在物理課程中設置“綜合實踐活動”的意義和教學建議——以“蘇科版”物理教材中的綜合實踐活動為例

劉炳昇

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇　南京　210023)

在物理課程中設置“綜合實踐活動”的意義和教學建議——以“蘇科版”物理教材中的綜合實踐活動為例

劉炳昇

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇南京210023)

名師簡介：劉炳昇，南京師范大學物理科學與技術學院教授，課程與教學論博士生導師，任《物理之友》主編、義務教育課程標準初中物理教科書(蘇科版)主編、中學科學(7-9年級)國家課程標準研制組核心成員.主要從事物理教學論和中學物理實驗的研究工作，享受國務院特殊貢獻津貼，榮獲國家教委普通高校優秀教學成果獎等.曾任中國教育學會物理教學專業委員會副理事長、世界銀行貸款“理科實踐教學和低成本實驗”研討班、“師范教育發展項目”物理教育國家級研討班中方主持人.

摘要：本文從培養創新性人才和發展學生個性特長的要求出發，提出了在物理課程中設置“物理綜合實踐活動”的主張，以期優化物理課程的探究性學習結構.結合“蘇科版”初中物理教材中綜合實踐活動的實例，說明了開展這種項目學習的意義.本文還提出了加強課題開放性和學生自主性的教學建議.

關鍵詞：綜合實踐活動；項目學習；個性特長；技術素養

蘇科版初中物理教材相對以往的教材有一個顯著的變化，就是設置了“綜合實踐活動”.它是在一章后或數章后為學生提供的一種特別的項目學習活動.這種學習活動具有以下特點：①以物理知識和科學方法為基礎；②實現物理學科內的綜合和跨學科的綜合，與生活、技術、社會相聯系；③需要有相對全面的實踐過程(如有較為完整的課題探究或技術設計過程)；④必修與選修的結合(所有學生都必須參與綜合實踐活動學習，但課題的數量和內容由各組學生自己選擇)；⑤課內與課外結合，主要任務在課外通過小組合作完成.

1開展物理綜合實踐活動的意義

為了提高學生的科學素養和適應創新性人才培養的需要，物理課程標準中強化了科學探究的理念，在課程目標、內容、實施、資源和評價方面，都提出了相應的要求.由此，我國初中物理課堂發生了可喜的變化，教學設計更注重學生探究的過程，關注學生學習積極性、自主性的提高，使學生更有效地理解概念、規律.但在我國的初中物理教學中還存在一定的局限性，首先，我國的科學課程基本上是分科課程，學科間的綜合以及科學、技術、社會間的綜合學習較弱，學生綜合意識和能力的培養受到一定限制；其次，比較強調學科知識的邏輯體系，科學探究學習多圍繞較小的知識點展開；由于課堂時間的限制，全程性的探究較少，老師的引導性較強，學生發揮自主的余地較小.雖然從理論上講，教學設計關注面向全體學生，但很難照顧到不同學生的個性特點.為了優化物理課程的探究性學習結構，我們在教材中設置了物理綜合實踐活動，為學生提供了更加開放的學習平臺.

首先，綜合實踐活動的選題能夠將物理與自然、生活、社會、技術、環境聯系起來，利用這種活動有利于對學生進行“科學、技術、社會、環境”教育.例如，在江蘇科學技術出版社出版的義務教育物理教材中，共設置了九個綜合實踐活動，其選題來自于對自然界的觀察、生活應用的需要和社會發展的需求.如，從防治噪聲污染出發，研究“比較材料的隔聲性能”的方法；從節能的觀點出發，進行“家庭用電的調查研究”；以偏僻山村急需送藥為情景，“制作一個醫用冷藏盒”；從觀察生活中簡單機械的應用出發，“設計和制作一個機械模型”等.

其次，綜合實踐活動是一種基于物理知識和科學方法的項目學習活動，學生圍繞項目任務進行探究和設計活動，經歷全程的探究和設計，有利于學生對科學探究的理解，提升科學探究的能力；有利于學生對技術的理解，提升技術設計的能力.例如，“探究樹蔭下的光斑”，需要學生實地觀察，拍攝太陽光照在地面上的光斑，描述光斑的特點，進而提出探究的問題；還需要學生做出猜想，提出影響光斑形狀、亮暗的因素等.在探究過程中，學生還會發現一些新的問題，如在探究光斑形狀與孔的大小關系時，學生發現三角形小孔不一定都成太陽的圓形光斑，當光屏離開小孔很近時，屏上呈現的就是三角形光斑，由此提出了“光斑形狀與光屏到小孔的距離有關”的猜想，進而又用更多的實驗來驗證它，并用光的直線傳播的原理分析和解釋有關現象.可見，綜合實踐活動能給學生提供更符合實際情況的探究情景，從而有利于提高學生的探究意識和能力.

再次，綜合實踐活動的開放性強，為學生自主選擇和創新提供了更廣闊的空間，有利于發展學生的個性特長和增進學生合作的意識和能力.例如，“設計和制作一個機械模型”，在課題準備階段,可以做下面的工作：①通過網絡或其他媒體查閱有關簡單機械應用的資料，了解歷史上和生活中有關機械的發明和應用情況.②在廣泛了解生活中各種簡單機械應用的基礎上，選擇一件典型的機械，觀察實物和使用情況，了解主要功能、構造和原理.③通過上述調查，得到啟發，小組成員各提出一個設計項目.然后以小組為單位，通過討論，確定準備設計、制作的機械模型，提出初步的方案：它由哪幾種簡單機械組成？功能是什么？是提升重物、控制某種機件動作還是牽引物體前進等？有什么特點？從哪些方面來評價最后的成果?……由于機械應用之廣泛，而使每個課題可能有不同的特色.又由于這種課題涉及對歷史、文化、生活、生產、科技等領域的調查，涉及方案的設計與修改，涉及制作與調試，涉及成果的展示、介紹和答辯，因此，在合作的團隊中，每個人都有發揮自己特長的機會.

2開展物理綜合實踐活動的建議

2014年10月江蘇省教研室組織了一次初中物理教學研討會，其中13個市的代表進行了“設計簡單電路”綜合實踐活動的現場課堂展示，其中呈現出教學設計的不少閃光點.但由于綜合實踐活動是一種課內外結合的教學活動，用一節課來展示是有局限性的.有的老師把這節課作為“課題動員準備課”來處理，有的老師把這節課作為“課題成果匯報課”來處理(事先布置學生并通過網絡給予一定的指導)，這是合適的.但多數老師，把它處理為一節微縮的綜合實踐活動課，把這節課上成了以教師為主導的技術課或實驗課，學生的活動完全在教師規定的框架內和引領下進行.雖然課堂氣氛活躍，以學生動手實驗為主，可以說是一堂好的學生實驗課，但不能很好體現出綜合實踐活動的特點，即與課堂教學不同的開放性和學生自主性.

綜合實踐活動是課內外結合的教學活動，通常一個綜合實踐活動大致可以分為課題動員和準備、課題實施、課題小結與評價三個階段.不同類型的課題有不同的模式，如“設計簡單電路”屬于技術設計類型的活動，下面以這個課題為例提出一些教學建議.

(1)教師應當明確“課題動員”的目的

為了使學生主動投入該項實踐活動，首先必須進行課堂動員，它的目的不是讓學生知道一個個的具體電路以及如何連接好這些電路，而是讓學生感受到生活中需要各種各樣功能的電路，了解設計簡單電路的思想方法.教師可以選擇一個典型的應用實例(可以是教材中的，也可以是其他貼近學生生活的實例)，與學生一起討論，如選擇病房呼叫電路.

①展示相關情景：住院處有許多病房，病房內有許多病床，病床上的病人隨時會有不同的要求，吊水的需要換藥水了，突然身體不適了等，怎么能讓值班的護士及時地知道哪個病床的病人發出求助信號？

②分小組討論，怎樣發出信號？怎樣讓值班室的護士知道？提出解決問題的原理方案，再通過實驗檢驗之，設計、制作模型.

③選一個小組向全體同學匯報，介紹他們解決問題的方案，展示實驗電路模型，并接受其他組同學的質疑，再介紹其他組的不同方案，進行評價.

教師小結，提出如下的設計思路：

(2)在整個活動中，應當營造小組學習的和諧氛圍，放手發揮小組合作的作用

如果在動員課中，教師提出任務和問題的步距過小、提示過多，容易造成課堂的生成性欠佳、小組活動形式化.因此，教師要放手，更多地讓小組長當主持人，讓學生暢所欲言.在討論選題時，也要發揮小組成員的作用.首先小組討論：在我們的生活中，有哪些應用簡單電路設計的課題？每個人根據自己的觀察、經驗，提出一二個課題，把所有題目列出，再從需求價值和可行性方面考慮，篩選出小組可選的課題.在課題的實施中，要關注小組成員的分工與合作，使每個成員都能發揮自己的特長，例如，有的學生上網查資料，有的學生準備器材，有的學生做實驗，有的學生拍照片，有的學生制作模型.準備匯報和答辯時，有的學生主講，有的學生制作PPT，有的學生操作演示等.要注意保護學生的積極性，特別是當有學生提出與

眾不同但帶有某種片面性的意見時，要鼓勵而不要譏諷，這樣才能有助于開拓思路和創新.

(3)要關注走進生活、走進社會，充分利用社會的教育資源

綜合實踐活動選題和實施要盡可能面向生活、走進社會，例如，在“設計簡單電路”的選題時，課堂上首先用“病房呼叫電路的設計”給學生以示范的作用，再請學生分組討論，初步議論一下我們生活中可能有哪些應用簡單電路的課題.課后請同學做一點社會調查，在家中、在商店里、在醫院、在馬路上等場合，看看有哪些可能的課題，然后討論確定自己的課題.在課題實施過程中，盡可能深入到一些工廠、醫院、商店、科研等部門，訪問一些專業人士.例如，晚間學生們到醫院急診病房去參觀，聽護士的介紹，親身感受到呼叫電路的作用.再如，讓學生調查十字路口的交通信號燈和采訪交警，了解信號燈的作用和基本原理，還可以對信號燈的設置和公民的交通安全教育提出建議.在這個過程中，學生不僅增長了知識，而且增進了對交通行業的了解，提高對“科學、技術、社會、環境”間關系的認識，也開拓了課題研究的思路.

以下列出一些可供參考的選題：

名稱需求基本要求1病房呼叫模擬電路病人向值班護士求助.護士必須知道求助病床號,所有病人都能發出信號,且互不干擾.2冰箱門控照明模擬電路冰箱取放物時需照明.關門熄燈,開門亮燈.3臥室控燈模擬電路睡覺關、開燈不必起床.進門可開關燈,床邊也可開關燈.4值班室門控模擬電路夜間前后門來人需要開門.值班人必須知道有來人,且知道是在前門還是后門.5手術室門控模擬電路讓室外人員知道室內是否有手術.門外有紅、綠燈,室內有白燈照明,都受門控.6電吹風模擬電路根據需要送出冷風或熱風.由電風扇送風,由電熱絲加熱.7汽車轉彎信號模擬電路轉彎時,向后面的車發出轉彎信號.后車駕駛員需要知道是左轉還是右轉.8樓道照明燈模擬電路上、下樓時既要有照明,又要考慮節能.在上樓時可開燈,到樓上后可隨手關燈,且不影響后續上、下樓人員的照明需要.9搶答器模擬電路滿足問題搶答競賽的需要.能分辨哪一組最先搶答.10選答器模擬電路滿足多選項答題的需要.能顯示選項,且能顯示對錯.11人行橫道線處交通信號模擬電路保證行人安全與交通暢通.人行道和車行道都有信號燈,人穿越道路時可控制信號燈,人行后恢復車行信號.12滿足十字路口交通信號模擬電路滿足十字路口過往車輛安全與通暢的需要.用手動開關控制十字路口的紅綠燈,一條道可通行時,另一條道必須禁行.13彩色光電筒的模擬控制電路手電筒的色光可以變化.可以分別產生紅、綠、藍、白等多種色光.

(4)要關注綜合實踐活動中的技術設計思想和方法教育

科學的發現和原理要轉化為社會的物質或精神的成果必須要通過技術的環節，社會的分工也需要更多的人從事技術工作，技術素養是公民的基本素養.因此，我們要重視技術教育.同時，綜合實踐活動中的技術活動也為更多學生提供了發揮個性特長的機會.

圖1

在“設計簡單電路”的課堂展示中，我們看到許多老師只是讓學生畫出基本的原理電路，然后再把原理電路連接成實物電路，實驗驗證一下就算完成了課題任務.實際上，課題還有許多技術工作要做.例如，值班室與病床是分開的，將原理電路轉化為實際電路時，必須分兩個單元來考慮.有的老師把“值班室”設在講臺上，讓每個小組當成一個病床，把各自的開關連接在講臺上的電路中，然后各自試一試，這樣的效果就很好.在技術設計評價中，它還是有缺點的，每個病床開關都用兩根長線，勢必造成導電線材的浪費，技術設計是要考慮成本、考慮節約資源的.另外，還應指出，我們用的是閘刀開關，它可能會長時間接通，造成值班室噪聲過大，用按鍵開關會更好.實際的指示器也不是許多燈泡，而是一種數碼顯示電路器.老師應當關注通過活動讓學生獲得技術創新的體驗，例如，在設計樓梯開關電路時，如果開關設在樓下，人上樓后，電燈就無法關掉；如果樓上再串聯一只開關，人上樓后，電燈就可以關掉了，但再有人要上樓，在樓下就不可能開燈.怎么辦呢？如果多提供2只單刀開關，怎么設計？有人設計了如圖1所示電路，樓下裝2只開關，樓上也裝2只開關，都保持一通一斷，就可以控制了.但這個電路仍然麻煩，能否設計一種特殊的開關來替代兩個開關呢？單刀雙擲開關就是在某種需求下分析原有器件的缺點而誕生的.由于活動中引入了技術調查，還使學生接觸了許多新的東西，如聲控開關、觸摸開關、LED燈等，對現代科技有了更多的了解.又由于活動中引入學生動手制作環節，活動的成果展示更加生動，如在這次展示課中，學生制作的LED手舉牌、立體的樓道雙控燈模型、立體的十字路口交通信號燈模型等，可看到學生發自內心的成功喜悅.

總之，物理綜合實踐活動是一種很好的教學形式，值得老師們做更多的實踐研究.

參考文獻：

[1]陳嫻.多元智力觀與物理教學策略.北京：高等教育出版社，2008.

[2]劉炳昇.關注學生的個性發展—介紹初中物理課程中的“項目學習”的策略.物理通報，2012，(8).

名師簡介：陸天明(1969—),男,江蘇南京人, 南京師范大學附屬中學江寧分校教研部副主任, 南京物理學會理事, 南京師范大學物理教育研究所兼職研究員,主要研究物理課程與教學論.

·名師論壇·