以單元評價指引物理綜合實踐活動設計

建構物理觀念、發(fā)展科學思維、培養(yǎng)科學探究能力并最終形成科學態(tài)度與責任需要落實到微觀的課時教學之中。而中觀的單元設計是學科素養(yǎng)與課時教學之間的關鍵紐帶，做好單元設計有利于學生在物理學習中整體架構知識與能力體系。物理教學中的單元設計應當包括單元目標設計、單元活動設計、單元評價設計等。

基于單元評價的綜合實踐活動設計可以通過項目任務的設計使學生在完成任務群的過程中回顧和應用所學知識，也可以通過設計和制作項目產品并在不斷的評估與交流的過程中鍛煉學生的高階思維。其實現途徑包括“問題—探究—表達”以及“設計—制作—評價”。下面以“水果電池”的制作為例，詳細闡述基于單元評價的綜合實踐活動的設計思路。

一、“電路初探”單元評價要點分析

在初中物理學習完“電路初探”這一單元后，可以讓學生去制作與探究“水果電池”。通過分析單元評價要點（見下頁表1），將該活動進行拓展，使學生對電源的概念有更深刻的認識，形成電源及電壓的物理觀念；通過不同項目任務的設計，使學生對電壓表的使用、串聯(lián)電池組的電壓規(guī)律、二極管的特性等知識有更深刻的認識。

二、項目任務設計

基于單元評價分析，可以將制作“水果電池”這一項目任務進行重新設計以達到鞏固和應用單元學習的目的。設計流程如下頁圖1所示。具體教學過程如下。

1.“設計—制作—評價”形成物理觀念。

表1“電路初探”單元評價要點

（圖1）

介紹意大利物理學家伏打用鋅片和銅片放入不同的導電液中制成了最早的電池。同時給學生展示一個類似的裝置。

（1）活動一：電池是提供電壓的裝置

制作材料：小燒杯、白醋、銅片、鋅片。在小燒杯中放入銅片和鋅片并倒入白醋，向學生介紹這就是一個電池（如圖2）。學生一般無法理解為什么。此時需要讓學生回憶電池的功用，即電池是提供電壓的裝置，電池是提供電能的裝置。

（圖2）

（圖3）

教師介紹如圖3所示數字電表：有示數表明該裝置能夠提供電壓，示數為負時表示電壓表正負接線柱接反了，用教學電表可檢測圖2裝置就是一個電池。

（2）活動二：電池是提供電能的裝置

使學生回憶串聯(lián)電池組總電壓與各電池電壓之間的關系，然后將4個圖2所示電池串聯(lián)，測得總電壓約為3.4V。

觀察石英鐘（如圖4），讓學生觀察并思考指針不轉動的原因。

教師將串聯(lián)電池組作為電源連接到石英鐘的電池盒中，石英鐘的指針轉動了起來。（為了保證實驗的成功，秒針的初始位置最好在3的位置）請學生分析其中能量的轉化過程。

從單元的角度來設計這兩個簡單的活動，不僅能激發(fā)學生的興趣，同時對學生建立并理解電池的概念，從兩個不同的角度去認識電池收到了非常好的效果。同時也給學生接下來制作水果電池做好了鋪墊和示范。

（3）活動三：項目產品的制作與評價

項目產品：水果電池。

步驟：取一個水果（如檸檬），先用手掌將檸檬壓在桌面上滾幾下（破壞水果的內部組織，產生更多的汁液），然后將銅片、鋅片插入其中，這樣就制成了水果電池。

（圖4）

制作注意點：①插入金屬片前，應盡量破壞水果的內部組織；②插入金屬片應相互靠近且平行；③金屬片不能相互接觸。

項目任務：判斷水果電池的正負極。

學生測量典型數據如表2和表3所示。

（表2）

（表3）

2.“問題—探究—表達”體悟探究的深度與廣度。

比較表2和表3中的測量數據，你認為水果電池的電壓與哪些因素有關？

（1）項目任務一：水果電池的電壓與哪些因素有關

猜想：電極的材料、電極間的距離、電極插入水果的深度、水果水分的多少、水果的成熟程度、水果的酸度、水果的種類……

根據選擇的器材，選擇能夠探究的因素：水果的種類、電極間的距離和電極插入水果的深度。研究方法可用控制變量法。

設計并進行實驗，學生記錄典型數據如表4和表5所示。

表4 影響因素1：深度

結論：電極種類相同，同種水果，電極間距離相同，電極插入水果深度越大，電壓越大。

表5 影響因素2：距離

結論：電極種類相同，同種水果，電極插入水果深度相同，電極間距離越大，電壓越小。

（2）項目任務二：用水果電池點亮LED燈

器材：發(fā)光二極管（長的引腳接電源正極）、水果電池、導線若干。

已知發(fā)光二極管的工作電壓為3V或1.5V，請思考如何用水果電池點亮LED燈。

思考并測量：水果電池串聯(lián)起來形成的電池組，總電壓與單個水果電池電壓大致有什么關系。

回顧并觀察電池串聯(lián)的連接方式，讓學生上臺連接實物圖。提醒學生可以先用電壓表測量串聯(lián)水果電池組的總電壓，然后連接LED二極管的兩個引腳。

現象：部分小組，LED燈亮了；另一些小組不亮。

建議：不亮的小組可以改變電源正負極與LED引腳連接的位置。

結論：LED二極管有單向導電性。

拓展實驗：將鋅片和銅片放入可樂中同樣能夠制成原電池。這是因為可樂中含有碳酸。介紹碳酸飲料中主要含有碳酸以及檸檬酸等，過量飲用易引起骨質疏松等。

基于單元評價的教學設計，提倡將評價點進行前置預設并進行逆向設計，這樣做的好處不僅能使課堂教學目標更加明確、教學評價更易開展，而且還能使教師更從容地應對評價預設之外的課堂生成。而上述綜合實踐活動案例正是對上述理念的實踐與嘗試。雖然在教學實踐過程中也出現了課時不足、思維強度不適恰等問題，但是這正是實踐、反思、改進這一教學評價流程的真實體現。通過觀察、評估等反思手段，突出評價的核心要素，理順和完善問題鏈的設計，提供更有利的實驗條件等，就能夠設計出更加優(yōu)化的綜合實踐活動，使學生在學習活動中，感受科學探究的魅力，提升物理學科素養(yǎng)。