李春雷

(北京教育科學(xué)研究院豐臺(tái)學(xué)校 北京 100071)

2022年4月21日,教育部發(fā)布了新一版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn),新課標(biāo)的研學(xué)成為初中物理學(xué)科教研的當(dāng)務(wù)之急.在物理學(xué)科新版課標(biāo)教學(xué)建議中,提到“了解中國(guó)古代的鑄造技術(shù),并嘗試運(yùn)用物態(tài)變化知識(shí)進(jìn)行解釋”[1]和“查閱資料,了解我國(guó)古代青銅器、鐵器的制造技術(shù)及其對(duì)社會(huì)進(jìn)步的影響”[1].教師結(jié)合要求,采用以《天工開(kāi)物》為研究資料,以北京大鐘寺為實(shí)踐載體,以項(xiàng)目學(xué)習(xí)為實(shí)施手段,滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求,來(lái)增強(qiáng)課程適宜性.現(xiàn)就其做法闡述如下.

1 實(shí)踐載體的選擇

1.1 實(shí)踐素材的選擇

為什么選擇鐘作為代表器物進(jìn)行研究?首先是鐘在中國(guó)古代社會(huì)具有很高的象征性,其蘊(yùn)含的價(jià)值和意義較高,“故君視朝、官出署,必用以集眾;而鄉(xiāng)飲酒禮,必用以和歌;梵宮仙殿,必用以明攝謁者之誠(chéng),幽起鬼神之敬.”[2]由此看出大鐘既是在古代權(quán)力的象征,又是寺廟的必備制品,還是古人宴會(huì)、祭祀的相關(guān)用品.學(xué)生通過(guò)不同時(shí)期鐘的研究有助于感受當(dāng)時(shí)的歷史文化和生產(chǎn)情況.其次是現(xiàn)存鐘保存較好,因?yàn)殓姀V泛存于廟宇、宮殿等清靜之所,不像其他工具,經(jīng)過(guò)生產(chǎn)力變化、人為使用和自然腐蝕,變化極大,從古代留存下來(lái)的較少,方便學(xué)生在規(guī)定地點(diǎn)進(jìn)行查找.更為重要的是古代鑄鐘方法與鑄造其他器具方法相同,“凡萬(wàn)鈞鐵鐘與爐、釜,其法皆同”[2],只是所有材料的多少不同,這樣就便于學(xué)生從鐘的鑄造上去了解其他器具的鑄造過(guò)程.

1.2 實(shí)踐地點(diǎn)的選擇

為什么要選擇大鐘寺,其原因如下:

(1)地點(diǎn)交通便利.大鐘寺坐落在位于海淀區(qū)北三環(huán)路聯(lián)想橋北側(cè),附近有大鐘寺地鐵站,從交通上來(lái)看,無(wú)論是學(xué)生自行前往還是學(xué)校集體組織,都比較方便.

(2)寺內(nèi)大鐘數(shù)量較多、種類豐富.該寺建于清雍正十一年(1733年),其中于1985年辟為古鐘博物館.館內(nèi)展示中外古代鐘鈴共400多件.展品中的精品除了有鎮(zhèn)館之寶永樂(lè)大鐘外,遠(yuǎn)的有商代青銅鐘、西周編鐘、春秋編鐘、曾侯乙編鐘等,近的有宋明清時(shí)代的鐘,現(xiàn)代的還有香港、澳門回歸鐘等.

(3)鑄造過(guò)程資料完備.大鐘寺中除了有以上“成品鐘”外,還在展廳中展示了古代鐘的鑄造過(guò)程模型和文獻(xiàn)資料,這些模型和資料有助于學(xué)生直觀了解大鐘的鑄造過(guò)程,避免教師、學(xué)生單純知識(shí)講授的枯燥.

(4)歷史價(jià)值豐富.大鐘寺存有豐富的文獻(xiàn)典籍,每一口鐘上也有相應(yīng)的銘文,通過(guò)研究可以進(jìn)一步了解鐘的所處年代、鑄鐘緣由、文化底蘊(yùn),另外鐘的銘文刻字及匾額書法也是非常值得學(xué)生研究的.

古人對(duì)鐘的鑄造和使用從很早就開(kāi)始了,而大鐘寺給了學(xué)生實(shí)踐的載體,學(xué)生能夠從感官上看到、觸摸到、聽(tīng)到,能夠在實(shí)踐中感受古人韻味.

2 研究資料的選擇

既然研究古代的鑄鐘技術(shù),就要用當(dāng)時(shí)人的典籍進(jìn)行研究,避免研究與當(dāng)時(shí)的情況脫節(jié).為此就要找到系統(tǒng)描述鑄造過(guò)程的書籍,經(jīng)過(guò)篩選和比對(duì),確定了明代著名科學(xué)家宋應(yīng)星《天工開(kāi)物》這本書.在這本書籍的翻閱中也逐漸發(fā)掘其蘊(yùn)含的價(jià)值.

在《天工開(kāi)物》里面,“金有六齊,六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊.”[2]即金器制造(其實(shí)是指銅)有6種冶煉的比例.六成銅一成錫混合,是造編鐘大鼎這樣的禮器的做法.闡述了制作不同的金器需要不同的混合比例,鐘鼎、斧斤、戈戟、大刃、殺矢、鑒燧,制作用不同的材料,其原因是每種金器的用途不同,更有助于從材料的構(gòu)成來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì).

在這本著作里闡述了鑄造的本質(zhì)即為“母模子肖”,當(dāng)它被鑄造成器物來(lái)供人使用時(shí),它的形狀又跟泥土造的母模一個(gè)樣.這正是所謂“以土為母”.

在這本著作中又詳細(xì)地說(shuō)明了鑄鐘的過(guò)程,而且具有物理研究的價(jià)值問(wèn)題很多.僅以失蠟法為例予以說(shuō)明:失蠟法講解了鑄鐘應(yīng)先“掘坑深丈幾尺,燥筑其中如房舍,埏泥作模骨,其模骨用石灰三和土筑……干燥之后以牛油、黃蠟附其上數(shù)寸”[2].同時(shí)介紹了油和蠟的比例“油居十八,蠟居十二”,“雕鏤書文、物象”后做好外模,“外施火力炙化其中油蠟”,“則其中空處即鐘鼎托體之區(qū)也”[2].其中涉及到物態(tài)變化的熔化和凝固,有助于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解.在油蠟與銅液所需要的質(zhì)量中“凡油蠟一斤虛位,填銅十斤.塑油時(shí)盡油十斤,則備銅百斤以俟之”[2].這里面體現(xiàn)了古人的智慧,同時(shí)可以進(jìn)行問(wèn)題研究:為什么相同體積的銅和蠟質(zhì)量相差10倍?學(xué)生通過(guò)運(yùn)用物質(zhì)的密度知識(shí)來(lái)解釋,有助于知識(shí)的內(nèi)化.

3 為什么采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

所謂項(xiàng)目式學(xué)習(xí),“可總結(jié)為一種通過(guò)對(duì)真實(shí)的、復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行探究,以小組合作的方式進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施,最終以產(chǎn)品形式呈現(xiàn),學(xué)生在參與過(guò)程中逐漸建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)、掌握必備技能、實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展的教學(xué)模式.”[3]就是學(xué)生圍繞某一個(gè)具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目,充分選擇和利用最優(yōu)化的學(xué)習(xí)資源,在實(shí)踐中體驗(yàn),在體驗(yàn)中吸收,在探索創(chuàng)新中獲得較為完整而具體的知識(shí),最終形成專門的技能并獲得發(fā)展的學(xué)習(xí).項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的特性,即承認(rèn)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)心理,促使學(xué)生關(guān)注學(xué)科的核心概念和原理,注重能夠引發(fā)學(xué)生對(duì)真實(shí)而重要的主題進(jìn)行深刻思考的挑戰(zhàn)性問(wèn)題,督促學(xué)生使用基本的工具和技能進(jìn)行學(xué)習(xí)、自我管理與項(xiàng)目管理,形成產(chǎn)品并強(qiáng)調(diào)解決問(wèn)題、解釋難題及演示通過(guò)調(diào)查、研究和推理所獲得的信息.

而本次學(xué)科活動(dòng)采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí),是可以讓學(xué)生通過(guò)物理學(xué)科物質(zhì)的形態(tài)和變化以及物質(zhì)的屬性等學(xué)科知識(shí)作為中心內(nèi)容,讓學(xué)生以研究鐘的鑄造過(guò)程為驅(qū)動(dòng),采用小組合作的方式,讓學(xué)生通過(guò)典籍翻閱、網(wǎng)絡(luò)查詢、現(xiàn)場(chǎng)參觀、體驗(yàn)感受等方式進(jìn)行充分的探究,讓學(xué)生通過(guò)對(duì)大鐘寺及鑄鐘知識(shí)的梳理獲得相關(guān)的知識(shí)與技能,讓學(xué)生通過(guò)制作作品的方式,進(jìn)一步提升對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能夠更好地激發(fā)學(xué)生的潛能,使學(xué)生各盡其職,在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下來(lái)完成這項(xiàng)工作.有助于發(fā)揮不同學(xué)生的優(yōu)勢(shì),形成互補(bǔ).

4 學(xué)科活動(dòng)的開(kāi)展與實(shí)施

4.1 項(xiàng)目問(wèn)題的確定

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的框架問(wèn)題可以框定學(xué)習(xí)的范圍并引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)和探究.框架問(wèn)題可以分為內(nèi)容問(wèn)題、驅(qū)動(dòng)問(wèn)題、核心問(wèn)題.結(jié)合單元知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)與培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì),問(wèn)題框架如下:

(1)核心問(wèn)題

如何能將物理知識(shí)與生活實(shí)際緊密結(jié)合起來(lái)?

(2)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題

1)失蠟法鑄造過(guò)程涉及到哪些物態(tài)變化的過(guò)程?

2)泥范法鑄造過(guò)程涉及到哪些物態(tài)變化的過(guò)程?

3)請(qǐng)根據(jù)“六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊”,利用已知數(shù)據(jù),推測(cè)出大鐘的密度和體積.

4)請(qǐng)查閱資料,并通過(guò)計(jì)算說(shuō)出“凡油蠟一斤虛位,填銅十斤”的科學(xué)依據(jù)是什么?

(3)內(nèi)容問(wèn)題

1)物質(zhì)的形態(tài)都有哪些?

2)物態(tài)變化中吸放熱情況是什么樣的?

3)了解常見(jiàn)金屬的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn).

4)了解常見(jiàn)物質(zhì)的密度值.

5)知道物質(zhì)的密度計(jì)算及公式.

4.2 項(xiàng)目實(shí)施

(1)分組

教師先確定班級(jí)組織能力較強(qiáng)的學(xué)生為小組組長(zhǎng),然后通過(guò)學(xué)生自行選擇和教師調(diào)控的方式來(lái)完成小組人員配置,盡量讓各小組成員的興趣、能力、性別等差異均衡.在給學(xué)生分組后,通過(guò)小規(guī)模團(tuán)建活動(dòng)來(lái)促進(jìn)組內(nèi)成員的交流和合作.

教師再推動(dòng)各小組進(jìn)行人員分工,其原則是“人人有事做,事事有人做”,要讓不同能力的學(xué)生都能發(fā)揮所長(zhǎng),在組內(nèi)找到存在感,可以在小組內(nèi)設(shè)置記錄員、電腦制作員、實(shí)物制作員、展示匯報(bào)員等崗位.

(2)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)開(kāi)展

項(xiàng)目活動(dòng)一:查找古代鑄造技術(shù)

這一活動(dòng)是讓各小組通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找古代鑄造技術(shù)的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容.以小組組織查找為主,教師負(fù)責(zé)督促指導(dǎo).由學(xué)生選擇比較,教師確定以《天工開(kāi)物》為文本進(jìn)行研究,讓一名小組成員古文翻譯解讀,不清楚的地方請(qǐng)教語(yǔ)文老師,其他成員認(rèn)真體會(huì)文獻(xiàn)科學(xué)內(nèi)涵.

本活動(dòng)讓學(xué)生選擇從最容易的方式——查找文獻(xiàn)法來(lái)建立起小組合作,并且在活動(dòng)中讓學(xué)生進(jìn)行材料篩選等問(wèn)題,進(jìn)一步鍛煉小組的解決問(wèn)題能力,同時(shí)在古文的翻譯中讓一些“偏文”的學(xué)生得到了施展空間,有助于讓全組成員動(dòng)起來(lái),發(fā)揮組內(nèi)團(tuán)結(jié)協(xié)作優(yōu)勢(shì),讓全體學(xué)生都產(chǎn)生興趣感.重要的是通過(guò)典籍閱讀讓學(xué)生感受到中華傳統(tǒng)文化之美,形成民族自豪感.

項(xiàng)目活動(dòng)二:大鐘寺云實(shí)踐

這一課時(shí)先根據(jù)研究?jī)?nèi)容分成泥范法鑄鐘、失蠟法鑄鐘、鐘的密度、鐘鈴的奧秘等若干任務(wù),由小組選取任務(wù),通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng),小組查找相關(guān)知識(shí),組內(nèi)加工整理,最后小組匯報(bào).教師一方面對(duì)小組存在的疑問(wèn)進(jìn)行答疑解惑,另一方面拓展豐富學(xué)生的知識(shí)內(nèi)容,還要對(duì)小組分工合作情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和指導(dǎo),以便于小組任務(wù)推進(jìn)開(kāi)展.

通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)形式讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立學(xué)習(xí)、增加個(gè)體解決問(wèn)題的能力,同時(shí)也注重組內(nèi)的分享和同伴間的交流,這一課時(shí)讓學(xué)生查找大鐘寺,具有指向明確,能夠抓住重點(diǎn),在實(shí)地參觀時(shí)避免走馬觀花,同時(shí)補(bǔ)充實(shí)際參觀鐘的觀察不足,解決了指向?qū)崟r(shí)性知識(shí)和基礎(chǔ)性的技能問(wèn)題.對(duì)學(xué)生的信息提取能力是很大的鍛煉.

項(xiàng)目活動(dòng)三:走進(jìn)大鐘寺

這一活動(dòng)是組織學(xué)生參觀大鐘寺,視具體情況可以采取班級(jí)集體組織和學(xué)生小組參觀的方式.讓學(xué)生在大鐘寺內(nèi)進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí).教師和學(xué)生要利用好社會(huì)實(shí)踐契機(jī),組織學(xué)生參觀曾侯乙編鐘、永樂(lè)大鐘、鐘林、鑄鐘模型制作等相關(guān)展品和展區(qū),讓小組學(xué)生注意觀察現(xiàn)象,討論蘊(yùn)含的原理,研究依據(jù)相關(guān)原理如何后續(xù)的仿作和制作.

本活動(dòng)讓學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象、觸摸實(shí)物、聆聽(tīng)鐘聲,進(jìn)行思考交流,運(yùn)用科學(xué)方法開(kāi)展研究.通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng),運(yùn)用所查、所學(xué)、所聞知識(shí)理解與解決關(guān)于大鐘的問(wèn)題,并做出基于證據(jù)的解釋,形成初步的研究成果.

項(xiàng)目活動(dòng)四：創(chuàng)意鐘模型

這一活動(dòng)是要讓小組根據(jù)任務(wù)單完成實(shí)物制作和電腦制作.實(shí)物制作的要求是依據(jù)大鐘寺中某一展品,小組進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,能夠通過(guò)實(shí)物作品,復(fù)現(xiàn)展品制造過(guò)程或蘊(yùn)含的知識(shí);電腦制作是小組將整個(gè)活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行匯報(bào)總結(jié),對(duì)實(shí)物作品進(jìn)行文字或動(dòng)畫說(shuō)明.

本活動(dòng)讓學(xué)生運(yùn)用一定的操作技能解決問(wèn)題,將想法或創(chuàng)意付諸實(shí)踐,通過(guò)設(shè)計(jì)、制作或裝配等,制作和改進(jìn)較為復(fù)雜的鐘制品或用品,發(fā)展實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)和審美意識(shí),提高創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)能力.通過(guò)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)實(shí)踐,提高利用信息技術(shù)進(jìn)行作品的設(shè)計(jì)與制作能力.通過(guò)小組協(xié)作,發(fā)揮小組整體力量,提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力.

項(xiàng)目活動(dòng)五:分享成果

小組進(jìn)行匯報(bào)分享總結(jié),展示制作的電腦作品和手工作品.由小組對(duì)作品進(jìn)行演示和說(shuō)明,并對(duì)項(xiàng)目過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和分享收獲.

在活動(dòng)總結(jié)階段,學(xué)生選擇合適的結(jié)果呈現(xiàn)方式,對(duì)活動(dòng)過(guò)程和活動(dòng)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)梳理和總結(jié),促進(jìn)學(xué)生自我反思與表達(dá)、同伴交流與對(duì)話.學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)撰寫活動(dòng)報(bào)告等方式,反思成敗得失,提升個(gè)體經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)知識(shí)建構(gòu),并根據(jù)同伴及教師提出的反饋意見(jiàn)和建議查漏補(bǔ)缺,明確進(jìn)一步的探究方向,深化主題探究和體驗(yàn).

4.3 項(xiàng)目評(píng)價(jià)與反饋

新課標(biāo)指出,“物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)全面落實(shí)新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革要求,以學(xué)生發(fā)展為本,強(qiáng)化素養(yǎng)導(dǎo)向,著力推進(jìn)評(píng)價(jià)觀念、評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)方法的改革,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的改進(jìn).”[1]因此,教師在實(shí)施中應(yīng)強(qiáng)化評(píng)價(jià)與課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)的一致性,促進(jìn)“教-學(xué)-評(píng)”有機(jī)銜接,提升評(píng)價(jià)質(zhì)量,充分發(fā)揮評(píng)價(jià)的育人功能.

基于以上分析,這一環(huán)節(jié)將過(guò)程評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合,科學(xué)設(shè)置評(píng)價(jià)量規(guī),強(qiáng)調(diào)包括學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)在內(nèi)的多元化評(píng)價(jià).其中,學(xué)生自評(píng)可以找到自身不足并改正,在下一個(gè)項(xiàng)目中引發(fā)積極思考;小組互評(píng)進(jìn)行不記名評(píng)價(jià),可充分培養(yǎng)學(xué)生的合作交流意識(shí)與能力;教師評(píng)價(jià)重點(diǎn)在于項(xiàng)目完成過(guò)程,不在項(xiàng)目完成結(jié)果.

從評(píng)價(jià)上來(lái)看,該多元化評(píng)價(jià)既可以幫助學(xué)生自我反思、相互提出意見(jiàn)建議,也能讓教師發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中存在的問(wèn)題,從而進(jìn)行改進(jìn).

總之,在新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)指引下,物理學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)可以與多學(xué)科進(jìn)行融合,而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也是鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)來(lái)融合多學(xué)科知識(shí).學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中來(lái)體驗(yàn)、收獲,提升自己的能力.在了解中國(guó)豐厚的傳統(tǒng)文化中,潛移默化地建構(gòu)物理知識(shí),增強(qiáng)民族自豪感和文化自信.學(xué)科融合對(duì)于學(xué)生各方面能力的提升、對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用,將有著巨大的推動(dòng).