初中物理制作類作業(yè)的設(shè)計(jì)策略

鮑建中　秦曉文

摘 要：制作類作業(yè)是指學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)或任務(wù)要求，利用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆筒牧?，按照一定的技術(shù)規(guī)范，做出手工制品、模型、設(shè)計(jì)原型、工具以及儀器等具有一定功能的產(chǎn)品的活動(dòng)過(guò)程，屬于實(shí)踐類作業(yè)的一種.本文主要探討制作類作業(yè)的目的和設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合案例提出制作類作業(yè)的設(shè)計(jì)策略以及制作類作業(yè)的評(píng)價(jià)策略.

關(guān)鍵詞：初中物理;設(shè)計(jì)制作;實(shí)踐作業(yè);設(shè)計(jì)策略

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）06-0019-04

作者簡(jiǎn)介：鮑建中（1969-），男，山東人，本科，北京市特級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理教育教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與應(yīng)用;

秦曉文（1968-），男，山東人，碩士，北京市特級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理教育教學(xué)、科學(xué)探究、教學(xué)評(píng)價(jià).

1 制作類作業(yè)的目的和設(shè)計(jì)原則

制作類作業(yè)是指學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)或任務(wù)要求，利用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆筒牧?，按照一定的技術(shù)規(guī)范，做出手工制品、模型、設(shè)計(jì)原型、工具、儀器等具有一定功能的產(chǎn)品的活動(dòng)過(guò)程，屬于實(shí)踐類作業(yè)的一種.如制作潛望鏡、制作火災(zāi)報(bào)警器、制作節(jié)能小屋等實(shí)踐類作業(yè)都屬于制作類作業(yè).教師布置制作類作業(yè)的主要目的在于豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.制作類作業(yè)重視外顯的、動(dòng)手的、感性的活動(dòng)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)生成外顯的、成形的、物質(zhì)性的人造物品.強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生參與情境性的實(shí)踐活動(dòng)任務(wù)，關(guān)注學(xué)生的主觀知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)中蘊(yùn)涵的實(shí)踐情境知識(shí)之間的交互作用，以此發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐知識(shí)和實(shí)踐智慧.

教材中同樣設(shè)計(jì)“用彈簧或橡皮筋制作簡(jiǎn)易測(cè)力計(jì)”“利用磁鐵和縫衣針制作指南針”“用飲料軟管制作噴霧器”等制作類作業(yè).但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中教師卻往往很難落實(shí)制作類作業(yè)，究其原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）教師、家長(zhǎng)、學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)制作類作業(yè)重視不夠，受到應(yīng)試思想的影響，認(rèn)為這類作業(yè)耗時(shí)費(fèi)力，對(duì)提升考試成績(jī)的作用不大.

（2）制作材料在家中甚至學(xué)校不易找到，如若臨時(shí)購(gòu)買又會(huì)錯(cuò)過(guò)作業(yè)時(shí)間.

（3）教師指導(dǎo)不夠到位，只根據(jù)教材上的相關(guān)信息學(xué)生很難自主完成制作.

（4）制作完成后，評(píng)價(jià)很難及時(shí)跟進(jìn)，學(xué)生的獲得感和成就感很難得到滿足，往往會(huì)挫傷學(xué)生制作的積極性.

針對(duì)以上問(wèn)題，教師在設(shè)計(jì)、布置制作類作業(yè)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）統(tǒng)一認(rèn)識(shí).利用家長(zhǎng)會(huì)等場(chǎng)合宣講實(shí)踐類作業(yè)在保護(hù)學(xué)生好奇心、想象力、求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力等方面發(fā)揮的重要作用，統(tǒng)一教師、家長(zhǎng)和學(xué)生的認(rèn)識(shí).

（2）精選創(chuàng)新.教師對(duì)制作活動(dòng)的選題應(yīng)緊扣教學(xué)內(nèi)容，不僅要符合《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》要求，能夠體現(xiàn)出所學(xué)物理知識(shí)在實(shí)踐活動(dòng)中的具體應(yīng)用.而且活動(dòng)的立意要新，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生制作創(chuàng)新的欲望.

（3）材料易得.制作活動(dòng)所需要的器材應(yīng)該取材方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合學(xué)生在一定時(shí)間內(nèi)完成，容易達(dá)到預(yù)期效果.

（4）指導(dǎo)評(píng)價(jià).教師應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化在學(xué)生完成作業(yè)時(shí)的指導(dǎo)作用，確保學(xué)生能夠安全使用工具，明確制作思路.此外，教師同樣應(yīng)當(dāng)采用形式多樣的評(píng)價(jià)方式，激勵(lì)學(xué)生積極參與、改進(jìn)創(chuàng)新.

2 制作類作業(yè)的設(shè)計(jì)策略及案例

2.1 利用日常生活中常用的器材和場(chǎng)景設(shè)計(jì)制作類作業(yè)

學(xué)生的日常生活是學(xué)生獲取直接經(jīng)驗(yàn)最重要的途徑，將制作類作業(yè)融入學(xué)生的日常生活既簡(jiǎn)便易行，又可以為學(xué)生建構(gòu)概念、提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律補(bǔ)充更豐富的直接經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行深入思考.

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)“溫度”之前，為了讓學(xué)生初步了解液體溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理，為學(xué)習(xí)“溫度”做好準(zhǔn)備，教師可以布置讓學(xué)生利用日常生活中常用的器材設(shè)計(jì)“自制簡(jiǎn)易溫度計(jì)”的制作類作業(yè).

作業(yè)名稱：自制簡(jiǎn)易溫度計(jì).

2.1.1 作業(yè)目的

（1）初步了解液體溫度計(jì)的基本結(jié)構(gòu).

（2）通過(guò)實(shí)際制作過(guò)程，體會(huì)液體溫度計(jì)的工作原理.

（3）提出與溫度測(cè)量有關(guān)的問(wèn)題，引發(fā)深入思考.

2.1.2 作業(yè)內(nèi)容

（1）準(zhǔn)備材料：小玻璃瓶（如口服液瓶）、橡皮瓶蓋（或橡皮泥）、透明吸管、紙杯、墨水、熱水、冷水等.

（2）制作步驟

①在紙杯中注入適量冷水，再滴入幾滴墨水，配制有色水.

②在小玻璃瓶中注滿有色水，將吸管插入橡皮瓶蓋的中央，再將瓶蓋蓋在玻璃瓶口處壓緊（或用橡皮泥包住吸管封住瓶口，如圖1所示）.

③配制一杯溫水（倒熱水時(shí)要注意安全），將做好的簡(jiǎn)易溫度計(jì)的玻璃瓶放到熱水中，觀察吸管中的液柱有什么變化？從溫水中取出簡(jiǎn)易溫度計(jì)后又有什么變化？

2.1.3 思考

（1）吸管中的液柱變化與溫度有什么關(guān)系？

（2）如果用液柱的長(zhǎng)度顯示溫度的高低，你認(rèn)為還可以對(duì)裝置進(jìn)行哪些改進(jìn)？

學(xué)生在制作過(guò)程中能夠獲得最直接的與溫度計(jì)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生將作品帶到學(xué)校以后，學(xué)生之間就會(huì)自發(fā)比較自己的作品，判斷各自溫度計(jì)的優(yōu)劣，引起學(xué)生之間的自發(fā)討論，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生許多疑問(wèn)，如，怎樣才能準(zhǔn)確讀出溫度的高低？吸管粗一些好還是細(xì)一些好？玻璃瓶的大小是否會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果？教師在課堂教學(xué)中就可以借助這些學(xué)生生成的問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)，讓學(xué)生理解溫標(biāo)制定的意義和方法，提升學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)，并通過(guò)分析比較，幫助學(xué)生了解玻璃管粗細(xì)、玻璃泡大小對(duì)溫度計(jì)準(zhǔn)確度的影響.由于教師的課堂教學(xué)在學(xué)生實(shí)踐制作基礎(chǔ)上展開(kāi)，教師解決的問(wèn)題都是學(xué)生遇到的真實(shí)問(wèn)題，無(wú)論學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度還是對(duì)知識(shí)的理解程度都會(huì)得到顯著提高.

結(jié)合初中物理的相關(guān)內(nèi)容，利用日常生活中常用的器材，教師還可以設(shè)計(jì)許多制作類作業(yè)，如，學(xué)生在學(xué)習(xí)聲音前，可設(shè)計(jì)“制作不同的發(fā)聲裝置”，為研究物體的發(fā)聲方法做鋪墊;學(xué)生在學(xué)習(xí)壓強(qiáng)之前，可以設(shè)計(jì)“制作簡(jiǎn)易切蛋器”，為探究影響壓力作用效果的因素做鋪墊;學(xué)生在學(xué)習(xí)杠桿前，可以設(shè)計(jì)“制作有趣的蹺蹺板”，為探究杠桿平衡條件做鋪墊.

2.2 通過(guò)仿制測(cè)量?jī)x器和模型設(shè)計(jì)制作類作業(yè)

教學(xué)中常用的托盤天平、彈簧測(cè)力計(jì)、溫度計(jì)等測(cè)量?jī)x器，常用的滑輪組、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等模型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但其中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想和方法，教師如何結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)制作類作業(yè)，讓學(xué)生仿制這些儀器和模型，不僅能夠幫助學(xué)生深化對(duì)物理知識(shí)的理解和應(yīng)用，還可以作為學(xué)生自主探究活動(dòng)的器材，為學(xué)生自主探究提供方便.

例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)密度計(jì)時(shí)，教師會(huì)向?qū)W生展示生活和生產(chǎn)中用到的密度計(jì)，介紹其結(jié)構(gòu)后，再將其放入不同液體中讓學(xué)生練習(xí)讀數(shù)，最后簡(jiǎn)單說(shuō)明密度計(jì)的工作原理完成教學(xué)活動(dòng).但此時(shí)學(xué)生腦海中的許多疑問(wèn)并沒(méi)有解決，如密度計(jì)上刻度越往上數(shù)值越大還是越??？密度計(jì)下方做得那么小會(huì)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果？密度計(jì)中的配重對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？如果這些問(wèn)題不及時(shí)解決，會(huì)影響學(xué)生思考問(wèn)題的積極性.因此，教師可以設(shè)計(jì)制作密度計(jì)的作業(yè)，通過(guò)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐，探索發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，解答自己的疑問(wèn).

作業(yè)名稱：設(shè)計(jì)制作密度計(jì).

2.2.1 作業(yè)目的

（1）制作一支簡(jiǎn)易密度計(jì)，比較液體密度.

（2）通過(guò)制作簡(jiǎn)易密度計(jì)，理解密度計(jì)測(cè)量液體密度的原理.

（3）通過(guò)制作簡(jiǎn)易密度計(jì)，引發(fā)思考、探索和解決問(wèn)題的欲望.

2.2.2 作業(yè)內(nèi)容

（1）準(zhǔn)備材料：一支粗細(xì)均勻的木棍（或長(zhǎng)吸管）、細(xì)金屬絲（或橡皮泥）、食鹽、高水筒（或大塑料瓶）、刻度尺等.

（2）制作步驟

①在木棍一端纏繞一些細(xì)金屬絲（或在木棍、吸管的一端沾上一些橡皮泥）（如圖2甲所示）.

②取一筒清水將簡(jiǎn)易密度計(jì)放入清水中，記錄液面在密度計(jì)上的位置，測(cè)出密度計(jì)浸入水中的深度.

③向水中加入不同量食鹽并攪勻，重復(fù)步驟②的操作.

2.2.3 思考

（1）忽略金屬絲或橡皮泥的體積，你發(fā)現(xiàn)木棍在哪種液體中浸入液體的部分更長(zhǎng)？密度計(jì)浸入液體的深度與液體密度有什么關(guān)系？

（2）選用完全相同的木棍，并在木棍底端纏繞不同質(zhì)量的金屬絲（或橡皮泥）再做一支簡(jiǎn)易密度計(jì).仿照上次實(shí)驗(yàn)并測(cè)量木棍浸入液體的深度，根據(jù)兩次收集到的密度計(jì)浸入深度和液體密度的數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖2乙所示的圖像，其中①②所示分別是根據(jù)第一次和第二次實(shí)驗(yàn)畫(huà)出的圖線.請(qǐng)你分析密度計(jì)自重對(duì)密度計(jì)上的刻度會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？

又如，教師可以仿照水透鏡的原理，讓學(xué)生利用飲料瓶和氣球制作水透鏡，研究凸透鏡焦距與其曲度的關(guān)系;仿照動(dòng)圈式揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)制作飲料瓶揚(yáng)聲器等.

2.3 通過(guò)遷移創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作類作業(yè)

通過(guò)方法遷移進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基本策略，教師在設(shè)計(jì)制作類作業(yè)時(shí)應(yīng)考慮學(xué)生的基礎(chǔ)，提供相應(yīng)的參考資料、設(shè)計(jì)制作的思路，經(jīng)過(guò)學(xué)生的實(shí)踐和努力，大多數(shù)學(xué)生能夠完成并達(dá)到基本要求，教師還應(yīng)為學(xué)生留出進(jìn)一步創(chuàng)新設(shè)計(jì)的余地，給學(xué)生繼續(xù)前行的動(dòng)力.例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)大氣壓的應(yīng)用之后，為了進(jìn)一步幫助學(xué)生理解活塞式抽水機(jī)的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師可以設(shè)計(jì)如下制作類作業(yè).

作業(yè)名稱：制作簡(jiǎn)易抽水機(jī).

2.3.1 作業(yè)目的

（1）設(shè)計(jì)制作一個(gè)簡(jiǎn)易抽水機(jī)，觀察體驗(yàn)利用它提水的過(guò)程.

（2）分析簡(jiǎn)易抽水機(jī)的工作原理，并與活塞式抽水機(jī)比較發(fā)現(xiàn)它們的異同.

（3）創(chuàng)新簡(jiǎn)易抽水機(jī)的制作方案，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力.

2.3.2 作業(yè)內(nèi)容

（1）準(zhǔn)備材料：小漏斗（或取塑料瓶的上半段）、氣球、玻璃珠、吸管、細(xì)線、剪刀、水杯、水等.

（2）制作步驟

①用剪刀剪去氣球的底部，將吸管從氣球口插入，并用細(xì)線扎緊氣球口.

②將玻璃珠放入漏斗中，張開(kāi)氣球底部套在漏斗的大口上.

③將漏斗的下端插入水中，手指堵住吸管口向上提氣球，然后松開(kāi)手向下壓氣球，反復(fù)幾次（如圖3所示），你觀察到什么現(xiàn)象？

2.3.3 思考

（1）請(qǐng)根據(jù)簡(jiǎn)易抽水機(jī)提水過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象，說(shuō)明抽水機(jī)提水原理，以及玻璃珠和手指起到的作用.

（2）你是否還有其它提水的方案？嘗試做一做，說(shuō)明它的工作過(guò)程和原理.

在初中物理教學(xué)中還有許多適合遷移創(chuàng)新的制作類作業(yè)，如學(xué)生學(xué)習(xí)連通器后，教師可設(shè)計(jì)制作連通器、液體密度計(jì)等制作類作業(yè);學(xué)生在學(xué)習(xí)滑動(dòng)變阻器后，教師可設(shè)計(jì)制作風(fēng)力計(jì)、油位計(jì)等制作類作業(yè);學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁鐵后，教師可設(shè)計(jì)制作電鈴、限流開(kāi)關(guān)等制作類作業(yè).

3 制作類作業(yè)的評(píng)價(jià)策略

要讓學(xué)生對(duì)制作類作業(yè)感興趣，并對(duì)制作類作業(yè)保持長(zhǎng)久的制作熱情，教師須針對(duì)學(xué)生的作品給予積極評(píng)價(jià)，引導(dǎo)他們由制作的操作興趣逐漸發(fā)展為制作的創(chuàng)新志趣，掌握科技創(chuàng)新的方法和技能.因此，教師在教學(xué)中可以采取以下評(píng)價(jià)策略.

3.1 以激勵(lì)、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展為目的，全面客觀采用多樣化的評(píng)價(jià)方法

教師在評(píng)價(jià)學(xué)生作品時(shí)，首先要關(guān)注作品的實(shí)驗(yàn)效果，通過(guò)不同作品的對(duì)比，分析效果優(yōu)劣的原因;其次，教師要注意作品的制作工藝，對(duì)學(xué)生的制作技巧給予點(diǎn)評(píng)指導(dǎo);然后，根據(jù)制作者的展示介紹，對(duì)其思路、創(chuàng)意以及提出的問(wèn)題給予評(píng)價(jià).從而使學(xué)生在評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)自己制作的優(yōu)點(diǎn)和不足，樹(shù)立更好完成制作類作業(yè)的信心，掌握進(jìn)一步改進(jìn)的思路和方法.

3.2 教師點(diǎn)評(píng)、學(xué)生自評(píng)互評(píng)相結(jié)合，凸顯學(xué)生的主體作用

在制作中大多數(shù)學(xué)生都會(huì)有很多的感觸和問(wèn)題，教師應(yīng)注意指導(dǎo)學(xué)生從以上方面自評(píng)和互評(píng)，給學(xué)生更多的展示機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維以及提升學(xué)生表達(dá)、交流等多方面能力，養(yǎng)成與人合作、善于聽(tīng)取他人建議的良好態(tài)度和習(xí)慣.

3.3 加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新作品的交流展示，激勵(lì)學(xué)生的積極性

教師可以選取優(yōu)秀作品，適時(shí)在班級(jí)和學(xué)校展出.

優(yōu)秀作品還可推薦參加科技創(chuàng)新大賽等科技賽事.教師利用學(xué)生的制作還可以組織學(xué)生進(jìn)行魔術(shù)實(shí)驗(yàn)表演、編排科技情景劇等活動(dòng).教師通過(guò)這些活動(dòng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，學(xué)生在對(duì)作品的講解、表演和展示中進(jìn)一步升華制作作品的教育價(jià)值和作用.

制作類作業(yè)在教學(xué)中對(duì)學(xué)生具有更加全面的教育功能，有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的全面提升，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適時(shí)選擇制作主題，設(shè)計(jì)學(xué)生喜愛(ài)的制作類作業(yè)，力圖讓制作類作業(yè)服務(wù)于教學(xué)、豐富物理教育形式，保護(hù)好學(xué)生好奇心和求知欲，彌補(bǔ)紙筆類作業(yè)的不足.

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（收稿日期：2020-12-30）