí)給學(xué)生呈現(xiàn)了本章知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,學(xué)生能深刻感受電與磁之間的聯(lián)系,形成自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的科學(xué)觀。

圖5

2.3.3 實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新

蘇科版初中物理教材在本章第四節(jié)安排了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn):安裝直流電動(dòng)機(jī)模型,能夠讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)的原理,單元復(fù)習(xí)課應(yīng)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行提升與創(chuàng)新。在課堂上讓學(xué)生拆卸玩具電動(dòng)機(jī),了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu),并與圖6作對(duì)比,在實(shí)物中準(zhǔn)確找到換向器和電刷,同時(shí)提出新問(wèn)題:如果沒(méi)有換向器,能否實(shí)現(xiàn)通電線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

圖6

在學(xué)生分組活動(dòng)中,老師提供漆包線繞制成的線圈、銅支架、磁體等,讓學(xué)生制作沒(méi)有換向器的簡(jiǎn)易直流電動(dòng)機(jī)。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn),學(xué)生發(fā)現(xiàn)用砂紙將線圈兩端的漆包線一邊全部刮去,一邊刮去一半,可以實(shí)現(xiàn)線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí),他們還利用自制的裝置,借助靈敏電流計(jì),轉(zhuǎn)動(dòng)線圈時(shí)成功產(chǎn)生了感應(yīng)電流(圖7),親身體驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的異同,深刻感受電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的區(qū)別和聯(lián)系,用能量觀念認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

3 教學(xué)反思

本單元復(fù)習(xí)課運(yùn)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式,使復(fù)習(xí)更具有大局觀、整體觀。驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題貼近學(xué)生的生活實(shí)際,設(shè)計(jì)的起點(diǎn)較低,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。但是,該驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題仍有一定的局限性,例如利用電磁繼電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,大都是用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流的電路,而我們?cè)谟媚M板仿真演示時(shí),從安全的角度只能選擇玩具電動(dòng)機(jī),導(dǎo)致控制電路的電壓比工作電路中的電源電壓還要大,對(duì)學(xué)生已有的認(rèn)知會(huì)產(chǎn)生一定的干擾,還需進(jìn)一步優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是學(xué)生能力的培養(yǎng)與學(xué)科知識(shí)的習(xí)得相兼容的一種學(xué)習(xí)方式,是落實(shí)物理核心素養(yǎng)的有效途徑。盡管一節(jié)課不能顯著提高學(xué)生的核心素養(yǎng),但只要教師在平常教學(xué)中持之以恒,一定會(huì)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。