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

摘要：通過社會熱點新聞或事件，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的興趣和積極性，通過項目，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究，跨單元知識的整合既可以構(gòu)建物理知識的鏈條，更能讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時知道我們可以根據(jù)實際問題的需要，組合需要的物理原理和規(guī)律，生活中的實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，社會的發(fā)展對現(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)時代需要的新型人才，也對中學(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)新時代的發(fā)展要求。項目學(xué)習(xí)是新型的現(xiàn)代教育教學(xué)方式，借助項目流程的形式，讓學(xué)生在自主完成項目任務(wù)的過程中，自主發(fā)現(xiàn)問題、自主探究、自主完成項目作品。項目式學(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目任務(wù)的課題，是初中物理教學(xué)中進(jìn)行項目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。通過有效的項目學(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、本項目學(xué)習(xí)的設(shè)計特點1.初中物理的項目學(xué)習(xí)的課題選擇項目學(xué)習(xí)應(yīng)該以初中學(xué)生為中心，針對初中學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和心理特點等方面，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)度和社會責(zé)任為目的，選擇適合初中學(xué)生的項目任務(wù)。項目任務(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，對物理有著畏難心理，缺乏學(xué)習(xí)的主動性，怎么調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性呢？關(guān)鍵是項目任務(wù)的確定。我們可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容來確定項目任務(wù)，也可以利用對學(xué)生有著極大吸引力的社會熱點新聞或事件作為切入點，選擇適合初中學(xué)生的項目任務(wù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，這種由身邊的社會熱點引出的項目任務(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。本項目選擇本市前一段時間發(fā)生的一個熱點事件：“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1中，這樣設(shè)計教學(xué)過程：1）讓學(xué)生觀看相關(guān)視頻，2）設(shè)計問題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行中的汽車？設(shè)計問題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.項目學(xué)習(xí)的探究思路物理學(xué)科對學(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》為項目任務(wù)，教師可以設(shè)計一系列的邏輯緊密、環(huán)環(huán)相扣的驅(qū)動性問題鏈，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)的完成都受到時間和空間的限制，而物理是理論聯(lián)系實際的一門科學(xué)，只有讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)探究才能學(xué)習(xí)獲得有血有肉的真實的物理概念和規(guī)律，才能讓學(xué)生體會物理來源于生活生產(chǎn)、應(yīng)用于生活生產(chǎn)。本項目學(xué)習(xí)通過對學(xué)生學(xué)習(xí)的設(shè)計和引導(dǎo)，將學(xué)生對物理知識的學(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地拍攝視頻以及課堂上的理論探究相融合。課時1的課前任務(wù)1：第一組學(xué)生的活動：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1的課前任務(wù)2：第二組學(xué)生的活動：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目學(xué)習(xí)的內(nèi)容：了解這兩大原理。4.社會責(zé)任感的培養(yǎng)交通安全是一種社會責(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.跨單元的知識整合本項目任務(wù)的一個重要特征就是跨單元的知識有機(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，感受到物理知識不是單一孤立的，物理的知識點和知識點之間，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)中的需要對物理知識進(jìn)行有機(jī)整合，進(jìn)行思維創(chuàng)新，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識和應(yīng)用物理知識的思路，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)生運用知識的實踐能力和創(chuàng)新能力。6.信息技術(shù)和物理知識相結(jié)合現(xiàn)代社會是信息時代，是數(shù)據(jù)時代，在學(xué)習(xí)物理知識時，要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會利用互聯(lián)網(wǎng)收集相關(guān)信息，既可以進(jìn)行學(xué)習(xí)探究前的知識儲備，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，會不斷思考問題，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和新能力。運用信息技術(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)我們對物理原理的理解和應(yīng)用。二、項目流程三、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，2）引導(dǎo)學(xué)生分析杠桿的共同點，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)生的實事求是、勇于探索、敢于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度。2）通過項目任務(wù)的完成，樹立交通安全意識和社會責(zé)任感。3）項目學(xué)習(xí)的重點：帕斯卡原理的理解。杠桿平衡原理的理解。4）項目學(xué)習(xí)的難點;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）項目計劃：課時1：情境創(chuàng)設(shè)：社會熱點視頻：公交車剎車失靈造成5車追尾。交流與討論：問題1：運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糯蟮模繗w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。實驗1：用手?jǐn)D壓灌水的塑料袋。實驗2：帕斯卡球?qū)嶒?。實?：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)生實驗并比較。提問：這些工具在使用時有哪些共同特點？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)生實驗探究：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”。實驗探究：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)計實驗利用現(xiàn)有器材，設(shè)計實驗進(jìn)行探究。4）進(jìn)行實驗學(xué)生在實驗中遇到的問題及時解答分析。5）分析與論證學(xué)生活動：自行設(shè)計實驗記錄表格。通過討論，進(jìn)一步驗證自己的猜想實驗后，展示自己小組的數(shù)據(jù)，分析歸納，對學(xué)生的實驗情況和結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生自己分析、歸納和總結(jié)。6）評估與交流得出結(jié)論：動力×動力臂=阻力×阻力臂引導(dǎo)學(xué)生：根據(jù)杠桿作用特點對杠桿進(jìn)行分類