基于核心素养的初中物理项目化教学设计

［摘 要］初中物理項目化学习是跨学科实践的重要方式，是以落实核心素养为目标的初中物理新课程的教学手段之一。“设计汽车的车灯电路”是依据课程目标，整合教材中的实践活动的一个整体性项目。以学生为主体，用任务驱动的方式引领学生进行项目探究，设计制作出成品。在项目化学习中提升学生的关键能力，提高学生的物理学科核心素养。

［关键词］核心素养；项目化学习；任务驱动

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）29-0044-03

项目化学习（Project－based learning，简称PBL），最早是美国教育界提出来的。项目化学习立足于建构主义学习理论，是杜威“做中学”教育思想的发展。具体指学生围绕某一个项目任务，分工合作设计项目方案，再综合运用所学知识和技能进行项目研究，在实际操作和真实体验中分析问题、解决问题，内化知识技能，培养各方面能力，从而学会迁移应用。物理项目化学习要基于单元学习目标，立足课堂实践。本文以苏科版“电路初探”章末的综合实践活动为例，依据课程目标，重新整合了教材中的实践活动，设计了一个整体性项目：设计汽车的车灯电路。

一、项目背景

随着社会的发展，小汽车日益普及，学生越来越多地接触到汽车的灯光语言。而行车安全必须会看汽车的灯光语言：左转向灯、右转向灯、危险警报闪光灯（双闪灯）……本节课依据课程目标，对教材的综合实践活动进行整合和创新，从现实生活中汽车转弯或变道时不打转向灯的危害出发，创设学生感兴趣的学习项目——设计汽车的车灯电路，并且分解为四个实践性任务：（1）设计汽车大灯电路；（2）设计车尾转向灯电路；（3）增加车头转向灯；（4）给转向灯增加闪光功能。四个任务层层递进，让学生在一系列实践性任务中提升物理学科核心素养。

二、项目设计

（一）项目目标设计

本项目是综合实践活动，安排在第十三章“电路初探”章末。以生活中汽车的车灯电路为切入点，通过四个探究性任务，将物理知识应用于实际。设计并连接汽车的车灯电路，这不仅要求学生理解并能应用串并联电路，而且要求学生具备一定的科学探究能力。本节课既是实践性探究活动，也是学完“电路初探”这一章之后的一个表现性评价任务。让学生置身在真实情境中完成一个整体性的实践项目，并制作出汽车车灯模型的成品。

结合本单元的学习目标和跨学科实践的相关内容，设计了本节课的项目目标（见表1）。

（二）项目实施过程

项目实施流程如图1所示。

本项目是基于学生已有知识（串、并联电路的连接）的基础上进行的探究活动，采用“主体参与”教学模式和小组合作探究的方式，让学生自主进行电路模型的设计、制作和评价，从而使学生进一步理解串、并联电路的特性。学生通过实验探究对简单电路有更加清晰的认识。

［活动所需材料］

每组实验器材：小汽车纸板模型一个、额定电压为6 V的白色LED小灯泡及灯座2个、额定电压为6 V的白炽灯小灯泡及灯座4个、电压为6 V的电池组1个、单刀单掷开关1个、单刀双掷开关1个、闪光继电器1个、长导线14根、双面胶若干。

说明：选择2个白光LED小灯泡用于连接大灯，4个黄光普通实验白炽灯泡用于连接前后转向灯。

［项目引入］

图片展示各种汽车灯。提问：同学们平时观察过小汽车有哪些灯光吗？（除照明外，还是安全行车的重要信号语言）

学生回忆，有的回答：近光灯、远光灯、左转向灯、右转向灯、双闪灯。

多媒体播放新闻：一起因没有正确使用灯光语言而引起的追尾事故。

教师：这一新闻给我们什么启示？

学生：正确使用灯光语言是非常重要的。

说明：这一环节的目的是激发学生的学习兴趣，并引入课题——给小汽车设计车灯电路。

任务驱动1.设计汽车大灯电路

提供的器材有：电源、白色LED灯泡两个、开关、导线，应用上述器材设计汽车的大灯电路并画出电路图。要求：闭合开关，车头两个大灯同时发光。

投影展示学生画的串、并联电路图，如图2所示。

教师：是否都符合设计要求，哪一种更好？

学生回答“并联更好”并说明原因。

学生分组实验：连接汽车大灯电路，并把元件粘贴在汽车模型上。

说明：教师巡视，了解各小组的实验情况，适当点拨引导。经过观察，发现学生画的电路图有两灯串联和两灯并联两种。

任务驱动2.设计车尾转向灯电路

为了提示后车小汽车即将行驶的方向，需要给小汽车车尾设计出转向灯。

要求：单刀双掷开关向左拨，车尾左灯亮。单刀双掷开关向右拨，车尾右灯亮。（介绍单刀双掷开关的使用方法和元件符号）

投影展示学生画的电路图，如图3所示。

让学生按照电路图给小汽车连接车尾转向灯电路。

说明：观察发现学生画出的电路图形态不同，但基本正确。教师巡视各小组，了解实验情况，适当点拨引导。

任务驱动3.增加车头转向灯

为了安全起见，行车时也需要给旁边的车辆提示小汽车接下来的行车方向。这就需要在车头也装上两个转向灯。要求：单刀双掷开关向左拨，车尾和车头左灯亮。单刀双掷开关向右拨，车尾和车头右灯亮。（在任务2的电路图上进行修改）

投影展示学生画的电路图，如图4所示。

教师：是否都符合设计要求，哪一种更好？

让学生按照电路图给小汽车连接车头转向灯。

说明：观察发现学生画出的电路图有两种，分别是在原来车尾转向灯的基础上串联一个灯泡和并联一个灯泡。

任务驱动4.给转向灯增加闪光功能

实际观察发现路上的汽车的转向灯都是在闪烁发光。

教师：汽车转向灯闪烁发光有什么好处？

展示使转向灯闪光的配件：闪光继电器及说明书上的接线图（如图5）。

教师：闪光继电器接在电路的哪个位置可以使4个转向灯都闪烁发光？两个接线柱B和L怎样接入电路？

让学生按照电路图给转向灯接入闪光继电器。

说明：提出让转向灯闪光这个新问题，让学生在阅读说明书的过程中收集信息，并结合学过的电路知识解决闪光继电器的接线问题。

［交流与展示］

请两个小组学生上台展示成果，按照多媒体播放的不同路况模拟驾驶，使用小汽车的灯光（如图6）。小组代表展示汽车灯光模型成品，演示灯光的使用。

播放短片：转向灯的由来。

说明：让学生了解汽车刚出现时是没有转向灯的，转向灯出现的历史不过一百年，刚开始，汽车转向时，需要驾驶员用手势提示后车，再后来，有了机械手臂……正是人类对科学的不断探索才使社会发展，使人们的生活越来越美好。

［拓展与延伸］

想一想：在汽车需要紧急停车时，需要使用双闪灯，闭合危险警报开关，四个转向灯同时闪烁，怎样在任务4的基础上，增加一个双刀双掷开关实现这一功能？

说明：这给学生的思维提出了更高的要求，给能力强的学生一个思维拓展的空间。

（三）项目评价

本项目是综合实践活动课，安排在第十三章“电路初探”章末。以生活中汽车车灯电路为切入点，通过四个探究性任务，将物理知识应用于实际生活。学生在课堂内完整地经历了给小汽车设计电路、连接电路、展示、评价交流的环节。学生在完成四个任务的过程中都非常严谨认真，更令人惊喜的是学生在课上完成了超出预期的学习任务，效果良好。学生间相互交流讨论，互相学习，动手操作的积极性和参与度也很高，在评价环节组织学生使用评价量表进行自评、互评。利用多元评价主体，引导学生对整个项目过程进行反思复盘。

在设计本节活动课时也遇到了一些小小的困难，如实验室导线不够长（只有50 cm），于是在网上定制了50根1 m的长导线；小灯泡灯座、开关等元件的固定存在问题，于是在元件反面粘贴好泡沫双面胶，学生粘贴时只要揭开表面的贴纸就可以又快又牢地粘上去。教师统一准备好主要材料，让学生能高效地完成制作，体验成功。真实的汽车车灯电路比我们课上连接的电路更为复杂，对此可鼓励学生认真学习接下来的电路知识，大胆创新。

三、收获与反思

项目化学习在培养学生核心素养方面具有独特的优势。在学生设计汽车的车灯电路的过程中，教师由浅入深地设置驱动任务，层层递进地引导学生学习。学生在任务的驱使下不断解决问题，完成思维进阶。在这个整体性项目的实施过程中，学生以小组为单位，经过“讨论—实践—再讨论—再实践”，最后制作出小汽车成品。整个任务完成过程就是一个表现性评价过程，将学生的能力发展显化。教师在设计项目时应基于课程目标和单元目标，基于生活情境设计“资源载体”和“问题链”，引导学生在合作中实现项目目标，发展核心素养。

［   参   考   文   獻   ］

［1］  许帮正.如何设计素养目标导向的物理课堂学习项目［J］.江苏教育，2022（19）：7-10.

［2］  张玉峰.基于学习进阶的物理单元学习过程设计［J］.课程·教材·教法，2020，40（3）：50-57.

［3］  林雪敏.将项目化学习融入物理学科教学的设计路径［J］.物理教师，2022，43（3）：16-18.

［4］  孙艺，袁海泉.基于校园环境的“非常规”物理实验教学初探［J］.物理教学，2015，37（1）：28-29.