基于學生經驗的項目學習設計策略
——以“電壓和電壓表的使用”教學為例

陳榮高

(江蘇省吳江中學,江蘇 蘇州 215200)

項目學習是在美國著名的哲學家、教育家杜威的教育理論影響和指導下孕育而生的一種教學方式，在20世紀90年代,項目學習在中小學教學中被關注并開始相關的實踐與探索,取得了一些成果。根據維果斯基的最近發展區理論,項目的設計和任務的布置必須是學生力所能及的,要能調動學生的積極性,激發其潛能。所以,項目設計必須要符合學生的認知發展水平,照顧到學生的經驗和知識儲備。杜威認為：最好的教育就是“從生活中學習、從經驗中學習”。

關于學生經驗，存在三種情形：一是對當前的學習缺乏相關經驗,存在盲區,我們姑且稱之為“零經驗”,需要教師培育、充實；二是擁有對當前學習十分有利的經驗,我們稱之為“正經驗”,教師要充分利用它,促進正經驗的健康“生長”；三是擁有對當前學習不利的經驗,我們就稱之為“負經驗”,教師要在教學中矯正它、改造它,在糾正“負經驗”的過程中幫助學生成長。如果教師能關注以上情形，設計相關的學習項目，安排學習任務,使之符合學生的認知發展特點,教學會事半功倍。

在“電壓和電壓表的使用”的教學中,就可以在學生經驗的基礎上,利用項目學習方式設計課堂教學,進而激發學生的學習動機,并在任務的驅動下展開深度學習。

1 學生“零經驗”的充實和豐富

課題引入關系到整堂課的流暢性，也關系到學生學習興趣的激發,課題的引入必須有效、合理。蘇科版初中物理教材在引入電壓的概念時采用的是類比法,形象地將水流比作電流、將水壓比作電壓、將抽水機比作電源、將水輪機比作用電器,從而得出電壓是形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。如圖1所示,課堂上一般是展示相關水路的圖片,將它們與電路進行類比,看似很好地引入了課題,其實不然。抽水機、水輪機是生產中常見的裝置,但學生接觸它們的機會并不多,對抽水機和水輪機的了解幾乎為“零”,他們不清楚抽水機和水輪機的真正模樣,更不了解它們的工作狀況,抽水機和水輪機都處于他們經驗的盲區,所以這種引入方式有點牽強。

圖1

有教師采用了動畫引入的方式,動畫雖然可以呈現抽水機和水輪機的工作過程,但動畫畢竟是一種虛擬,真實性無從考證。如果充分考慮到了學生經驗的盲區,那么必須把學生缺乏的經驗在課堂上進行及時充實。具體方法就是呈現真實的抽水機、水輪機模型以及它們的工作過程(圖2),學生能聽到抽水機抽水的聲音,觀察到水瓶中水位的變化、水管中水的流動以及水輪機扇葉的轉動,他們能從多種感官通道獲取足夠的經驗。

圖2

2 學生“正經驗”的遷移和生長

經驗是學生在學習、生活過程中習得并逐步積累的，因為“正經驗”對新知識的學習具有促進作用,所以課堂上必須加以有效利用,一是要遷移到當下的學習活動中來,二是要促進“正經驗”的不斷生長。

“電流和電流表的使用”為本節課的學習提供了“正經驗”,如在調零、量程、正負接線柱、讀數等方面，根據這些“正經驗”可設計任務：用電壓表測量一節干電池的電壓。

在教學中,采用閱讀說明書的方式組織學生開展小組合作學習,在說明書的引導下,讓學生去測量一節干電池的電壓和幾節干電池串聯時的電壓。先做后學,學后再教,讓學生的經驗成為重要的學習資源。

干電池上標有“1.5V”字樣,是剛好1.5V嗎？我們可以用電壓表來測量。首先讓學生觀察電壓表的量程,因為有使用電流表的經驗,學生都很快明了電壓表也有兩個量程及各量程對應的分度值,測量干電池電壓時應選用“0～3V”的量程。測量前,各實驗小組都注意到了要對電壓表進行調零。測量時，各實驗小組都做到了導線和接線柱接觸良好,也都注意到了正、負接線柱的問題。最后讀數時,每個小組的結果都接近1.5V。筆者還額外安排了有興趣的同學測量車用蓄電池的電壓,在不能確定它的電壓值時,先選用“0～15V”的量程進行試觸和測量,測出的電壓值是5.7V。

布置真實任務的好處是不用刻意教授電壓表的使用方法,而是在任務的驅動下,學生可以自己體會和感悟電壓表的量程、分度值、正負接線柱,學會電壓表校零和讀數。

3 學生“負經驗”的矯治與改造

“負經驗”對新知識的掌握可能會產生負作用,比如思維定勢會對概念的建構和規律的揭示產生阻礙和抑制作用。戴爾·卡耐基指出：成功者與失敗者之間的區別常在于成功者能從經驗中獲得益處,并以不同的方式再嘗試。教師應巧妙設計任務,讓學生在項目學習中進行反思,一是不讓負經驗給學習帶來負作用,二是要矯正與改造學生的負經驗。

由于用電流表測量電流時,應該與被測電路串聯,學生自然會想到用電壓表測電壓,也要與被測電路串聯。由此可見,學生在此處存在著負經驗。為了打破這個負經驗的抑制作用,可設計任務：用電壓表測出小燈泡工作時的電壓。

學生動手實驗,一部分人把電壓表與燈泡串聯,另一部分人把電壓表與燈泡并聯,閉合開關后,電壓表都顯示出了電壓值。但串聯和并聯的結果有天壤之別,采用電壓表與燈泡串聯的接法,電壓表雖有讀數,但燈泡不發光；而采用電壓表與燈泡并聯的方法,電壓表有讀數,且燈泡是發光的。教師組織學生對上述兩種情況展開對比,讓學生發現、找到電壓表測電壓時的正確連接方式。至此，學生掌握了電壓表的正確使用方法,為即將進行的串、并聯電路電壓特點的探究做好了必要的準備。

4 學生“經驗”的再生長和鞏固

杜威認為：教育就是經驗的改造和經驗的生長。通過實驗探究,學生掌握了規律：在串聯電路中,電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。雖然他們在探究活動中獲取了新的經驗,但是學生對規律的理解還不一定到位。為了讓學生把規律掌握得更加牢固,筆者設計了以下任務：測量串聯電路中電源和燈泡兩端的電壓,對學生的新經驗進行進一步改造和鞏固,促進經驗繼續生長。

如圖3所示,讓學生觀察電路圖,并提問：A和B之間的電壓大不大？比電源電壓大還是小？學生都是從串聯電路電壓規律角度考慮,認為A和B之間的電壓是電源和燈泡L1上的總電壓,猜想這個電壓要比電源電壓大。然后讓學生進行電路連接和測量,測出這個電壓,發現比電源電壓小,由實驗結果和猜想的差異激發了認知沖突,再次激發學生的求知欲,并使課堂教學達到高潮。經過分析,學生發現：電壓表實際測量的是L2的電壓是U2,根據串聯電路電壓的特點,有：U2=U-U1,當然比電源電壓U要小。

圖3

5 結語

通過任務驅動,讓學生在做中學,及時總結方法,是防止經驗給學習帶來負作用的最有效方法。作為初中物理教師,在教學實踐中還應注重把學生的生活經驗與物理學習結合起來，以構建完善的認知結構。

知識是人類對自然探索的結果總和,也是經驗的系統固化,唯有將經驗改造與生長同知識掌握與運用結合起來,方可最大限度激發學生的潛能,展現他們的才智和能力。由于物理與生活、生產關系十分密切,初中物理教學應該切實踐行“從生活走向物理,從物理走向社會”的課程理念，基于學生的經驗開展項目學習,設計和布置任務,把學生經驗和項目學習有機融合起來,有效提高初中物理教學的效率。