基于项目学习的初中物理跨单元教学设计的探索

摘要：通过社会热点新闻或事件，激发学生学习和探究的兴趣和积极性，通过项目， 引导学生自主学习、自主探究，跨单元知识的整合既可以构建物理知识的链条，更能让学生在完成任务的同时知道我们可以根据实际问题的需要，组合需要的物理原理和规律， 生活中的实际问题是多种多样的，我们解决问题的方法也是可以无穷无尽的。

关键词：项目学习;核心素养;创新能力

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）29-0003

随着科技的高速发展，社会的发展对现今的教育教学的理念、方式和内容提出了更高的要求，要求培养出有学习能力、探究能力和创新能力的顺应时代需要的新型人才，也对中学物理的教学提高，培养学生物理学科的核心素养提出了高标准的要求。良好的物理学科的核心素养不仅帮助学生提高学习水平、学习效率，更能适应新时代的发展要求。

项目学习是新型的现代教育教学方式，借助项目流程的形式， 让学生在自主完成项目任务的过程中， 自主发现问题、自主探究、自主完成项目作品。项目式学习是一种以学生为学习中心的高效有序的教学模式，在初中物理教学中，针对初中学生的心理特征、學习基础和学习能力，设计能激发初中学生学习兴趣并保持学习热情、自主探究问题完成项目任务的课题，是初中物理教学中进行项目式学习的关键。通过有效的项目学习可以让传统的讲授式课堂教学转变成以物理学科核心素养为导向的深度教学。

本文以《制作视频：汽车刹车系统的主要原理》为例，探索基于项目学习的跨单元整合教学内容的初中物理教学。

一、本项目学习的设计特点

1.初中物理的项目学习的课题选择

项目学习应该以初中学生为中心，针对初中学生的学习基础、学习能力和心理特点等方面，以培养初中学生的科学观念、科学探究、科学思维以及科学态度和社会责任为目的，选择适合初中学生的项目任务。

项目任务的选择，不应拘泥于课本的框架，只要能激发初中学生学习探究的热情，让初中学生在完成项目任务的过程中，能自主学习并有所获得。初中学生年纪小，好奇心重，感性高过理性，理解能力弱，而物理概念和规律都抽象，所以学生刚刚开始学习物理，对物理有着畏难心理，缺乏学习的主动性，怎么调动学生学习物理的积极性呢？关键是项目任务的确定。我们可以根据教学内容来确定项目任务，也可以利用对学生有着极大吸引力的社会热点新闻或事件作为切入点，选择适合初中学生的项目任务，激发学生学习兴趣，这种由身边的社会热点引出的项目任务能极大地吸引学生自主学习的兴趣，更能让学生能充满热情的一路追寻探究， 在此过程中，达到培养学生物理学科的核心素养的目的。

本项目选择本市前一段时间发生的一个热点事件：“芜湖市一辆公交车由于刹车失灵，造成5车连环追尾”

在课时1中，这样设计教学过程：

1）让学生观看相关视频，

2）设计问题1：为什么刹车失灵的公交车能造成那么大的破坏？

设计问题2：为什么刹车系统可以让司机轻轻踩刹车的力阻止正在运行中的汽车？

设计问题3：刹车系统是怎样将司机轻轻踩刹车的了放大的呢？

设计一系列的问题串，引起学生交流与讨论，于是逐步由学生自主经过讨论确定探究的思路：了解汽车刹车系统的主要原理， “怎样将我们踩下刹车的力放大让一辆行驶的汽车停下来？” ，接着，布置项目任务《了解和制作视频：汽车刹车系统的主要原理》。

2.项目学习的探究思路

物理学科对学生的逻辑思维有较高要求， 以《制作视频：汽车刹车系统的主要原理》为项目任务，教师可以设计一系列的逻辑紧密、环环相扣的驱动性问题链，让学生循着思考：

1）什么东西可以将力放大？

2）汽车刹车系统的结构是什么？

3）我们通过什么方式可以了解汽车刹车系统的工作原理？

3.教学时空的突破

传统课堂教学中，教学内容和教学手段以及学习任务的完成都受到时间和空间的限制，而物理是理论联系实际的一门科学，只有让学生在实践中学习探究才能学习获得有血有肉的真实的物理概念和规律，才能让学生体会物理来源于生活生产、应用于生活生产。本项目学习通过对学生学习的设计和引导，将学生对物理知识的学习， 由课内向课外延伸，将线上收集资料制作视频和线下实地拍摄视频以及课堂上的理论探究相融合。

课时1的课前任务1：

第一组学生的活动：有条件的学生到汽车生产厂家或者汽车修理厂，现场观察并感受汽车刹车系统，实地拍摄汽车刹车系统的视频。在后面的课堂上播放这些视频，能让其他同学有着很强的现场感和代入感，使得每一位同学仿佛身临其境，使学生由对新闻事件的兴趣转移到探索物理规律的学习兴趣。

课时1的课前任务2：

第二组学生的活动：信息技术好的学生上网收集有关汽车刹车系统工作原理及动画。这一任务的目的是，让学生了解为什么汽车的刹车系统能产生那么大的阻力，让行驶的汽车停下来？初步了解，汽车的刹车系统主要包含两大原理：液压系统和杠杆原理，从而明确这就是为本单元的项目学习的内容：了解这两大原理。

4.社会责任感的培养

交通安全是一种社会责任，通过公益视频制作，宣传了解汽车刹车系统主要原理和重视交通安全，从小做起，从自身做起。

5.跨单元的知识整合

本项目任务的一个重要特征就是跨单元的知识有机整合，这可以在一定程度上突破教材体系条条框框，让学生在自主学习探究的过程中，感受到物理知识不是单一孤立的，物理的知识点和知识点之间，不同单元的规律和规律之间不是不能联系的，我们可以按照生活、生产中的需要对物理知识进行有机整合，进行思维创新，拓展学生学习物理知识和应用物理知识的思路，从而解决生活和生产中遇到的各种问题，从而培养学生运用知识的实践能力和创新能力。

6.信息技术和物理知识相结合

现代社会是信息时代，是数据时代，在学习物理知识时，要培养学生学会利用互联网收集相关信息，既可以进行学习探究前的知识储备，也可以了解科学家们探究物理问题的方法、思路、精神和历史。学生在收集信息的同时，会不断思考问题，发现新问题， 在不断思索探究的过程中获得更多的新知识和新能力。

运用信息技术制作相关公益视频、则可以提高学生信息处理能力，提高学生利用多媒体技术的能力，让学生知道，我们可以利用多种方式来表达我们对物理原理的理解和应用。

二、项目流程

三、教学目标

1.科学观念：

1）知道帕斯卡原理，知道液体传递压强的规律。

2）知道杠杆的概念，杠杆五要素。

3）知道杠杆平衡原理。

4）知道杠杆的分类，

2.科学思维：

1）引导学生分析液体传递压强的特点，

2）引导学生分析杠杆的共同点，归纳杠杆五要素，

3）引导学生分析归纳杠杆平衡条件，

4）分析汽车刹车系统是怎样将轻轻踩下刹车的力放大为使运行中的汽车减速停止的。

3.科学探究：

1）培养学生从生活中发现问题的能力，

2）能对液体传递压强和杠杆平衡条件进行合理猜想和假设， 3）通过合作学习、讨论、交流、构建共享的、交流合作的学习态度。

4.科学态度与责任：

1）通过探究，培养学生的实事求是、勇于探索、敢于创新的学习态度。

2）通过项目任务的完成，树立交通安全意识和社会责任感。

3）项目学习的重点：帕斯卡原理的理解。杠杆平衡原理的理解。

4）项目学习的难点; 帕斯卡原理的应用。杠杆原理的应用。

液压和杠杆组合的理解。

5）项目计划：

课时1：

情境创设：

社会热点视频：公交车刹车失灵造成5车追尾。

交流与讨论：

问题1：运行中的汽车力量很大，有多大？

问题2、为什么司机轻轻踩刹车的力可以让运行中的汽车减速停止？

播放学生视频1：汽车刹车系统

播放学生视频2：汽车刹车系统的主要原理。

讨论：

汽车利用了什么原理将力放大的？

归纳：

利用了液压和杠杆原理。

观察1：液压千斤顶。

观察2：液压机模型。

学生讨论：探究方案。

实验1：用手挤压灌水的塑料袋。

实验2：帕斯卡球实验。

实验3：利用注射器自制液压机模型探究液体传递压强的规律。归纳：

液体传递压强的规律。

课时2：

情境创设：

1）比较：空手拔钉子和用羊角锤拔钉子。

2）比较：徒手开瓶盖和用开瓶器打开瓶盖。

3）比较：空手掰铁丝和用老虎钳剪断铁丝。

学生实验并比较。

提问：

这些工具在使用时有哪些共同特点？

学生讨论：

借助一些工具让我们的力变大。

归纳：

这些工具就是杠杆。

学生实验探究：

1）什么是杠杆？

2）杠杆的五要素是什么？归纳：

杠杆的定义。

杠杆的五要素是什么。

课时3：

提问1：什么是杠杆平衡？

提问2：跷跷板在什么条件下才会平衡呢？

引出：

“杠杆平衡” ，引导学生思考：影响杠杆平衡的因素是“力”和“力臂”。

实验探究：

杠杆平衡条件。

1）提出问题：

学生观察静止的跷跷板和开瓶器在打开瓶盖之前的情景，总结归纳：什么是杠杆的平衡状态。

引导学生猜测：杠杆的平衡条件是什么？

2）猜想与假设

引导学生通过观察思考并进行猜想与假设。

3）设计实验

利用现有器材，设计实验进行探究。

4）进行实验

学生在实验中遇到的问题及时解答分析。

5）分析与论证

学生活动：

自行设计实验记录表格。

通过讨论，进一步验证自己的猜想

实验后，展示自己小组的数据，分析归纳，

对学生的实验情况和结论，引导学生自己分析、归纳和总结。

6）评估与交流

得出结论：

动力×动力臂=阻力×阻力臂

引导学生：

根据杠杆作用特点对杠杆进行分类。

分析：根据杠杆平衡原理。对生活中的各种杠杆进行分类。归纳：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆的特点。

课时4：

提问：

汽车刹车系统是怎样将司机踩刹车的力放大的？学生活动：

制作视频进行展示。并评选原理叙述易懂、逻辑思维清晰的作品归纳：

生活中遇到的問题多种多样，解决问题的方法也是多种多样的，我们利用物理原理和规律可以根据生活中的实际需要整合在一起，为我们提供我们需要的各种各样的解决方案。

参考文献：

1李群.基于项目式学习的主题课程构建[N].中国教师报， 2019-09-18（007）.

2夏雪梅.素养导向的项目化学习[N].中国教师报，2019-07-03（006）.

3陈锋.基于以任务为中心的初中物理概念教学的高效设计—以浙教版初中《物理》“杠杆”教学为例[J].物理教学， 2014 ，36（07）：51-54.

4何丽云.创设情境，有效提高初中物理教学的有效性[J].学周刊，2018（11）：94-95.

作者简介：肖一鸣，女， 出生1970年2月，安徽省芜湖市， 本科， 中学一级教师，研究方向：基于项目学习的中学物理教学。

（作者单位：安徽省芜湖市第二中学241000）