以项目实验激活初中科学复习课堂——以“自制浮力秤”项目试验为例

余国良

(杭州市临平区临平第二中学，浙江杭州，311100)

一、引言

在引导学生复习科学知识时，反思回顾、重复记忆是教师常用的方法。在这一过程，教师会带领学生以单元或课时为主题，对教材知识内容进行二次梳理，并在梳理中分出学生熟悉的知识点和不熟的知识点。然后，教师再以习题训练或直接背诵的方式帮助学生记忆不熟的知识点，直至学生将所有知识全部记住。这样的复习教学方式固然会起到一定的复习效果，但枯燥无味，不利于学生科学核心素养的养成。在机械重复法或题海战术下，学生虽然能够记住科学知识点，却不能真正地理解和应用知识点，复习效果并不好。为解决这一问题，本研究积极探索以项目实验激活初中科学复习课堂，以期取得更好的课堂复习效果。

二、初中科学复习课堂的问题透视

(一)教学方式单一，教学效果低下

初中科学复习课常态模式是程式化，即复习课成了普通的习题课。复习课的教学流程一般为教师引导学生回顾相关知识，然后针对重点、难点和易错点进行专项训练。复习教学的程式化和纸笔训练的单调性，让学生觉得复习课是枯燥的、缺乏创新性的，导致其参与学习的积极性变低。复习课教学中，教师的教学设计是面向整体的，统一性强而个性化弱。教师在课堂中仍然以统一的任务、标准要求学生，只关注整体情况，而对基础扎实学生的培优和基础薄弱学生的补差不到位，导致复习课效率低下。

(二)教学资源简单，缺乏精心设计

1.复习素材缺乏特色

复习课素材经常以试卷为主，教师大多直接从网上下载试卷资源，对于试卷与学情是否匹配，往往考虑较少。有些试卷试题重复，部分题目设置缺乏科学性，学生不愿意做，甚至无法形成正确答案，久而久之，会伤害学生的学习情感，导致复习效率低下。

2.复习方法缺乏创新

复习教学目标在于帮助学生巩固知识，并在原有基础上有所提高，以便发展学生的能力。由于教师布置纸笔作业的频率不断提高，角度不断翻新，难度不断增加，因此，教师疏于对学习结果的精准评价与讲评，经常一节课讲完一张试卷，多做少讲或只对答案不讲，或半节课学生练、半节课教师讲，教学方法单一，机械重复，学生越练越没兴趣。[1]

3.教学过程缺乏激情

当前复习课以填鸭式复习训练居多。教师未能准确把握新授课与复习课的区别，未能搭建良好的支架，让学生获得发展。复习课启发性不足，灌输性教学导致学生复习缺乏激情，具体表现为：课堂氛围沉闷，基本上听到的都是教师在“自导自演”，鲜有学生举手回答问题，整个课堂索然无味。

三、项目试验教学的价值

项目实验是项目学习理念与初中科学实验活动的融合，具有实践性、综合性、趣味性、生本性特点。在基于项目实验的初中科学复习课堂中，教师需从现实应用角度重新审视科学知识，进而以真实情境或实际问题为依托，设计具有综合性、开放性的项目学习活动。

第一，项目实验理论在初中科学复习课堂中的应用不仅改变了初中科学复习课堂实验少、知识灌输多的教学现状，让实验操作成为学生复习课堂知识的方式之一，也在教材原有基础上，综合多学科知识，设计了包括知识拓展和进阶引导作业的项目探究任务。[2]这与科学复习课的设置目的完全相符，达到了让学生在原有知识基础上得到进一步提升的复习教学目标。

第二，实验本身就是学生获得初中科学知识的重要途径，也是初中科学知识体系中的重点内容。基于项目实验理论设计初中科学课堂，既能够有效弥补传统科学复习课堂中的教学短板，在复习教学中再次锻炼、强化学生的科学实验设计与实施能力，也能让学生在亲身思考、体验、实践中真正地感受科学知识的获得与应用过程，并在对科学知识的创造性应用中，提升自身的学科核心素养。

第三，项目实验强调生本性，以学生自主或合作进行操作实验的方式推进。在解决与教材内容相关的实际问题时，学生较好地挖掘并运用了科学知识，发挥了自身的思维创造力，形成了独具特色的问题解决方案，并在亲身实践中验证优化。这会营造更轻松、更活跃的科学课堂复习氛围，提高复习效率。

四、项目实验教学的实践

实践是检验真理的有效方法。为检验项目实验对初中科学复习课堂的激活作用，也为真正地提升初中科学复习课堂效率，本研究多次将项目实验法应用到初中科学复习课中，取得了良好的复习教学效果。本研究将以八年级科学“水的浮力”复习课为例，对如何以项目实验激活初中科学复习课堂进行具体论述。

(一)关注兴趣，巧设项目情境

设计项目情境是以项目实验激活初中科学复习课堂的有效方法。项目情境应该既与初中科学课时知识内容紧密相关，又是学生关心或感兴趣的内容；既是引出初中科学知识探究或应用任务的钥匙，也是激发学生参与实验探究活动的内在动力的因素。以项目实验激活初中科学复习课堂，教师需从生活应用角度审视科学知识，并从中选出学生感兴趣的内容，构成项目情境，为科学知识的理解与应用探索披上趣味化的外衣。

“水的浮力”是八年级上册科学第一章重点内容。在新课授课时，笔者以教材为依托，利用实验法、案例法等教学了水的浮力概念、影响水的浮力的因素、阿基米德原则、水的浮力的应用等知识内容。

在复习阶段，教师需要引导学生对这些知识进行汇总与整理，但不能故技重施，照搬新授课教案。因此，笔者决定从教材“承重测浮力”实验原理的应用入手，创设“自制浮力秤”项目实验活动。为提升情境的真实性和趣味性，本次复习教学从历史文化中取材，引入“曹冲称象”故事视频，通过带领学生从科学视角审视熟悉的历史故事，得到了制造浮力秤的实验构想。

通过播放“曹冲称象”历史故事视频，笔者借助现代媒体技术营造了立体直观的科学观察情境，在分析真实、为人熟知的史学故事的基础上，学生成功以古人智慧为引领，结合视频观察所得，生成了制造浮力秤的初始思路，这为学生后续参与浮力教学奠定了基础。

(二)问题引领，预设项目实验

在基于项目实验的初中科学复习课上，学生是课堂上的探究主体。他们既需要独立完成实验操作任务，也需要结合问题，独立思考，自己设计实验步骤，进行实验构想。只有这样，他们才算完全经历科学探究的全过程，在独立设计、独立思考、独立操作、独立观察、独立总结等各项任务的完成中全面提升自身的学科核心素养。在引导学生对项目实验活动进行预设时，一般采用问题引导法。

例如，在“自制浮力秤”项目实验活动中，笔者向学生提出了如下问题。

1.“曹冲称象”的故事对我们制作浮力秤有何借鉴意义？

2.在自制浮力秤的过程中我们需准备哪些素材，注意哪些问题？

3.在浮力秤的制作过程中，我们可以应用哪些与浮力相关的知识？

4.生活中你都见过哪些秤，你认为要制作一个秤，需明确哪些内容？

这四个问题的提出，将学生的思维从历史故事赏析阶段提升到了项目实验预设阶段，在该阶段，学生自主回忆“水的浮力”课时知识内容，自主思考浮力秤的制作材料和制作步骤，形成制作浮力秤的详细想法，并着手完成绘图任务。

(三)合作探究，解决实验问题

项目实验过程是学生集结智慧，不断解决实验问题的过程。这一过程有较高的问题解决和思维创新能力训练价值。虽然在前期的科学实验预设期间，学生会形成较为详细的实验思路，但学生在真正进行实验操作时会遇到各种各样的问题。教师应引导学生独立或合作解决这些问题，提升学生的科学核心素养。例如，在自制浮力秤时，学生想到用矿泉水瓶竖立在水中制作浮力秤，结果发现矿泉水瓶放入水中会立即倒下，如图1所示。这是由于绘制刻度的表面过小，且容易出现进水问题。

图1 放入水中的矿泉水瓶

为解决这一问题，学生自主探究想出了加小石子、用线固定、用吸铁石固定等多种方法，并在多次试验对比中发现，将吸铁石分别放在瓶盖内外，就能让矿泉水瓶很好地立于水中，且对浮力秤准确度的影响最小，如图2所示。

图2 浮力秤制作问题解决方案

该问题的解决极大地考验了学生的应变能力、创新思考能力及学生对知识的灵活应用能力。该活动中生成的个性化探究成果也是初中科学项目实验复习课上的一抹亮色。

(四)任务引领，完成学习进阶

基于项目实验的初中科学复习课堂是一个以项目实验为推进方式，以学生原有知识经验为起点，不断进阶、不断升级的科学探索活动。在基于项目实验的初中科学课堂教学实践中，教师需根据学生的学习情况，不断设计进阶性知识训练问题，引导学生展开更深入的科学思考。[3]例如，自制浮力秤实验推进期间，学生以讨论的方式成功地解决了水瓶竖立的问题，并借助砝码确定浮力的刻度线，然后利用直尺细分小格，确定了更精细的刻度线。此时，学生们都以为自己顺利完成了项目实验任务，兴致较高。基于此，笔者再次抛出实验任务：检测秤上的刻度是否均匀，试着用浮力知识加以证明。

在该思考过程中，学生运用本课时训练中V排的计算经验，逆用阿基米德原理、重力公式和二力平衡原则，得到推导过程如下：

h=V/S=(F浮/ρ水g)/S=(G/ρ水g)/S=(mg/ρ水g)/S=(m/ρ水)/S=m/ρ水S。

而作为瓶子截面的S是均匀的、不变的，水的密度也是不变的，所以等式中的h和m成正比，也就是说秤的刻度应该是均匀的。

之后，笔者又连续设计“最大刻度确定任务”“刻度对应质量的精准性”等多个进阶式探究任务，以进阶任务设计引导学生不断深化项目探究，在实验中进入深度学习阶段。

(五)作品展示，改进项目产品

展示与改进环节是学生探索成就感的固化环节，也是学生反思提升意识的养成训练环节。在项目实验下的初中科学复习课堂中，以产品交流、评价、改进为重点的作品展示环节是不可或缺的。通过进行作品展示，学生在分享个人研学经验的过程中固化了成功体验，也在聆听他人观点建议中进一步拓展了个人思维。[4]例如，某小组展示作品时说遇到了刻度标记难题，为了不让刻度被水褪去，他们选择了先用马克笔划线，然后用小刀刻线的解决方法。而同样是针对此问题，另一个小组的学生却用了内部划线法，这两种方法都对学生解决刻度线精准问题起到了一定的启发作用，不少学生借鉴此经验对个人作品进行了改进。

结合各小组初次展示、二次展示结果，笔者以师生共评的方式对学生在项目实验复习中的表现进行了整体且全面的分析，既以评价的方式帮助学生完成了自我反思、小组反思，也帮助学生找准薄弱项，成功查漏补缺。

五、项目实验教学的成效

本研究经过三年的教学探索发现，项目实验教学法的构建与运用，在激发学生的学习兴趣、提高课堂效率和促进教师专业发展等方面取得了明显成效。

(一)激发学习兴趣，提升学生学习能力

自从采用项目实验教学法以来，学生的学习观念有了转变，成为学习的真正主体，学生根据项目任务的要求积极参与，促生了“我要学”的学习动机。学生不再被动地等待教师布置、安排任务，而是充分发挥主观能动性、自主性、创造性。学习方式更加灵活多变，学生可以根据自己的基础自主发挥，开拓创新。

(二)提高课堂效率，提升学生学业水平

项目实验教学在总体上提高了学生的学习效率。基础较弱的学生基本达成了课程标准要求的学习目标；基础较好的学生有了发挥的余地和空间，设计出了许多优秀的实验设计，实验创新的作品也得到了评委们的一致认可。

(三)转变教学理念，促进教师专业发展

项目实验教学法体现了专题性、综合性和开放性等学习特点，注重学生研究过程的体验。教师承担着“课程的组织者、情感的支持者、学习的参与者、信息的咨询者”等角色。在教学中，教师仔细观察每个学生的学习进展及兴趣发展，掌握每个学生的特点，设计既发展个性又注重全面平衡的教学方案。在项目实验教学中的每一个阶段，教师通过指导和帮助学生学习，也促进了自身的专业发展。

六、结语

综上所述，构建基于项目实验的初中科学复习活动是激活初中科学复习课堂的有效方法。在基于科学实验的项目复习设计中，教师需从应用角度审视复习内容，巧设情境、搭建支架，系统地推进实验设计、实验操作、实验难题解决、实验成果展示与评价等多项活动，通过给予学生更多的操作空间、思考空间，来提升复习课堂的灵动性，提高学生对科学知识的复习效率，发展学生的科学核心素养。