基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)

摘" 要：為了有效整合項(xiàng)目活動(dòng)和學(xué)科概念原理，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，本文基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，采取了一系列教學(xué)設(shè)計(jì)策略，包括創(chuàng)設(shè)情境，項(xiàng)目引入，激活進(jìn)階學(xué)習(xí)；項(xiàng)目設(shè)計(jì)，統(tǒng)一進(jìn)階起點(diǎn)；項(xiàng)目實(shí)施，筑牢進(jìn)階基石；項(xiàng)目展示與延伸，助推螺旋進(jìn)階；情境回顧，評(píng)價(jià)進(jìn)階目標(biāo)。通過這一系列策略，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵生長(zhǎng)點(diǎn)，開展項(xiàng)目式的教與學(xué)，力求實(shí)現(xiàn)概念進(jìn)階、思維進(jìn)階、能力進(jìn)階。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)進(jìn)階；核心素養(yǎng)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中指出，義務(wù)教育物理課程以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，以學(xué)生發(fā)展為本，以提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，為每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供機(jī)會(huì)。［1］為充分落實(shí)物理課程的育人價(jià)值，物理課程的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)合物理學(xué)科的內(nèi)涵，同時(shí)嚴(yán)格遵循學(xué)生身心的發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生的生活實(shí)際。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)和關(guān)鍵生長(zhǎng)點(diǎn)，通過具體事實(shí)、鮮活案例、生活經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)物理概念，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合的重要性，實(shí)現(xiàn)“知行合一、學(xué)以致用”的教學(xué)理念。

在學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源基礎(chǔ)上，如何從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，圍繞學(xué)科課程目標(biāo)設(shè)計(jì)真實(shí)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)任務(wù)，并在學(xué)習(xí)過程中有效整合項(xiàng)目活動(dòng)和學(xué)科概念原理，促進(jìn)推動(dòng)深度學(xué)習(xí)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，是物理項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)面臨的重要問題。

學(xué)習(xí)進(jìn)階是“對(duì)學(xué)生在一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和探究某一主題時(shí)，依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的思維方式的描述”。［2］ 學(xué)習(xí)進(jìn)階以學(xué)生的學(xué)習(xí)為研究對(duì)象，其中“進(jìn)”遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展方向，而“階”則突出了學(xué)生學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵生長(zhǎng)點(diǎn)?；趯W(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，有利于明確教學(xué)目標(biāo)，提升項(xiàng)目開展的效率，促進(jìn)項(xiàng)目與概念學(xué)習(xí)的深度融合，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，促進(jìn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系的形成。本文以“初識(shí)家用電器和電路”為例，探索基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)。

1" 基于《課程標(biāo)準(zhǔn)》的教學(xué)內(nèi)容分析

蘇科版物理九年級(jí)上冊(cè)第十三章第1節(jié)“初識(shí)家用電器和電路”是《課程標(biāo)準(zhǔn)》課程內(nèi)容框架中一級(jí)主題“能量”下的二級(jí)主題“電磁能”中的內(nèi)容。《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)這節(jié)的內(nèi)容要求為：“從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器的作用；會(huì)看、會(huì)畫簡(jiǎn)單的電路圖?！保?］“能量轉(zhuǎn)化”既是第十二章“機(jī)械能和內(nèi)能”的延續(xù)及鞏固，又為后面第十五章“電功和電熱”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，在一級(jí)主題“能量”中起著承上啟下的作用。作為二級(jí)主題“電磁能”的一部分，本節(jié)內(nèi)容為學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)拉開序幕。認(rèn)識(shí)電路的基本組成及狀態(tài)，以及學(xué)習(xí)規(guī)范連接電路和培養(yǎng)安全用電的意識(shí)，是后續(xù)學(xué)習(xí)“電路初探”和“歐姆定律”兩部分內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。因此，本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生從能量角度認(rèn)識(shí)電路的基本元件，教學(xué)難點(diǎn)是讓學(xué)生了解電路的三種狀態(tài)，特別是關(guān)于電源短路，要讓學(xué)生了解短路帶來的危害。

2" 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的學(xué)情分析

在正式學(xué)習(xí)電學(xué)之前，學(xué)生雖然在小學(xué)科學(xué)課中以活動(dòng)的形式接觸過電路的相關(guān)概念，但接觸過不等同于理解，由于缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和知識(shí)建構(gòu)，這些概念并沒有被學(xué)生吸收內(nèi)化。因此，盡管他們對(duì)電路有所了解，實(shí)際上他們?cè)谝呀佑|過的關(guān)于電學(xué)的課程中仍存在許多未知。正是這種矛盾，激發(fā)了他們對(duì)電學(xué)和電路連接的學(xué)習(xí)熱情。有了前面第十二章“機(jī)械能和內(nèi)能”的鋪墊，學(xué)生對(duì)從能量角度理解用電器的功能較為熟悉，他們感到陌生的是如何將用電器組成一個(gè)基本電路及可能出現(xiàn)的電路故障現(xiàn)象，更為陌生的是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作規(guī)范。這些知識(shí)和技能的培養(yǎng)與建立，是教師在教學(xué)中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

3" 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目學(xué)習(xí)主題選擇

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，結(jié)合教材內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情，本文嘗試將教材中的“觀察手電筒”活動(dòng)上升為一個(gè)微項(xiàng)目實(shí)踐研究——“制作一個(gè)手電筒”。該項(xiàng)目圍繞一個(gè)真實(shí)任務(wù)，確定了進(jìn)階起點(diǎn)和進(jìn)階目標(biāo)，并突出了進(jìn)階關(guān)鍵點(diǎn)。通過整合及調(diào)整教材內(nèi)容，筆者還優(yōu)化了進(jìn)階學(xué)習(xí)的路徑。在項(xiàng)目活動(dòng)中，通過有效整合概念的理解與關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維從無序到有序的進(jìn)階，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4" 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo)敘寫

第一，借助生活經(jīng)驗(yàn)完成手電筒制作，在真實(shí)體驗(yàn)中了解電路的基本組成及其作用。

第二，嘗試以物理學(xué)視角對(duì)手電筒的工作原理進(jìn)行討論分析，從能量角度理解電路元件的作用。

第三，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的比較歸類，了解電路的三種狀態(tài)：通路、斷路、短路，初步認(rèn)識(shí)電源短路的危害，培養(yǎng)安全操作的意識(shí)。

第四，通過幾次電路連接活動(dòng)的層層推進(jìn)，能規(guī)范地連接基本電路。

5" 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)路徑如表1所示。

6 "基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐

6.1" 創(chuàng)設(shè)情境，項(xiàng)目引入，激活進(jìn)階學(xué)習(xí)

活動(dòng)：出示一個(gè)“神奇燈泡”，通過全班手拉手“團(tuán)結(jié)的力量”點(diǎn)亮小燈。

師：點(diǎn)亮的這盞燈可以用于照明，你想不想親手制作一個(gè)照明工具——手電筒呢？

設(shè)計(jì)意圖：興趣存在于學(xué)生的本能和經(jīng)驗(yàn)中，是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，它能將學(xué)生個(gè)體與學(xué)習(xí)內(nèi)容及可能的發(fā)展結(jié)果緊密相連。教師可以通過熟悉的燈泡產(chǎn)生的“神奇”現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生對(duì)電學(xué)、科學(xué)的好奇和向往，聚焦思維，引出項(xiàng)目主題。

6.2" 項(xiàng)目設(shè)計(jì)，統(tǒng)一進(jìn)階起點(diǎn)

活動(dòng)：如何使一個(gè)小燈泡亮起來？

師：你需要用到什么器材？

生：小燈泡、電池、導(dǎo)線。

師：請(qǐng)你用一節(jié)干電池、一根導(dǎo)線使一個(gè)小燈泡亮起來，并用筆畫線代替導(dǎo)線，把設(shè)想的連接方式畫下來，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

讓學(xué)生觀察并思考：

（1）請(qǐng)仔細(xì)觀察能讓燈亮起來的幾種連接方式（見圖1甲、圖1乙），它們有什么共同點(diǎn)？

甲

乙

丙

丁

（2）采用如圖1丙所示的連接方式，燈沒亮，那么此時(shí)小燈泡真的與電池連接在一起了嗎？

（3）采用如圖1丁所示的連接方式，除了燈沒亮，在實(shí)驗(yàn)中還觀察到什么現(xiàn)象？

（4）亮燈和滅燈方便嗎？連接方便嗎？

（5）怎樣改進(jìn)連接電路并實(shí)現(xiàn)手電筒的雛形？

設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生參與體驗(yàn)活動(dòng)，探明了學(xué)生對(duì)電路的經(jīng)驗(yàn)起點(diǎn)，并揭示了學(xué)生對(duì)電路的錯(cuò)誤認(rèn)知，例如將電路“連接”理解為將電源和用電器接觸。在合作交流中進(jìn)行歸納推理，學(xué)生逐漸意識(shí)到電路是一個(gè)閉合回路。在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生困惑：“電池為什么會(huì)發(fā)燙？”這樣的困惑能促使學(xué)生形成電路安全意識(shí)，為規(guī)范連接電路提供直接的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。結(jié)合手電筒的使用經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)活動(dòng)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)手電筒的制作進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

6.3" 項(xiàng)目實(shí)施，筑牢進(jìn)階基石

活動(dòng)：利用提供的器材：塑料盒、開關(guān)、燈座、燈珠、導(dǎo)線、泡沫膠、電池盒，制作一個(gè)正常工作的簡(jiǎn)易手電筒

在學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目的過程中，教師應(yīng)捕捉課堂上生成的內(nèi)容，為后面的評(píng)價(jià)交流提供基于證據(jù)的課程資源。

設(shè)計(jì)意圖：正如“麻雀雖小卻五臟俱全”，“手電筒”就好比一只麻雀，能夠激活學(xué)生對(duì)電學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。從生活現(xiàn)象走向物理原理，先做后學(xué)，通過項(xiàng)目實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，為進(jìn)階學(xué)習(xí)生成經(jīng)驗(yàn)，筑牢學(xué)生思維的基石。

6.4" 項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)，關(guān)聯(lián)電路概念

6.4.1" 認(rèn)識(shí)電路元件

觀察手電筒工作情況，圍繞以下問題進(jìn)行展示交流。

第一，一個(gè)正常工作的手電筒，由哪些元件組成？

第二，從能量的角度分析，這些元件的作用是什么？

第三，只有干電池能供電嗎？你對(duì)生活中的電源有哪些了解？

第四，閉合開關(guān)后，手電筒中的電流路徑和方向是怎樣的？

教師可圍繞學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充教學(xué)，適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生親自觀察水果電池、手搖發(fā)電裝置、太陽能戶外露營(yíng)燈等，了解用電器和各類電源的能量轉(zhuǎn)化情況。在此基礎(chǔ)上，教師還可指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納電路的基本組成及其作用。教師可以展示充電式手電筒中鋰電池充電和放電的過程，然后提問學(xué)生鋰電池在這兩種情況下在電路中扮演的元件角色，并在實(shí)際應(yīng)用情境中進(jìn)行階段性反饋評(píng)價(jià)。

6.4.2" 電路連接的注意事項(xiàng)

第一，結(jié)合制作手電筒的經(jīng)驗(yàn)，在連接電路時(shí)，有哪些注意事項(xiàng)？

第二，制作的手電筒燈不亮，是遇到了什么問題，又是如何解決的？

6.4.3" 分析電路的狀態(tài)

針對(duì)手電筒電路的工作情況，引導(dǎo)學(xué)生分析電路可能存在的狀態(tài)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：用9V電池引燃鋼絲棉。

學(xué)生體驗(yàn)：將鋁箔紙剪成中間細(xì)、兩端粗的小長(zhǎng)條導(dǎo)線，一端壓在干電池的負(fù)極下方，用手將另一端與干電池的正極接觸，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

通過分享和交流手電筒的制作經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可以總結(jié)歸納出電路連接的注意事項(xiàng)，并在故障分析中自然而然地引出通路和斷路兩種電路狀態(tài)。通過切身體驗(yàn)，學(xué)生可以了解短路帶來的危害。

設(shè)計(jì)意圖：在項(xiàng)目展示中，通過問題鏈驅(qū)動(dòng)，學(xué)生基于前面活動(dòng)所生成的直接經(jīng)驗(yàn)，以低階認(rèn)知為起點(diǎn)，進(jìn)行分析和比較，歸納并提煉知識(shí)，整合零散經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地關(guān)聯(lián)電路概念。學(xué)生將從項(xiàng)目問題逐步進(jìn)階至物理問題，從特殊問題推廣至一般問題，實(shí)現(xiàn)手電筒元件和電路元件的映射關(guān)系建構(gòu)，從能量角度認(rèn)識(shí)電路的基本組成，解決電路規(guī)范連接的問題。

6.5" 項(xiàng)目延伸，建構(gòu)電路模型

6.5.1" 項(xiàng)目延伸

讓學(xué)生試著將電池、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線連接起來，使開關(guān)能控制小燈泡的發(fā)光與熄滅。

教師在幾組實(shí)驗(yàn)器材上提前預(yù)設(shè)了以下幾種電路故障：電池的正負(fù)極相對(duì)連接擺放；燈泡與燈座間沒有擰緊；接線柱的螺母沒有擰緊；開關(guān)刀柄接觸不良；燈座的兩個(gè)接線柱在底部用導(dǎo)線直接相連。

6.5.2" 思維進(jìn)階

第一，成功完成任務(wù)的小組，分享遇到的電路故障及對(duì)應(yīng)的解決辦法，通過箭頭貼紙展示通路時(shí)電流的路徑和方向。

第二，對(duì)于遇到故障且不能分析出故障原因的小組，通過投屏展示其電路，讓全班同學(xué)共同討論，交流故障類型及電路中的電流情況。

第三，對(duì)于發(fā)生短路故障的小組，教師在適當(dāng)點(diǎn)撥后，指導(dǎo)其斷開開關(guān)再進(jìn)行觀察分析。接著詢問他們除了燈泡不亮以外，還觀察到了什么現(xiàn)象？結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，電路可能發(fā)生了什么故障？

第四，結(jié)合觀察到的短路現(xiàn)象及通路、斷路時(shí)電路中的電流情況，讓全體學(xué)生分析短路時(shí)的電流情況。

設(shè)計(jì)意圖：在電路模型的連接任務(wù)中，設(shè)置障礙來聚焦問題情境，使學(xué)生經(jīng)歷質(zhì)疑、批判、推理論證的高階思維過程，從而深化對(duì)電路模型建構(gòu)的理解。

6.6" 情境回顧，評(píng)價(jià)進(jìn)階目標(biāo)

活動(dòng)：揭秘“神奇燈泡”

師：我們的“神奇燈泡”真的神奇嗎？真的是因?yàn)槲覀儓F(tuán)結(jié)的力量點(diǎn)亮了它嗎？

生：燈泡里面肯定內(nèi)置了電源，學(xué)生相當(dāng)于電路中的開關(guān)導(dǎo)線，手拉手使電路形成了通路。

師：真的是這樣嗎？我們拆開燈泡來一探究竟！

活動(dòng)：揭秘“故障”

師：請(qǐng)同學(xué)們分析圖1丙和圖1丁的連接情況，這兩種情況中小燈泡不能發(fā)光，發(fā)生了什么電路故障？

生：圖1丙斷路；圖1丁短路。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)習(xí)即評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)即學(xué)習(xí)，通過情境回顧和學(xué)以致用的過程，能讓學(xué)生在解決問題的過程中深刻理解電路的基本組成和狀態(tài)，從而有效地形成學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，以低階認(rèn)知為起點(diǎn)，基于已有經(jīng)驗(yàn)，通過“做中學(xué)”“先做后學(xué)”等對(duì)相關(guān)概念原理進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合，促進(jìn)學(xué)科概念原理與項(xiàng)目學(xué)習(xí)的深度融合，在關(guān)鍵進(jìn)階點(diǎn)的突破中一步一臺(tái)階，最終實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階。

7" 結(jié)語

本文從“點(diǎn)亮神奇燈泡”激活項(xiàng)目學(xué)習(xí)，銜接小學(xué)科學(xué)知識(shí)——“如何使一個(gè)小燈泡亮起來”進(jìn)入項(xiàng)目設(shè)計(jì)，統(tǒng)一進(jìn)階的起點(diǎn)；基于已有經(jīng)驗(yàn)“先做后學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生制作一個(gè)手電筒，進(jìn)而延伸至電路模型的建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)核心概念的逐級(jí)進(jìn)階；最后，揭秘“神奇燈泡”，解惑課堂中生成的問題，首尾呼應(yīng)，在真實(shí)問題的解決中促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展和能力進(jìn)階。

參考文獻(xiàn)

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