在“项目”的海洋中遨游

许耀平 张晓雪

(北京师范大学第二附属中学，北京 100088)

在“项目”的海洋中遨游

许耀平 张晓雪

(北京师范大学第二附属中学，北京 100088)

作为一种重要的学习理念和学习方式，项目式学习受到了学生的喜爱，有效发掘和培养了学生的创新能力和实践能力.本文就我校“项目式学习实验班”学生开展项目式学习和实验的过程和本人近两年的项目式学习实验班的授课情况，谈自己的体会和一些做法.

项目式学习;项目实例;评价

近年来，项目式学习作为一种重要的学习理念和学习方式，受到了越来越多学者的关注和学生的喜爱.在我们学校，有这样一批学生，在高一、二两年中每周有两个半天，遨游在项目海洋中，在他们自己的实验室中动手实践，每个学期选择自己喜欢的项目，“格物致知，学以致用”.他们就是我校“项目式学习实验班”的学生，而我很幸运成为他们“工程与技术”方向的老师.

1.项目式学习的意义

所谓项目式学习，是以科学的核心概念和原理为中心，通过小组合作、自主探究的方式，完成项目作品，在这个过程中获得知识、提升动手实践和创新精神.而“工程与技术方向”则是以物理学科为核心开设，通过工程技术训练可以直接获取知识和掌握技能，并在实践中提高能力.

设立“项目式学习实验班”的意义就在于培养学生的动手能力，在培养动手能力的同时，发掘和培养学生的创新能力和实践能力.使他们成为独立个体，能够着手发现，认识有意义的新知识、新事物，新思想和新方法，掌握其中蕴藏的基本规律并具备相应的能力，为将来成为创新型人才奠定全面的素质基础.

2.教师的作用

在项目式学习实验班学习中，教师主要起到以下几个方面的作用：

(1)保护学生的好奇心和激发学生的兴趣.每个学生都有对于学科知识的好奇心，好奇心是兴趣的来源.通过学习能够解决问题，体会到解决问题的喜悦，体会到成就感，增强他的兴趣.

(2)选择适合发展学生创新能力的课题.课题的选择要与课堂主干知识接轨，同时还要贴近于生活，选取学生感兴趣同时能够解决生活中问题的课题.

(3)教师对于学生的课题要有前瞻性的指导.一个有创造性的教师应能帮助学生在自学的道路上迅速前进，给予学生的课题要有前瞻性的指导，教会学生怎样对付大量的信息.

(4)引导学生动手制作或者实验.很多的应用类的科技创新都是在实际操作中遇到问题需要解决时产生的.因此在培养中学生创新能力时，一定要让他动手，在实际操作中，发现问题时，他在想办法解决的过程，就是创新能力养成的过程.

3.项目实例

在两年的教学中，逐渐体会到教学相长，而在项目课堂中引导学生自己解决问题，为他们提供解决问题的方法、手段，在提高他们动手、实践能力同时，也让我对自己充满自信.在这里想通过几个实例来简单的介绍一下我们的项目班课程.

(1)齿轮钟的设计制作

对于课题，我们提出了制作的步骤，研究的要求：

我们首先提供玩具齿轮钟、家用齿轮钟供学生拆卸，研究内部结构.

接着各组同学进行了不同的设计，其间发现和解决了各种问题：

A.齿轮板材的选择(高密度板和亚克力)、齿轮轴的确定.

B.确定齿轮数据，绘制齿轮打印图.

C.排除了异轴齿轮的干扰，巧妙的时分针同轴.

D.修复齿轮转歪、咬合不好、不稳定的bug，解决材料带来的摩擦等问题.

E.在控制齿轮钟的计时装置时，我们做了分两步走的策略：首先是，在没有严格控制计时的时候，齿轮钟满足时针分针秒针的转速比，第二步，加入计时装置，在加入计时装置的过程中，学生想到了以下几种解决办法：晶体振荡器(技术有限，实现起来有很大的困难)；定速电机，调速电机，单片机，擒纵摆，最后完成的比较好的装置时单片机和擒纵摆.

(2)电磁炮的制作

在高二上学期的学习中，电场，磁场和电磁感应是我们的核心知识内容，因此，我们想到了制作电磁炮.我们老师通过查阅资料后，了解到电磁炮的基本原理之后，初步决定分为两步走：先制作低压电磁炮，再制作高压电磁炮.

学生在接到课题之后，他们也查阅资料，发现电磁炮有线圈炮，轨道炮，重接炮等等分类，从制作简单的角度入手，他们最开始想制作轨道炮，但是发现小球与轨道接触电阻太大，而且找不到合适的能提供大电流的电源，又没找到办法权衡过大的摩擦力和过小的接触面积造成的打火现象，最终没能成功.于是转到的线圈炮的制作方向上来.

在绕制好线圈之后，学生提出了问题，如何得到大电流的电源？我们让学生试过学生电源，电池组，但是效果都不好.我们老师知道需要用电容，但是我们并没有直接告诉学生，而是让学生自行阅读课本上电容这一节内容，然后提出一个问题：如何利用手上的电容得到更大容量的电容，学生又查找资料，找到了电容并联的方法.(8个12V30μF电容并联)

在完成制作，发射之后，学生发现子弹(钢针)的出膛速度不够，于是提出了高压电磁炮的制作设想，跟学生交流后，提出了以下几个问题：(1)如何得到高压直流电源？(2)低压线圈还适合吗？(3)如何监控电容器电压？(4)如何保证发射安全？

当时，还没学到“交流电”一章，在查找资料后，同学们借来了铁芯、二极管、电感、电容，自己绕制线圈，制作整流、滤波电路.因为安全考虑，采用学生电源交流12V输出，升压后，通过示波器观察整流滤波后的波形.

在发射过程中，我们出于安全，并没有使用学生制作的直流高压充电装置，而是使用了一个老师制作的直流高压充电装置.最终我们老师提出的几个问题被一一解决学生也成功地发射了自己制作的电磁炮.

(3)电声乐器的制作

在高二下半学期，我们学完电磁感应的知识之后，在给学生讲授线圈式话筒和喇叭的原理之后，学生提出了一个问题，那电吉他的工作原理是电磁感应吗？我们老师的第一反应是是电磁感应，但是原理是什么，我们并不清楚.在查阅资料和询问有关专家之后我们弄清楚了原理，然后想到，我们的项目课程是不是可以让学生制作一把电吉他或者是其他的乐器呢？

于是我们请专家给学生做了一次讲座，讲授了有关电声乐器的基本原理，学生在弄清楚原理之后，学生开始了设计图纸和方案，而且每个小组进行了分组，有的同学负责木工切割，有的负责线圈绕制，有的负责电路测试，有的负责组装调音.在整个制作过程中，我们老师只是提供方向和思路，所有的问题解决，动手制作都由学生完成.从2m长的木方变成琴身，从0.6mm的漆包线变成1600匝的线圈，从硅钢片锯成合适的铁芯，从木方上开槽，锯子，凿子，刨子，台钳，台钻，切割机……全都是学生自己动手，到最后，整个项目完成了3把吉他和一把小提琴的制作.

4.学生的收获

(1)一个个感兴趣的课题，激发了同学对科学的兴趣，为梦想插上腾飞的翅膀.

有一个酷爱吉他的男孩，他对我们说“自己特别想亲手做一把吉他”，于是在课上，无论选材、设计，他精益求精，当优美的声音被弹响时，那种满足感无语言表.

(2)自主管理项目的能力.同学要完成先期文献查找、项目策划、制定方案、原材料购买、加工制作、问题解决、成果评价、成果发布等各个环节.

(3)给同学更多机会——敢于尝试、乐于动手、勤于思考.

5.多样化的评价机制

项目课不同于平时的课程，不可能通过考试来评价，于是我们主要采取平时的过程性评价和产品评价来评估学生的学习过程.

(1)在高一下学期末，我们办了齿轮钟展示会.这项活动，极大地调动了同学的热情，在各自的“摊位”上使出浑身解数推荐产品，回答参观同学和老师提出的问题，赢得选票.

(2)高低压电磁炮，以钢针发射距离远近作为评价指标之一，开展了有趣的发射比赛和打气球比赛.在设计中，学生通过选择合适的电容器、绕好线圈(匝数)，调整发射钢针的位置、角度、施加一定的电压，希望射程最远同时能命中目标，制作最好的组在3m的距离能够准确地命中目标，并击破气球.

(3)电声乐器，我们邀请家长和同学一起参加项目的展示，分享制作的经历，然后现场来一段表演，极大调动了现场的气氛.

这两年的项目式学习实验班的授课，深刻的体会到，学生的动手实践能力和创新能力不是像我们之前所想象的那样糟糕，而是我们之前没有时间和机会让学生展现出他们在这方面的能力，如果我们能够坚持学以致用，坚持学生动手实践能力的培养，那么创新能力在动手实践的过程中就能逐渐养成.

[1]温寒江.思维的全面发展与中小学生创新能力培养[M].北京：教育科学出版社，2015.1.

[2](美)Brad Graham，Kathy McGowan.趣味电子制作[M].北京：科学出版社，2009.11.

[责任编辑：闫久毅]

G632

A

1008-0333(2017)24-0064-02

2017-06-01

许耀平(1981，12-)，男(汉族)，重庆市人，硕士，中学一级.从事高中物理教学.张晓雪(1979，4-)，女(汉族)，辽宁铁岭市人，硕士，中学高级教师.从事高中物理教学.