基于项目化学习的初中物理跨学科实践-以“测量小灯泡的电功率”教学为例

基于项目化学习的初中物理跨学科实践--以“测量小灯泡的电功率”教学为例1引言2019年,中共中央、国务院印发的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》对教学方式提出要求:探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化学习。项目化学习(Project-BasedLearning，PBL)指的是以学科知识为中心，以完成项目实践活动和写出项目学习报告为目标，利用课内所学知识在课外解决实际问题的一种目标驱动式的学习。在“测量小灯泡的电功率”教学中，可以采用项目化学习方式(图1),将物理学科知识与日常生活、工程实践和社会热点问题相关联，培育学生的跨学科实践能力2基于项目化学习的跨学科实践活动2.1源于生活,任务导入情境引入:老师家里的一盏灯坏了想买个新的，去到五金店，售货员拿出“220V25W”和“220V60W”两只灯泡让我选，我想要买亮一点的灯泡,你们认为我应选哪只?问题1:为什么大家会觉得“220V60W”的灯泡会更亮一些?“220V60w”的灯泡总是比“220V25W”的灯泡亮吗?操作:通过旋钮(电位器)改变“220V60W”灯泡的亮度使其变暗。问题2:现在铭牌为“220V60W”的灯泡还比铭牌为“220V25w”的灯泡亮吗?请问在不同亮度下这个灯泡的电功率相同吗?以学生常见的生活情境(选灯泡)引入，以任务驱动的方式来链接学生的生活与物理知识，通过认知冲突引发学生的深度思考。部分学生认为铭牌上的电功率就是用电器的电功率，不理解在不同电压下灯泡的电功率不同，即实际电功率不一定等于铭牌上标注的额定功率。通过电位器调节灯泡亮度，以实验现象让学生感知额定功率与实际功率的区别，进而突破学生的思维盲区，为接下来通过实验测量不同亮度下小灯泡的实际功率做好铺垫。2.2构建脚手架，引导学生自主探究根据学生已有知识基础，确立学生的最近发展区，用问题链搭建脚手架，引导学生逐步跨越阶梯达到新的发展区,培养学生的科学思维能力。设计问题链,逐步引导学生自主设计、完成“测量不同亮度下小灯泡的电功率”的实验,形成实验报告2.2.1实验原理与项目任务问题1:在没有仪器直接测小灯泡的电功率时，可运用什么原理来间接测出电功率?学生回答:用来调节加在小灯泡两端的电压大小总结:滑动变阻器的作用是通过改变滑动变阻器的阻值来调节小灯泡两端的电压大小，进而调节小灯泡的亮度，以此测得加不同电压时小灯泡的电功率。2.3做中学,用中学课堂上学生以完成“测量不同亮度下小灯泡的电功率”为实践项目，以解决实际问题“选购合适的灯泡”为驱动进行科学探究，用项目任务驱动学生自主建构知识的意义，培养他们的科学思维和探究能力。学生自主设计，自主实践，通过猜想与假设、设计实验、操作、观察、记录和处理数据。分析实验数据,得到实验结论:对于同一只灯泡当实际电压不等于额定电压时,实际功率不等于额定功率,实际电压越大，实际电功率也越大，灯泡越亮。进一步深化对实际功率的理解。学生在自主实践、独立思考的探究活动中，经历了科学探究过程，提升了解决问题的能力，逐步形成良好的科学态度。2.4关注科技，激发兴趣创设学生熟悉的情境,引导学生关注科技发展。学生的好奇心一旦被激发,便有了无穷的学习动力。教师通过学生熟悉的场景创设任务，引入“测量LED灯的电功率”项目:“老师刚想扫码支付买60瓦的白炽灯泡,可是售货员说现在没有这种灯泡了，他又拿出一个LED灯,说这种灯泡又亮又省电。”以新科技产品代替传统灯泡，由生活任务引入新的项目任务,引导学生将刚学过的“测量小白炽灯泡的电功率”的实验方法迁移到“测量小LED灯泡的电功率”的新任务上，进一步拓展学生的最近发展区，促进科学思维能力的发展。2.5通过学科实践，促进深度学习让学生根据实验结论回过头来解决前面提出的任务，学生通过运用实验结论和科学概念来解决生活中的真实问题，形成跨学科实践能力，做到举一反三,达到对物理概念的深度学习。利用学生自己动手实验得出的结论，引出新科技产品的原理，进行拓展阅读项目:“LED灯可以直接把电能转化为光能。而白炽灯通电后灯丝有一个升温过程,电能先转化为内能，等灯丝的温度达2000摄氏度以上的白炽状态后，再有一小部分内能转化为光能，大部分热量散失到周围。因为白炽灯只有少部分电能转化为光能，所以白炽灯发光的效率较低，LED灯把电能转化为光能和少量的内能,转化率更高，所以更节能”从满足照明需求和节能环保的角度来看，LED灯都比白炽灯更有优势，所以现在提倡使用LED灯。课堂最后利用现场生成的物理知识和实验结论，进一步拓展“能量与效率”的大概念，帮助学生建立知识链接,形成物理观念和科学发展观，培养学生的钻研科学的终身兴趣。3基于项目化学习的跨学科实践物理课堂的实效性跨学科实践的学习方式帮助学生把物理观念回归生活实际，学生在巩固知识的同时盛知物理的实用性。跨学科的项目化学习通过揭示自然和社会中的现象及问题，带给学生新奇的感受，帮助学生开启探索之路。跨学科的初中物理项目化学习活动“注重时代性，加强物理与生产生活、社会