新課改下物理學(xué)科實踐活動的創(chuàng)新實踐

李春雷

(北京教育科學(xué)研究院豐臺學(xué)校 北京 100071)

2022年4月21日,教育部發(fā)布了新一版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn),新課標(biāo)的研學(xué)成為初中物理學(xué)科教研的當(dāng)務(wù)之急.在物理學(xué)科新版課標(biāo)教學(xué)建議中,提到“了解中國古代的鑄造技術(shù),并嘗試運用物態(tài)變化知識進行解釋”[1]和“查閱資料,了解我國古代青銅器、鐵器的制造技術(shù)及其對社會進步的影響”[1].教師結(jié)合要求,采用以《天工開物》為研究資料,以北京大鐘寺為實踐載體,以項目學(xué)習(xí)為實施手段,滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求,來增強課程適宜性.現(xiàn)就其做法闡述如下.

1 實踐載體的選擇

1.1 實踐素材的選擇

為什么選擇鐘作為代表器物進行研究?首先是鐘在中國古代社會具有很高的象征性,其蘊含的價值和意義較高,“故君視朝、官出署,必用以集眾;而鄉(xiāng)飲酒禮,必用以和歌;梵宮仙殿,必用以明攝謁者之誠,幽起鬼神之敬.”[2]由此看出大鐘既是在古代權(quán)力的象征,又是寺廟的必備制品,還是古人宴會、祭祀的相關(guān)用品.學(xué)生通過不同時期鐘的研究有助于感受當(dāng)時的歷史文化和生產(chǎn)情況.其次是現(xiàn)存鐘保存較好,因為鐘廣泛存于廟宇、宮殿等清靜之所,不像其他工具,經(jīng)過生產(chǎn)力變化、人為使用和自然腐蝕,變化極大,從古代留存下來的較少,方便學(xué)生在規(guī)定地點進行查找.更為重要的是古代鑄鐘方法與鑄造其他器具方法相同,“凡萬鈞鐵鐘與爐、釜,其法皆同”[2],只是所有材料的多少不同,這樣就便于學(xué)生從鐘的鑄造上去了解其他器具的鑄造過程.

1.2 實踐地點的選擇

為什么要選擇大鐘寺,其原因如下:

(1)地點交通便利.大鐘寺坐落在位于海淀區(qū)北三環(huán)路聯(lián)想橋北側(cè),附近有大鐘寺地鐵站,從交通上來看,無論是學(xué)生自行前往還是學(xué)校集體組織,都比較方便.

(2)寺內(nèi)大鐘數(shù)量較多、種類豐富.該寺建于清雍正十一年(1733年),其中于1985年辟為古鐘博物館.館內(nèi)展示中外古代鐘鈴共400多件.展品中的精品除了有鎮(zhèn)館之寶永樂大鐘外,遠的有商代青銅鐘、西周編鐘、春秋編鐘、曾侯乙編鐘等,近的有宋明清時代的鐘,現(xiàn)代的還有香港、澳門回歸鐘等.

(3)鑄造過程資料完備.大鐘寺中除了有以上“成品鐘”外,還在展廳中展示了古代鐘的鑄造過程模型和文獻資料,這些模型和資料有助于學(xué)生直觀了解大鐘的鑄造過程,避免教師、學(xué)生單純知識講授的枯燥.

(4)歷史價值豐富.大鐘寺存有豐富的文獻典籍,每一口鐘上也有相應(yīng)的銘文,通過研究可以進一步了解鐘的所處年代、鑄鐘緣由、文化底蘊,另外鐘的銘文刻字及匾額書法也是非常值得學(xué)生研究的.

古人對鐘的鑄造和使用從很早就開始了,而大鐘寺給了學(xué)生實踐的載體,學(xué)生能夠從感官上看到、觸摸到、聽到,能夠在實踐中感受古人韻味.

2 研究資料的選擇

既然研究古代的鑄鐘技術(shù),就要用當(dāng)時人的典籍進行研究,避免研究與當(dāng)時的情況脫節(jié).為此就要找到系統(tǒng)描述鑄造過程的書籍,經(jīng)過篩選和比對,確定了明代著名科學(xué)家宋應(yīng)星《天工開物》這本書.在這本書籍的翻閱中也逐漸發(fā)掘其蘊含的價值.

在《天工開物》里面,“金有六齊,六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊.”[2]即金器制造(其實是指銅)有6種冶煉的比例.六成銅一成錫混合,是造編鐘大鼎這樣的禮器的做法.闡述了制作不同的金器需要不同的混合比例,鐘鼎、斧斤、戈戟、大刃、殺矢、鑒燧,制作用不同的材料,其原因是每種金器的用途不同,更有助于從材料的構(gòu)成來認識物質(zhì)的性質(zhì).

在這本著作里闡述了鑄造的本質(zhì)即為“母模子肖”,當(dāng)它被鑄造成器物來供人使用時,它的形狀又跟泥土造的母模一個樣.這正是所謂“以土為母”.

在這本著作中又詳細地說明了鑄鐘的過程,而且具有物理研究的價值問題很多.僅以失蠟法為例予以說明:失蠟法講解了鑄鐘應(yīng)先“掘坑深丈幾尺,燥筑其中如房舍,埏泥作模骨,其模骨用石灰三和土筑……干燥之后以牛油、黃蠟附其上數(shù)寸”[2].同時介紹了油和蠟的比例“油居十八,蠟居十二”,“雕鏤書文、物象”后做好外模,“外施火力炙化其中油蠟”,“則其中空處即鐘鼎托體之區(qū)也”[2].其中涉及到物態(tài)變化的熔化和凝固,有助于學(xué)生對于知識的理解.在油蠟與銅液所需要的質(zhì)量中“凡油蠟一斤虛位,填銅十斤.塑油時盡油十斤,則備銅百斤以俟之”[2].這里面體現(xiàn)了古人的智慧,同時可以進行問題研究:為什么相同體積的銅和蠟質(zhì)量相差10倍?學(xué)生通過運用物質(zhì)的密度知識來解釋,有助于知識的內(nèi)化.

3 為什么采用項目式學(xué)習(xí)

所謂項目式學(xué)習(xí),“可總結(jié)為一種通過對真實的、復(fù)雜的問題進行探究,以小組合作的方式進行項目實施,最終以產(chǎn)品形式呈現(xiàn),學(xué)生在參與過程中逐漸建構(gòu)知識網(wǎng)、掌握必備技能、實現(xiàn)綜合發(fā)展的教學(xué)模式.”[3]就是學(xué)生圍繞某一個具體的學(xué)習(xí)項目,充分選擇和利用最優(yōu)化的學(xué)習(xí)資源,在實踐中體驗,在體驗中吸收,在探索創(chuàng)新中獲得較為完整而具體的知識,最終形成專門的技能并獲得發(fā)展的學(xué)習(xí).項目式學(xué)習(xí)的特性,即承認學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)驅(qū)動心理,促使學(xué)生關(guān)注學(xué)科的核心概念和原理,注重能夠引發(fā)學(xué)生對真實而重要的主題進行深刻思考的挑戰(zhàn)性問題,督促學(xué)生使用基本的工具和技能進行學(xué)習(xí)、自我管理與項目管理,形成產(chǎn)品并強調(diào)解決問題、解釋難題及演示通過調(diào)查、研究和推理所獲得的信息.

而本次學(xué)科活動采用項目式學(xué)習(xí),是可以讓學(xué)生通過物理學(xué)科物質(zhì)的形態(tài)和變化以及物質(zhì)的屬性等學(xué)科知識作為中心內(nèi)容,讓學(xué)生以研究鐘的鑄造過程為驅(qū)動,采用小組合作的方式,讓學(xué)生通過典籍翻閱、網(wǎng)絡(luò)查詢、現(xiàn)場參觀、體驗感受等方式進行充分的探究,讓學(xué)生通過對大鐘寺及鑄鐘知識的梳理獲得相關(guān)的知識與技能,讓學(xué)生通過制作作品的方式,進一步提升對知識的認識和理解.項目式學(xué)習(xí)能夠更好地激發(fā)學(xué)生的潛能,使學(xué)生各盡其職,在任務(wù)驅(qū)動下來完成這項工作.有助于發(fā)揮不同學(xué)生的優(yōu)勢,形成互補.

4 學(xué)科活動的開展與實施

4.1 項目問題的確定

項目式學(xué)習(xí)的框架問題可以框定學(xué)習(xí)的范圍并引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)和探究.框架問題可以分為內(nèi)容問題、驅(qū)動問題、核心問題.結(jié)合單元知識點設(shè)計與培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計,問題框架如下:

(1)核心問題

如何能將物理知識與生活實際緊密結(jié)合起來?

(2)驅(qū)動問題

1)失蠟法鑄造過程涉及到哪些物態(tài)變化的過程?

2)泥范法鑄造過程涉及到哪些物態(tài)變化的過程?

3)請根據(jù)“六分其金而錫居一,謂之鐘鼎之齊”,利用已知數(shù)據(jù),推測出大鐘的密度和體積.

4)請查閱資料,并通過計算說出“凡油蠟一斤虛位,填銅十斤”的科學(xué)依據(jù)是什么?

(3)內(nèi)容問題

1)物質(zhì)的形態(tài)都有哪些?

2)物態(tài)變化中吸放熱情況是什么樣的?

3)了解常見金屬的熔點和凝固點.

4)了解常見物質(zhì)的密度值.

5)知道物質(zhì)的密度計算及公式.

4.2 項目實施

(1)分組

教師先確定班級組織能力較強的學(xué)生為小組組長,然后通過學(xué)生自行選擇和教師調(diào)控的方式來完成小組人員配置,盡量讓各小組成員的興趣、能力、性別等差異均衡.在給學(xué)生分組后,通過小規(guī)模團建活動來促進組內(nèi)成員的交流和合作.

教師再推動各小組進行人員分工,其原則是“人人有事做,事事有人做”,要讓不同能力的學(xué)生都能發(fā)揮所長,在組內(nèi)找到存在感,可以在小組內(nèi)設(shè)置記錄員、電腦制作員、實物制作員、展示匯報員等崗位.

(2)項目式學(xué)習(xí)開展

項目活動一:查找古代鑄造技術(shù)

這一活動是讓各小組通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找古代鑄造技術(shù)的相關(guān)知識內(nèi)容.以小組組織查找為主,教師負責(zé)督促指導(dǎo).由學(xué)生選擇比較,教師確定以《天工開物》為文本進行研究,讓一名小組成員古文翻譯解讀,不清楚的地方請教語文老師,其他成員認真體會文獻科學(xué)內(nèi)涵.

本活動讓學(xué)生選擇從最容易的方式——查找文獻法來建立起小組合作,并且在活動中讓學(xué)生進行材料篩選等問題,進一步鍛煉小組的解決問題能力,同時在古文的翻譯中讓一些“偏文”的學(xué)生得到了施展空間,有助于讓全組成員動起來,發(fā)揮組內(nèi)團結(jié)協(xié)作優(yōu)勢,讓全體學(xué)生都產(chǎn)生興趣感.重要的是通過典籍閱讀讓學(xué)生感受到中華傳統(tǒng)文化之美,形成民族自豪感.

項目活動二:大鐘寺云實踐

這一課時先根據(jù)研究內(nèi)容分成泥范法鑄鐘、失蠟法鑄鐘、鐘的密度、鐘鈴的奧秘等若干任務(wù),由小組選取任務(wù),通過任務(wù)驅(qū)動,小組查找相關(guān)知識,組內(nèi)加工整理,最后小組匯報.教師一方面對小組存在的疑問進行答疑解惑,另一方面拓展豐富學(xué)生的知識內(nèi)容,還要對小組分工合作情況進行點評和指導(dǎo),以便于小組任務(wù)推進開展.

通過任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)形式讓學(xué)生學(xué)會獨立學(xué)習(xí)、增加個體解決問題的能力,同時也注重組內(nèi)的分享和同伴間的交流,這一課時讓學(xué)生查找大鐘寺,具有指向明確,能夠抓住重點,在實地參觀時避免走馬觀花,同時補充實際參觀鐘的觀察不足,解決了指向?qū)崟r性知識和基礎(chǔ)性的技能問題.對學(xué)生的信息提取能力是很大的鍛煉.

項目活動三:走進大鐘寺

這一活動是組織學(xué)生參觀大鐘寺,視具體情況可以采取班級集體組織和學(xué)生小組參觀的方式.讓學(xué)生在大鐘寺內(nèi)進行體驗學(xué)習(xí).教師和學(xué)生要利用好社會實踐契機,組織學(xué)生參觀曾侯乙編鐘、永樂大鐘、鐘林、鑄鐘模型制作等相關(guān)展品和展區(qū),讓小組學(xué)生注意觀察現(xiàn)象,討論蘊含的原理,研究依據(jù)相關(guān)原理如何后續(xù)的仿作和制作.

本活動讓學(xué)生通過觀察現(xiàn)象、觸摸實物、聆聽鐘聲,進行思考交流,運用科學(xué)方法開展研究.通過任務(wù)驅(qū)動,運用所查、所學(xué)、所聞知識理解與解決關(guān)于大鐘的問題,并做出基于證據(jù)的解釋,形成初步的研究成果.

項目活動四：創(chuàng)意鐘模型

這一活動是要讓小組根據(jù)任務(wù)單完成實物制作和電腦制作.實物制作的要求是依據(jù)大鐘寺中某一展品,小組進行設(shè)計和制作,能夠通過實物作品,復(fù)現(xiàn)展品制造過程或蘊含的知識;電腦制作是小組將整個活動過程進行匯報總結(jié),對實物作品進行文字或動畫說明.

本活動讓學(xué)生運用一定的操作技能解決問題,將想法或創(chuàng)意付諸實踐,通過設(shè)計、制作或裝配等,制作和改進較為復(fù)雜的鐘制品或用品,發(fā)展實踐創(chuàng)新意識和審美意識,提高創(chuàng)意實現(xiàn)能力.通過信息技術(shù)的學(xué)習(xí)實踐,提高利用信息技術(shù)進行作品的設(shè)計與制作能力.通過小組協(xié)作,發(fā)揮小組整體力量,提升團隊協(xié)作能力.

項目活動五:分享成果

小組進行匯報分享總結(jié),展示制作的電腦作品和手工作品.由小組對作品進行演示和說明,并對項目過程進行總結(jié)和分享收獲.

在活動總結(jié)階段,學(xué)生選擇合適的結(jié)果呈現(xiàn)方式,對活動過程和活動結(jié)果進行系統(tǒng)梳理和總結(jié),促進學(xué)生自我反思與表達、同伴交流與對話.學(xué)生學(xué)會通過撰寫活動報告等方式,反思成敗得失,提升個體經(jīng)驗,促進知識建構(gòu),并根據(jù)同伴及教師提出的反饋意見和建議查漏補缺,明確進一步的探究方向,深化主題探究和體驗.

4.3 項目評價與反饋

新課標(biāo)指出,“物理學(xué)習(xí)評價應(yīng)全面落實新時代教育評價改革要求,以學(xué)生發(fā)展為本,強化素養(yǎng)導(dǎo)向,著力推進評價觀念、評價方式和評價方法的改革,促進學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的改進.”[1]因此,教師在實施中應(yīng)強化評價與課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)的一致性,促進“教-學(xué)-評”有機銜接,提升評價質(zhì)量,充分發(fā)揮評價的育人功能.

基于以上分析,這一環(huán)節(jié)將過程評價和綜合評價相結(jié)合,科學(xué)設(shè)置評價量規(guī),強調(diào)包括學(xué)生自評、小組互評和教師評價在內(nèi)的多元化評價.其中,學(xué)生自評可以找到自身不足并改正,在下一個項目中引發(fā)積極思考;小組互評進行不記名評價,可充分培養(yǎng)學(xué)生的合作交流意識與能力;教師評價重點在于項目完成過程,不在項目完成結(jié)果.

從評價上來看,該多元化評價既可以幫助學(xué)生自我反思、相互提出意見建議,也能讓教師發(fā)現(xiàn)項目中存在的問題,從而進行改進.

總之,在新的物理課程標(biāo)準(zhǔn)指引下,物理學(xué)科實踐活動可以與多學(xué)科進行融合,而項目式學(xué)習(xí)也是鼓勵學(xué)生通過一個項目學(xué)習(xí)來融合多學(xué)科知識.學(xué)生在實踐活動中來體驗、收獲,提升自己的能力.在了解中國豐厚的傳統(tǒng)文化中,潛移默化地建構(gòu)物理知識,增強民族自豪感和文化自信.學(xué)科融合對于學(xué)生各方面能力的提升、對知識的認識與應(yīng)用,將有著巨大的推動.