在“項目”的海洋中遨游

許耀平 張曉雪

(北京師范大學第二附屬中學，北京 100088)

在“項目”的海洋中遨游

許耀平 張曉雪

(北京師范大學第二附屬中學，北京 100088)

作為一種重要的學習理念和學習方式，項目式學習受到了學生的喜愛，有效發掘和培養了學生的創新能力和實踐能力.本文就我校“項目式學習實驗班”學生開展項目式學習和實驗的過程和本人近兩年的項目式學習實驗班的授課情況，談自己的體會和一些做法.

項目式學習;項目實例;評價

近年來，項目式學習作為一種重要的學習理念和學習方式，受到了越來越多學者的關注和學生的喜愛.在我們學校，有這樣一批學生，在高一、二兩年中每周有兩個半天，遨游在項目海洋中，在他們自己的實驗室中動手實踐，每個學期選擇自己喜歡的項目，“格物致知，學以致用”.他們就是我校“項目式學習實驗班”的學生，而我很幸運成為他們“工程與技術”方向的老師.

1.項目式學習的意義

所謂項目式學習，是以科學的核心概念和原理為中心，通過小組合作、自主探究的方式，完成項目作品，在這個過程中獲得知識、提升動手實踐和創新精神.而“工程與技術方向”則是以物理學科為核心開設，通過工程技術訓練可以直接獲取知識和掌握技能，并在實踐中提高能力.

設立“項目式學習實驗班”的意義就在于培養學生的動手能力，在培養動手能力的同時，發掘和培養學生的創新能力和實踐能力.使他們成為獨立個體，能夠著手發現，認識有意義的新知識、新事物，新思想和新方法，掌握其中蘊藏的基本規律并具備相應的能力，為將來成為創新型人才奠定全面的素質基礎.

2.教師的作用

在項目式學習實驗班學習中，教師主要起到以下幾個方面的作用：

(1)保護學生的好奇心和激發學生的興趣.每個學生都有對于學科知識的好奇心，好奇心是興趣的來源.通過學習能夠解決問題，體會到解決問題的喜悅，體會到成就感，增強他的興趣.

(2)選擇適合發展學生創新能力的課題.課題的選擇要與課堂主干知識接軌，同時還要貼近于生活，選取學生感興趣同時能夠解決生活中問題的課題.

(3)教師對于學生的課題要有前瞻性的指導.一個有創造性的教師應能幫助學生在自學的道路上迅速前進，給予學生的課題要有前瞻性的指導，教會學生怎樣對付大量的信息.

(4)引導學生動手制作或者實驗.很多的應用類的科技創新都是在實際操作中遇到問題需要解決時產生的.因此在培養中學生創新能力時，一定要讓他動手，在實際操作中，發現問題時，他在想辦法解決的過程，就是創新能力養成的過程.

3.項目實例

在兩年的教學中，逐漸體會到教學相長，而在項目課堂中引導學生自己解決問題，為他們提供解決問題的方法、手段，在提高他們動手、實踐能力同時，也讓我對自己充滿自信.在這里想通過幾個實例來簡單的介紹一下我們的項目班課程.

(1)齒輪鐘的設計制作

對于課題，我們提出了制作的步驟，研究的要求：

我們首先提供玩具齒輪鐘、家用齒輪鐘供學生拆卸，研究內部結構.

接著各組同學進行了不同的設計，其間發現和解決了各種問題：

A.齒輪板材的選擇(高密度板和亞克力)、齒輪軸的確定.

B.確定齒輪數據，繪制齒輪打印圖.

C.排除了異軸齒輪的干擾，巧妙的時分針同軸.

D.修復齒輪轉歪、咬合不好、不穩定的bug，解決材料帶來的摩擦等問題.

E.在控制齒輪鐘的計時裝置時，我們做了分兩步走的策略：首先是，在沒有嚴格控制計時的時候，齒輪鐘滿足時針分針秒針的轉速比，第二步，加入計時裝置，在加入計時裝置的過程中，學生想到了以下幾種解決辦法：晶體振蕩器(技術有限，實現起來有很大的困難)；定速電機，調速電機，單片機，擒縱擺，最后完成的比較好的裝置時單片機和擒縱擺.

(2)電磁炮的制作

在高二上學期的學習中，電場，磁場和電磁感應是我們的核心知識內容，因此，我們想到了制作電磁炮.我們老師通過查閱資料后，了解到電磁炮的基本原理之后，初步決定分為兩步走：先制作低壓電磁炮，再制作高壓電磁炮.

學生在接到課題之后，他們也查閱資料，發現電磁炮有線圈炮，軌道炮，重接炮等等分類，從制作簡單的角度入手，他們最開始想制作軌道炮，但是發現小球與軌道接觸電阻太大，而且找不到合適的能提供大電流的電源，又沒找到辦法權衡過大的摩擦力和過小的接觸面積造成的打火現象，最終沒能成功.于是轉到的線圈炮的制作方向上來.

在繞制好線圈之后，學生提出了問題，如何得到大電流的電源？我們讓學生試過學生電源，電池組，但是效果都不好.我們老師知道需要用電容，但是我們并沒有直接告訴學生，而是讓學生自行閱讀課本上電容這一節內容，然后提出一個問題：如何利用手上的電容得到更大容量的電容，學生又查找資料，找到了電容并聯的方法.(8個12V30μF電容并聯)

在完成制作，發射之后，學生發現子彈(鋼針)的出膛速度不夠，于是提出了高壓電磁炮的制作設想，跟學生交流后，提出了以下幾個問題：(1)如何得到高壓直流電源？(2)低壓線圈還適合嗎？(3)如何監控電容器電壓？(4)如何保證發射安全？

當時，還沒學到“交流電”一章，在查找資料后，同學們借來了鐵芯、二極管、電感、電容，自己繞制線圈，制作整流、濾波電路.因為安全考慮，采用學生電源交流12V輸出，升壓后，通過示波器觀察整流濾波后的波形.

在發射過程中，我們出于安全，并沒有使用學生制作的直流高壓充電裝置，而是使用了一個老師制作的直流高壓充電裝置.最終我們老師提出的幾個問題被一一解決學生也成功地發射了自己制作的電磁炮.

(3)電聲樂器的制作

在高二下半學期，我們學完電磁感應的知識之后，在給學生講授線圈式話筒和喇叭的原理之后，學生提出了一個問題，那電吉他的工作原理是電磁感應嗎？我們老師的第一反應是是電磁感應，但是原理是什么，我們并不清楚.在查閱資料和詢問有關專家之后我們弄清楚了原理，然后想到，我們的項目課程是不是可以讓學生制作一把電吉他或者是其他的樂器呢？

于是我們請專家給學生做了一次講座，講授了有關電聲樂器的基本原理，學生在弄清楚原理之后，學生開始了設計圖紙和方案，而且每個小組進行了分組，有的同學負責木工切割，有的負責線圈繞制，有的負責電路測試，有的負責組裝調音.在整個制作過程中，我們老師只是提供方向和思路，所有的問題解決，動手制作都由學生完成.從2m長的木方變成琴身，從0.6mm的漆包線變成1600匝的線圈，從硅鋼片鋸成合適的鐵芯，從木方上開槽，鋸子，鑿子，刨子，臺鉗，臺鉆，切割機……全都是學生自己動手，到最后，整個項目完成了3把吉他和一把小提琴的制作.

4.學生的收獲

(1)一個個感興趣的課題，激發了同學對科學的興趣，為夢想插上騰飛的翅膀.

有一個酷愛吉他的男孩，他對我們說“自己特別想親手做一把吉他”，于是在課上，無論選材、設計，他精益求精，當優美的聲音被彈響時，那種滿足感無語言表.

(2)自主管理項目的能力.同學要完成先期文獻查找、項目策劃、制定方案、原材料購買、加工制作、問題解決、成果評價、成果發布等各個環節.

(3)給同學更多機會——敢于嘗試、樂于動手、勤于思考.

5.多樣化的評價機制

項目課不同于平時的課程，不可能通過考試來評價，于是我們主要采取平時的過程性評價和產品評價來評估學生的學習過程.

(1)在高一下學期末，我們辦了齒輪鐘展示會.這項活動，極大地調動了同學的熱情，在各自的“攤位”上使出渾身解數推薦產品，回答參觀同學和老師提出的問題，贏得選票.

(2)高低壓電磁炮，以鋼針發射距離遠近作為評價指標之一，開展了有趣的發射比賽和打氣球比賽.在設計中，學生通過選擇合適的電容器、繞好線圈(匝數)，調整發射鋼針的位置、角度、施加一定的電壓，希望射程最遠同時能命中目標，制作最好的組在3m的距離能夠準確地命中目標，并擊破氣球.

(3)電聲樂器，我們邀請家長和同學一起參加項目的展示，分享制作的經歷，然后現場來一段表演，極大調動了現場的氣氛.

這兩年的項目式學習實驗班的授課，深刻的體會到，學生的動手實踐能力和創新能力不是像我們之前所想象的那樣糟糕，而是我們之前沒有時間和機會讓學生展現出他們在這方面的能力，如果我們能夠堅持學以致用，堅持學生動手實踐能力的培養，那么創新能力在動手實踐的過程中就能逐漸養成.

[1]溫寒江.思維的全面發展與中小學生創新能力培養[M].北京：教育科學出版社，2015.1.

[2](美)Brad Graham，Kathy McGowan.趣味電子制作[M].北京：科學出版社，2009.11.

[責任編輯：閆久毅]

G632

A

1008-0333(2017)24-0064-02

2017-06-01

許耀平(1981，12-)，男(漢族)，重慶市人，碩士，中學一級.從事高中物理教學.張曉雪(1979，4-)，女(漢族)，遼寧鐵嶺市人，碩士，中學高級教師.從事高中物理教學.