基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的初中物理跨單元教學(xué)設(shè)計(jì)的探索

摘要：通過社會(huì)熱點(diǎn)新聞或事件，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的興趣和積極性，通過項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究，跨單元知識(shí)的整合既可以構(gòu)建物理知識(shí)的鏈條，更能讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)知道我們可以根據(jù)實(shí)際問題的需要，組合需要的物理原理和規(guī)律，生活中的實(shí)際問題是多種多樣的，我們解決問題的方法也是可以無窮無盡的。隨著科技的高速發(fā)展，社會(huì)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)今的教育教學(xué)的理念、方式和內(nèi)容提出了更高的要求，要求培養(yǎng)出有學(xué)習(xí)能力、探究能力和創(chuàng)新能力的順應(yīng)時(shí)代需要的新型人才，也對(duì)中學(xué)物理的教學(xué)提高，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)提出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求。良好的物理學(xué)科的核心素養(yǎng)不僅幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)效率，更能適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展要求。項(xiàng)目學(xué)習(xí)是新型的現(xiàn)代教育教學(xué)方式，借助項(xiàng)目流程的形式，讓學(xué)生在自主完成項(xiàng)目任務(wù)的過程中，自主發(fā)現(xiàn)問題、自主探究、自主完成項(xiàng)目作品。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為學(xué)習(xí)中心的高效有序的教學(xué)模式，在初中物理教學(xué)中，針對(duì)初中學(xué)生的心理特征、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力，設(shè)計(jì)能激發(fā)初中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并保持學(xué)習(xí)熱情、自主探究問題完成項(xiàng)目任務(wù)的課題，是初中物理教學(xué)中進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。通過有效的項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以讓傳統(tǒng)的講授式課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變成以物理學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的深度教學(xué)。本文以《制作視頻：汽車剎車系統(tǒng)的主要原理》為例，探索基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的跨單元整合教學(xué)內(nèi)容的初中物理教學(xué)。一、本項(xiàng)目學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.初中物理的項(xiàng)目學(xué)習(xí)的課題選擇項(xiàng)目學(xué)習(xí)應(yīng)該以初中學(xué)生為中心，針對(duì)初中學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和心理特點(diǎn)等方面，以培養(yǎng)初中學(xué)生的科學(xué)觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維以及科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任為目的，選擇適合初中學(xué)生的項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目任務(wù)的選擇，不應(yīng)拘泥于課本的框架，只要能激發(fā)初中學(xué)生學(xué)習(xí)探究的熱情，讓初中學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的過程中，能自主學(xué)習(xí)并有所獲得。初中學(xué)生年紀(jì)小，好奇心重，感性高過理性，理解能力弱，而物理概念和規(guī)律都抽象，所以學(xué)生剛剛開始學(xué)習(xí)物理，對(duì)物理有著畏難心理，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，怎么調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性呢？關(guān)鍵是項(xiàng)目任務(wù)的確定。我們可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來確定項(xiàng)目任務(wù)，也可以利用對(duì)學(xué)生有著極大吸引力的社會(huì)熱點(diǎn)新聞或事件作為切入點(diǎn)，選擇適合初中學(xué)生的項(xiàng)目任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這種由身邊的社會(huì)熱點(diǎn)引出的項(xiàng)目任務(wù)能極大地吸引學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，更能讓學(xué)生能充滿熱情的一路追尋探究，在此過程中，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)的目的。本項(xiàng)目選擇本市前一段時(shí)間發(fā)生的一個(gè)熱點(diǎn)事件：“蕪湖市一輛公交車由于剎車失靈，造成5車連環(huán)追尾”在課時(shí)1中，這樣設(shè)計(jì)教學(xué)過程：1）讓學(xué)生觀看相關(guān)視頻，2）設(shè)計(jì)問題1：為什么剎車失靈的公交車能造成那么大的破壞？設(shè)計(jì)問題2：為什么剎車系統(tǒng)可以讓司機(jī)輕輕踩剎車的力阻止正在運(yùn)行中的汽車？設(shè)計(jì)問題3：剎車系統(tǒng)是怎樣將司機(jī)輕輕踩剎車的了放大的呢？設(shè)計(jì)一系列的問題串，引起學(xué)生交流與討論，于是逐步由學(xué)生自主經(jīng)過討論確定探究的思路：了解汽車剎車系統(tǒng)的主要原理，“怎樣將我們踩下剎車的力放大讓一輛行駛的汽車停下來？”，接著，布置項(xiàng)目任務(wù)《了解和制作視頻：汽車剎車系統(tǒng)的主要原理》。2.項(xiàng)目學(xué)習(xí)的探究思路物理學(xué)科對(duì)學(xué)生的邏輯思維有較高要求，以《制作視頻：汽車剎車系統(tǒng)的主要原理》為項(xiàng)目任務(wù)，教師可以設(shè)計(jì)一系列的邏輯緊密、環(huán)環(huán)相扣的驅(qū)動(dòng)性問題鏈，讓學(xué)生循著思考：1）什么東西可以將力放大？2）汽車剎車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是什么？3）我們通過什么方式可以了解汽車剎車系統(tǒng)的工作原理？3.教學(xué)時(shí)空的突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段以及學(xué)習(xí)任務(wù)的完成都受到時(shí)間和空間的限制，而物理是理論聯(lián)系實(shí)際的一門科學(xué)，只有讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)探究才能學(xué)習(xí)獲得有血有肉的真實(shí)的物理概念和規(guī)律，才能讓學(xué)生體會(huì)物理來源于生活生產(chǎn)、應(yīng)用于生活生產(chǎn)。本項(xiàng)目學(xué)習(xí)通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，將學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，由課內(nèi)向課外延伸，將線上收集資料制作視頻和線下實(shí)地拍攝視頻以及課堂上的理論探究相融合。課時(shí)1的課前任務(wù)1：第一組學(xué)生的活動(dòng)：有條件的學(xué)生到汽車生產(chǎn)廠家或者汽車修理廠，現(xiàn)場觀察并感受汽車剎車系統(tǒng)，實(shí)地拍攝汽車剎車系統(tǒng)的視頻。在后面的課堂上播放這些視頻，能讓其他同學(xué)有著很強(qiáng)的現(xiàn)場感和代入感，使得每一位同學(xué)仿佛身臨其境，使學(xué)生由對(duì)新聞事件的興趣轉(zhuǎn)移到探索物理規(guī)律的學(xué)習(xí)興趣。課時(shí)1的課前任務(wù)2：第二組學(xué)生的活動(dòng)：信息技術(shù)好的學(xué)生上網(wǎng)收集有關(guān)汽車剎車系統(tǒng)工作原理及動(dòng)畫。這一任務(wù)的目的是，讓學(xué)生了解為什么汽車的剎車系統(tǒng)能產(chǎn)生那么大的阻力，讓行駛的汽車停下來？初步了解，汽車的剎車系統(tǒng)主要包含兩大原理：液壓系統(tǒng)和杠桿原理，從而明確這就是為本單元的項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)容：了解這兩大原理。4.社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)交通安全是一種社會(huì)責(zé)任，通過公益視頻制作，宣傳了解汽車剎車系統(tǒng)主要原理和重視交通安全，從小做起，從自身做起。5.跨單元的知識(shí)整合本項(xiàng)目任務(wù)的一個(gè)重要特征就是跨單元的知識(shí)有機(jī)整合，這可以在一定程度上突破教材體系條條框框，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)探究的過程中，感受到物理知識(shí)不是單一孤立的，物理的知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)之間，不同單元的規(guī)律和規(guī)律之間不是不能聯(lián)系的，我們可以按照生活、生產(chǎn)中的需要對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行有機(jī)整合，進(jìn)行思維創(chuàng)新，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和應(yīng)用物理知識(shí)的思路，從而解決生活和生產(chǎn)中遇到的各種問題，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。6.信息技術(shù)和物理知識(shí)相結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)是信息時(shí)代，是數(shù)據(jù)時(shí)代，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)利用互聯(lián)網(wǎng)收集相關(guān)信息，既可以進(jìn)行學(xué)習(xí)探究前的知識(shí)儲(chǔ)備，也可以了解科學(xué)家們探究物理問題的方法、思路、精神和歷史。學(xué)生在收集信息的同時(shí)，會(huì)不斷思考問題，發(fā)現(xiàn)新問題，在不斷思索探究的過程中獲得更多的新知識(shí)和新能力。運(yùn)用信息技術(shù)制作相關(guān)公益視頻、則可以提高學(xué)生信息處理能力，提高學(xué)生利用多媒體技術(shù)的能力，讓學(xué)生知道，我們可以利用多種方式來表達(dá)我們對(duì)物理原理的理解和應(yīng)用。二、項(xiàng)目流程三、教學(xué)目標(biāo)1.科學(xué)觀念：1）知道帕斯卡原理，知道液體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律。2）知道杠桿的概念，杠桿五要素。3）知道杠桿平衡原理。4）知道杠桿的分類，2.科學(xué)思維：1）引導(dǎo)學(xué)生分析液體傳遞壓強(qiáng)的特點(diǎn)，2）引導(dǎo)學(xué)生分析杠桿的共同點(diǎn)，歸納杠桿五要素，3）引導(dǎo)學(xué)生分析歸納杠桿平衡條件，4）分析汽車剎車系統(tǒng)是怎樣將輕輕踩下剎車的力放大為使運(yùn)行中的汽車減速停止的。3.科學(xué)探究：1）培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題的能力，2）能對(duì)液體傳遞壓強(qiáng)和杠桿平衡條件進(jìn)行合理猜想和假設(shè)，3）通過合作學(xué)習(xí)、討論、交流、構(gòu)建共享的、交流合作的學(xué)習(xí)態(tài)度。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：1）通過探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)事求是、勇于探索、敢于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度。2）通過項(xiàng)目任務(wù)的完成，樹立交通安全意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。3）項(xiàng)目學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：帕斯卡原理的理解。杠桿平衡原理的理解。4）項(xiàng)目學(xué)習(xí)的難點(diǎn);帕斯卡原理的應(yīng)用。杠桿原理的應(yīng)用。液壓和杠桿組合的理解。5）項(xiàng)目計(jì)劃：課時(shí)1：情境創(chuàng)設(shè)：社會(huì)熱點(diǎn)視頻：公交車剎車失靈造成5車追尾。交流與討論：問題1：運(yùn)行中的汽車力量很大，有多大？問題2、為什么司機(jī)輕輕踩剎車的力可以讓運(yùn)行中的汽車減速停止？播放學(xué)生視頻1：汽車剎車系統(tǒng)播放學(xué)生視頻2：汽車剎車系統(tǒng)的主要原理。討論：汽車?yán)昧耸裁丛韺⒘Ψ糯蟮?？歸納：利用了液壓和杠桿原理。觀察1：液壓千斤頂。觀察2：液壓機(jī)模型。學(xué)生討論：探究方案。實(shí)驗(yàn)1：用手?jǐn)D壓灌水的塑料袋。實(shí)驗(yàn)2：帕斯卡球?qū)嶒?yàn)。實(shí)驗(yàn)3：利用注射器自制液壓機(jī)模型探究液體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律。歸納：液體傳遞壓強(qiáng)的規(guī)律。課時(shí)2：情境創(chuàng)設(shè)：1）比較：空手拔釘子和用羊角錘拔釘子。2）比較：徒手開瓶蓋和用開瓶器打開瓶蓋。3）比較：空手掰鐵絲和用老虎鉗剪斷鐵絲。學(xué)生實(shí)驗(yàn)并比較。提問：這些工具在使用時(shí)有哪些共同特點(diǎn)？學(xué)生討論：借助一些工具讓我們的力變大。歸納：這些工具就是杠桿。學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：1）什么是杠桿？2）杠桿的五要素是什么？歸納：杠桿的定義。杠桿的五要素是什么。課時(shí)3：提問1：什么是杠桿平衡？提問2：蹺蹺板在什么條件下才會(huì)平衡呢？引出：“杠桿平衡”，引導(dǎo)學(xué)生思考：影響杠桿平衡的因素是“力”和“力臂”。實(shí)驗(yàn)探究：杠桿平衡條件。1）提出問題：學(xué)生觀察靜止的蹺蹺板和開瓶器在打開瓶蓋之前的情景，總結(jié)歸納：什么是杠桿的平衡狀態(tài)。引導(dǎo)學(xué)生猜測：杠桿的平衡條件是什么？2）猜想與假設(shè)引導(dǎo)學(xué)生通過觀察思考并進(jìn)行猜想與假設(shè)。3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及時(shí)解答分析。5）分析與論證學(xué)生活動(dòng)：自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。通過討論，進(jìn)一步驗(yàn)證自己的猜想實(shí)驗(yàn)后，展示自己小組的數(shù)據(jù)，分析歸納，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況和結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生自己分析、歸納和總結(jié)。6）評(píng)估與交流得出結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂引導(dǎo)學(xué)生：根據(jù)杠桿作用特點(diǎn)對(duì)杠桿進(jìn)行分類