基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的初中物理跨學(xué)科實(shí)踐-以“測量小燈泡的電功率”教學(xué)為例

基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的初中物理跨學(xué)科實(shí)踐--以“測量小燈泡的電功率”教學(xué)為例1引言2019年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》對教學(xué)方式提出要求:探索基于學(xué)科的課程綜合化教學(xué)，開展研究型、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)(Project-BasedLearning，PBL)指的是以學(xué)科知識為中心，以完成項(xiàng)目實(shí)踐活動和寫出項(xiàng)目學(xué)習(xí)報告為目標(biāo)，利用課內(nèi)所學(xué)知識在課外解決實(shí)際問題的一種目標(biāo)驅(qū)動式的學(xué)習(xí)。在“測量小燈泡的電功率”教學(xué)中，可以采用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方式(圖1),將物理學(xué)科知識與日常生活、工程實(shí)踐和社會熱點(diǎn)問題相關(guān)聯(lián)，培育學(xué)生的跨學(xué)科實(shí)踐能力2基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的跨學(xué)科實(shí)踐活動2.1源于生活,任務(wù)導(dǎo)入情境引入:老師家里的一盞燈壞了想買個新的，去到五金店，售貨員拿出“220V25W”和“220V60W”兩只燈泡讓我選，我想要買亮一點(diǎn)的燈泡,你們認(rèn)為我應(yīng)選哪只?問題1:為什么大家會覺得“220V60W”的燈泡會更亮一些?“220V60w”的燈泡總是比“220V25W”的燈泡亮嗎?操作:通過旋鈕(電位器)改變“220V60W”燈泡的亮度使其變暗。問題2:現(xiàn)在銘牌為“220V60W”的燈泡還比銘牌為“220V25w”的燈泡亮嗎?請問在不同亮度下這個燈泡的電功率相同嗎?以學(xué)生常見的生活情境(選燈泡)引入，以任務(wù)驅(qū)動的方式來鏈接學(xué)生的生活與物理知識，通過認(rèn)知沖突引發(fā)學(xué)生的深度思考。部分學(xué)生認(rèn)為銘牌上的電功率就是用電器的電功率，不理解在不同電壓下燈泡的電功率不同，即實(shí)際電功率不一定等于銘牌上標(biāo)注的額定功率。通過電位器調(diào)節(jié)燈泡亮度，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生感知額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別，進(jìn)而突破學(xué)生的思維盲區(qū)，為接下來通過實(shí)驗(yàn)測量不同亮度下小燈泡的實(shí)際功率做好鋪墊。2.2構(gòu)建腳手架，引導(dǎo)學(xué)生自主探究根據(jù)學(xué)生已有知識基礎(chǔ)，確立學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，用問題鏈搭建腳手架，引導(dǎo)學(xué)生逐步跨越階梯達(dá)到新的發(fā)展區(qū),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。設(shè)計問題鏈,逐步引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計、完成“測量不同亮度下小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn),形成實(shí)驗(yàn)報告2.2.1實(shí)驗(yàn)原理與項(xiàng)目任務(wù)問題1:在沒有儀器直接測小燈泡的電功率時，可運(yùn)用什么原理來間接測出電功率?學(xué)生回答:用來調(diào)節(jié)加在小燈泡兩端的電壓大小總結(jié):滑動變阻器的作用是通過改變滑動變阻器的阻值來調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)小燈泡的亮度，以此測得加不同電壓時小燈泡的電功率。2.3做中學(xué),用中學(xué)課堂上學(xué)生以完成“測量不同亮度下小燈泡的電功率”為實(shí)踐項(xiàng)目，以解決實(shí)際問題“選購合適的燈泡”為驅(qū)動進(jìn)行科學(xué)探究，用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動學(xué)生自主建構(gòu)知識的意義，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和探究能力。學(xué)生自主設(shè)計，自主實(shí)踐，通過猜想與假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、操作、觀察、記錄和處理數(shù)據(jù)。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論:對于同一只燈泡當(dāng)實(shí)際電壓不等于額定電壓時,實(shí)際功率不等于額定功率,實(shí)際電壓越大，實(shí)際電功率也越大，燈泡越亮。進(jìn)一步深化對實(shí)際功率的理解。學(xué)生在自主實(shí)踐、獨(dú)立思考的探究活動中，經(jīng)歷了科學(xué)探究過程，提升了解決問題的能力，逐步形成良好的科學(xué)態(tài)度。2.4關(guān)注科技，激發(fā)興趣創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技發(fā)展。學(xué)生的好奇心一旦被激發(fā),便有了無窮的學(xué)習(xí)動力。教師通過學(xué)生熟悉的場景創(chuàng)設(shè)任務(wù)，引入“測量LED燈的電功率”項(xiàng)目:“老師剛想掃碼支付買60瓦的白熾燈泡,可是售貨員說現(xiàn)在沒有這種燈泡了，他又拿出一個LED燈,說這種燈泡又亮又省電?！币孕驴萍籍a(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)燈泡，由生活任務(wù)引入新的項(xiàng)目任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生將剛學(xué)過的“測量小白熾燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)方法遷移到“測量小LED燈泡的電功率”的新任務(wù)上，進(jìn)一步拓展學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，促進(jìn)科學(xué)思維能力的發(fā)展。2.5通過學(xué)科實(shí)踐，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論回過頭來解決前面提出的任務(wù)，學(xué)生通過運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論和科學(xué)概念來解決生活中的真實(shí)問題，形成跨學(xué)科實(shí)踐能力，做到舉一反三,達(dá)到對物理概念的深度學(xué)習(xí)。利用學(xué)生自己動手實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，引出新科技產(chǎn)品的原理，進(jìn)行拓展閱讀項(xiàng)目:“LED燈可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。而白熾燈通電后燈絲有一個升溫過程,電能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，等燈絲的溫度達(dá)2000攝氏度以上的白熾狀態(tài)后，再有一小部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能，大部分熱量散失到周圍。因?yàn)榘谉霟糁挥猩俨糠蛛娔苻D(zhuǎn)化為光能，所以白熾燈發(fā)光的效率較低，LED燈把電能轉(zhuǎn)化為光能和少量的內(nèi)能,轉(zhuǎn)化率更高，所以更節(jié)能”從滿足照明需求和節(jié)能環(huán)保的角度來看，LED燈都比白熾燈更有優(yōu)勢，所以現(xiàn)在提倡使用LED燈。課堂最后利用現(xiàn)場生成的物理知識和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)一步拓展“能量與效率”的大概念，幫助學(xué)生建立知識鏈接,形成物理觀念和科學(xué)發(fā)展觀，培養(yǎng)學(xué)生的鉆研科學(xué)的終身興趣。3基于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的跨學(xué)科實(shí)踐物理課堂的實(shí)效性跨學(xué)科實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式幫助學(xué)生把物理觀念回歸生活實(shí)際，學(xué)生在鞏固知識的同時盛知物理的實(shí)用性?？鐚W(xué)科的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)通過揭示自然和社會中的現(xiàn)象及問題，帶給學(xué)生新奇的感受，幫助學(xué)生開啟探索之路?？鐚W(xué)科的初中物理項(xiàng)目化學(xué)習(xí)活動“注重時代性，加強(qiáng)物理與生產(chǎn)生活、社會