综合实践活动.doc

基于单元评价的综合实践活动设计彭夷【摘要】除了进行以思维导图为核心的单元复习以外，综合实践活动的设计与实施也能很好的解决单元学习的评价问题。通过明晰单元知识结构、核心概念，整体架构单元能力要求，进而设计项目任务、制作项目产品等，使学生在一步步的学习进阶过程中回顾单元知识与技能进而创造性的应用到解决实际问题的活动中去。最终培养学生物理学习的兴趣、内化物理知识与规律、深化物理思维。【关键词】初中物理；单元评价；综合实践活动【作者简介】无锡市教学能手，惠山区十佳教科研先进个人，曾获江苏省初中物理基本功比赛实验技能一等奖。参与多项省级规划课题，主持省十二五规划课题 初中学生操作能力与物理学业成绩的关系研究（已结题）。近年来在物理专业期刊发表论文30余篇，其中人大复印资料中学物理教与学全文转载7篇。建构物理观念、发展科学思维、培养科学探究能力并最终形成科学态度与责任需要落实到微观的课时教学之中。而中观的单元设计是学科素养与课时教学之间的关键纽带，做好单元设计有利于学生在物理学习中整体架构知识与能力体系。物理教学中的单元设计应当包括单元目标设计、单元活动设计、单元评价设计等。单元评价的方式除了进行以思维导图为核心的单元复习以外，综合实践活动的设计与实施也能很好的解决单元学习的评价问题。通过明晰单元知识结构、核心概念，整体架构单元能力要求，进而设计项目任务、制作项目产品等，使学生在一步步的学习进阶过程中回顾单元知识与技能进而创造性的应用到解决实际问题的活动中去。最终培养学生物理学习的兴趣、内化物理知识与规律、深化物理思维。基于单元评价的综合实践活动设计可以通过项目任务的设计使学生在完成任务群的过程中回顾和应用所学知识、也可以通过设计和制作项目产品并在不断的评估与交流的过程中锻炼学生的高阶思维。其实现途径包括“问题探究表达”以及“设计制作评价”。下面以水果电池探究和设计和制作一个模拟调光灯为例详细阐述基于单元评价的综合实践活动的设计思路。一、基于单元评价的项目任务设计与实施水果电池探究图1“水果电池”这一化学学科中关于原电池的经典综合实践活动，在初中物理学习完电路初探这一单元后，同样也能让学生去制作与探究。教材给出的活动样例如图1所示。通过分析单元评价任务，可以将该活动进行拓展，使学生对电源的概念有更加深刻的认识，形成电源及电压的物理观念；通过不同项目任务的设计，使学生对电压表的使用、串联电池组的电压规律、二极管的特性等知识有更加深刻的认识。1、电路初探单元评价要点分析评价维度评价内容达成情况认知1、能从能量转化的角度认识电源、用电器电源是将其它形式能转化为电能的装置用电器是将电能转化为其它形式能的装置2、知道可以利用电路符号及电路图来描述电路能认识电路符号知道电路的三种状态3、能区分串并联电路并知道其特点4、知道串联电池组的电压规律5、知道电压、电流及串并联电路中电压、电流的规律技能1、会看、会画简单的电路图会分析简单的电路图，判断其串并联能根据实物图画出电路图、能根据电路图连接实物图2、会连接简单的串联电路和并联电路3、会使用电流表、电压表电流表串联在电路中、电压表并联在电路中电流表不能直接接在电源两端、电压表能直接接在电源两端测量时电流、电压大小不能超过量程，要选择合适的量程电流表、电压表正负接线柱要连接正确体验1、设法用一段导线、一节干电池使一个小灯泡发光2、调查市场上销售的节日彩灯的连接方式3、自制水果电池4、设计简单电路2、项目任务设计基于单元评价分析，可以将自制水果电池这一项目任务进行重新设计以达到巩固和应用单元学习的目的。设计流程如图2所示。是电池吗？挂钟指针动起来 电压表有示数判断电池的正负极？正偏 反偏点亮发光二极管电池组串联增大电压 单向导电性影响水果电池电压的因素猜想设计实验结论图2案例：水果电池探究1.“设计制作评价”形成电池的物理观念介绍伏打用锌片和铜片片放入不同的导电液中制成了最早的电池。同时给学生展示一个类似的装置。图3图41.1电池是提供电压的装置制作材料：小烧杯、白醋、铜片、锌片。在小烧杯放入铜片和锌片并倒入白醋，向学生介绍这就是一个电池。（如图3）此时学生实在的无法理解为啥这样一个小小的简单的装置就能够成为电池了。此时需要让学生回忆电池的两个观念，即电池是提供电压的装置、电池是提供电能的装置。图5教师选用如图4所示演示用数字电表。现象：示数显示-0.9；介绍负值表示电压表正负接线柱接反了。有示数表明该装置能够提供电压，因此它就是一个电池。1.2电池是提供电能的装置使学生回忆串联电池组总电压与各电池电压之间的关系，然后将4个图3所示电池串联，测得总电压约为3.4V。观察石英钟（如图5），发现指针不转动？观察并思考不转动的原因？教师将串联电池组作为电源连接到石英钟的电池盒中，石英钟的指针转动了起来。（为了保证实验的成功，秒针的初始位置最好在3的位置）请学生分析能量的转化过程？从单元的角度来设计这两个简单的活动，不仅能激发学生的兴趣，同时对于学生建立并理解电池的概念并从两个不同的角度去认识电池收到了非常好的效果。同时也给学生接下来的制作水果电池做好了铺垫和示范。1.3项目产品的制作与评价项目产品：水果电池图6步骤:取一个水果（如柠檬），先用手掌将柠檬压在桌面上滚几下（破坏水果的内部组织，产生更多的汁液），然后将铜片、锌片插入其中，这样就制成了水果电池。制作注意点：插入金属片前，应尽量破坏水果的内部组织。插入金属片应相互靠近且平行。金属片不能相互接触项目任务：判断水果电池的正负极（如图6）学生测量典型数据如下表1水果种类正极负极正负极间的电压/V苹果铜片锌片0.4土豆铜片锌片0.4柠檬铜片锌片0.5表2水果种类正极负极正负极间的电压/V苹果铜片锌片0.2柠檬铜片锌片0.3橙子铜片锌片0.2项目产品水果电池的制作是进行后续探究的关键，因此制作是否成功成为本堂课重点之一。前一环节的演示，及项目任务的开展都是为了检验制作的效果。而设计项目任务的另一个目的在于使学生明确水果电池的电极与金属片之间的对应关系。同时也让学生了解水果电池电压可能与水果电池的种类有关。而分析表1和表2中柠檬的电压，可以引出水果电池的电压除了与水果种类有关，还与其它的因素是有关系的。2.“问题探究表达”体悟探究的深度与广度比较表1和表2中的测量数据，你认为水果电池的电压与哪些因素有关？2.1项目任务：水果电池的电压与哪些因素有关猜想：电极的材料、电极间的距离、电极插入水果的深度、水果的水分的多少、水果的成熟程度、水果的酸度、水果的种类根据选择的器材，选择能够探究的因素：水果的种类、电极间的距离和电极插入水果的深度。研究方法：控制变量法。设计并进行实验，学生记录典型数据如下：表3影响因素1： 深度 序号水果种类电极种类深度/cm距离/cm电压/V1梨铜锌120.22梨铜锌220.33梨铜锌320.4结论：电极种类相同，同种水果，电极间距离相同，电极插入水果深度越大，电压越大。表4影响因素1： 距离 序号水果种类电极种类深度/cm距离/cm电压/V1苹果铜锌210.42苹果铜锌220.33苹果铜锌230.2结论：电极种类相同，同种水果，电极插入水果深度相同，电极间距离越大，电压越小。2.2项目任务：用水果电池点亮LED灯图7器材：发光二极管（长的引脚接电源正极）、水果电池、导线若干。已知发光二极管的工作电压为3V或1.5V，请思考如何用水果电池点亮LED灯思考并测量：水果电池串联起来形成的电池组，总电压与单个水果电池电压大致有什么关系。回顾并观察电池串联的连接方式，让学生上台连接实物图（如图7）提醒学生可以先用电压表测量串联水果电池组的总电压，然后连接LED二极管的两个引脚。现象：部分小组，LED灯亮了；另一些小组不亮。建议：不亮的小组可以改变电源正负极与LED引脚连接的位置。结论：LED二极管有单向导电性。拓展实验：将锌片和铜片放入可乐中同样能够制成原电池。这是因为可乐中含有碳酸。介绍碳酸饮料中主要含有碳酸以及柠檬酸等，过量饮用易引起骨质疏松等。二、基于单元评价的项目产品制作与评价设计与制作一个模拟调光灯“设计与制作一个调光灯”这一项目产品的制作涉及到变阻器的使用、电路的连接、应用欧姆定律解决电路安全问题等，是一个考查非常全面的综合时间活动，若仅仅按照课本流程来进行课堂教学无法很好的巩固与提升学生的学科素养。而将该综合实践活动放在电功率学习结束后来开展，设计的活动及考查内容就能拓展一定的深度与广度。1、 欧姆定律、电功电热单元评价要点分析评价维度评价内容达成情况认知1、知道电压、电流和电阻。通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。了解影响导体电阻大小的因素知道滑动变阻器的原理及其连接方式理解电流与电压、电阻的关系，会应用欧姆定律解决实际问题2、结合实例理解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。会从能量的角度认识电功知道影响电功大小的因素理解电流做功快慢的意义及影响因素3、了解焦耳定律。知道电流热效应的影响因素学会使用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象4、了解家庭电路。知道家庭电路的基本组成有安全用电和节约用电的意识技能1、会使用滑动变阻器2、会探究电流与电压、电阻的关系会利用控制变量等研究方法进行科学探究理解不同探究活动中滑动变阻器的作用会应用欧姆定律解决实际问题3、会读家用电能表，通过电能表计算电费4、会使用不同仪器与方法测量电功率，观察用电器的铭牌，比较不同用电器的电功率体验1、调查本地市场上各种规格的接线板的安全性能2、使用电阻箱间接测量小灯泡电阻3、设计和制作一个模拟的调光灯4、对家庭用电的调查研究2、项目任务设计基于单元评价分析，可以将设计与制作一个模拟的调光灯这一综合实践活动进行重新设计以达到巩固和评价单元学习的目的。设计流程如图8所示。该方案从简单电路设计入手，采用学习进阶的方式，最终将活动的目标指向能量这一物理学习的大概念，揭示人类社会的发展其实是和能源的利用效率息息相关的。电路连接方式效率电能电功率档位图8电功率-档位电能效率案例：设计与制作一个模拟调光灯1、设计展示评价改进：两种模拟调光灯的制作与评价情境小明挑选调光灯。生活中的调光灯种类有：无极调光台灯、分段调光台灯、触摸式调光台、声控灯活动1：设计制作无极调光灯利用电池组、铅笔芯、滑动变阻器（0-20）、电位器（0-100）小灯泡、导线等器材来设计模拟调光灯。活动步骤：在方框里设计无极调光灯电路图以及分段式调光灯电路图。画好后小组同学之间相互交流,并合作制作出第一种亮度可连续调节的调光灯。对照设计的电路图，组织答辨。展示电路图并讲解，小组间互评。问题：1、如果滑片移到了阻值最小处，造成电流过大，烧坏灯怎么办？你的设计中有没有这方面的安全措施。2、这个阻值的大小你如何确定？3、此时你的电路经过修改后，其电路图又是如何？（分析并计算第一种电路中滑动变阻器的可调阻值范围，从而对改进电路中用来保护电路的定值电阻的阻值进行设定）图9A B C图10评价与反馈1：学生电路图改进路线图如图9所示。评价与反馈2：许多同学选用了在日常生活中又常见的电位器（如图10），并能看懂将它正确的接入电路，来实现无极调光。某组同学在选择了电位器后又放弃了，大家知道是为什么吗？图11学生：电位器好在它的调节非常方便，但通过观察发现这个电位器最大阻值是100欧，在实际调节的过程中，只调节了一点灯就迅速暗下来了。所以我们还是选择了20欧的滑动变阻器。点评：我们所使用的“2.5V”的小灯泡正常发光的电阻只有8-9，所以，20的滑动变阻器足以满足实验的要求，如果在实际的家庭电路中使用，如要给1000多的白炽灯进行调光，确实需要这样100几百欧甚至一两千欧的电位器。评价与反馈3：展示滑动变阻器与灯泡并联的电路设计（如图11）以及实物连接与之前的电路进行对比分析。图12活动2：设计制作档位分段调光灯图13评价与反馈：许多同学选用了三挡开关（如图12）。并能看懂将它正确的接入电路，来实现分段调光。将学生设计的电路图以及预设的电路图（如图13）呈现，供全体学生分析与评价。 点评：小灯的亮暗是由实际电功率决定的，分段式调光灯就是通过改变小灯的实际电功率来进行调节的。小明同学最后还是挑选了一盏自己满意的台灯（触摸式），为什么小明同学会唯独喜欢这盏台灯，请一位同学上来操作看看一看究竟有什么特别的地方。这盏灯没有开关按键，外形美观，内置电源等。布置调查任务：有兴趣的同学可以上网去查阅触摸式台灯的原理。2、 提升：灯泡的发展史 阅读灯泡发展史：了解白炽灯、节能灯及LED灯（如图14）图14 介绍LED灯的优点：节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4。长寿. 寿命可达10万小时以上。可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用不着考虑散热。led技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。环保，没有汞的有害物质。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。三、结语基于单元评价的教学设计，提倡将评价点进行前置预设并进行逆向设计，这样做的好处不仅能使课堂教学目标更加明确、教学评价更易开展，而且还能使教师更从容的应对评价预设之外的课堂生成。而上述两个综合实践活动案例正是对上述理念的实践与尝试。虽然在教