基于项目式学习的教学实践探索——以“小灯泡额定功率的特殊测量”教学设计为例

 基于项目式学习的教学实践探索——以“小灯泡额定功率的特殊测量”教学设计为例

肖阳

福州屏东中学

摘要：基于项目式学习构建真实物理情境、解决实际问题的物理课堂教学，符合新课标所倡导的教学理念，有利于学生物理核心素养的发展。以“小灯泡额定功率的特殊测量”一节为例，通过创设情境，解决与电功率知识相关的物理问题。

关键词：项目式学习；教学设计

项目式学习（PBL），最早起源于美国著名教育学家杜威提出的“做中学”教育理论。1918年，教育学家克伯屈在《项目教学法：在教学过程中有目的地活动的应用》中首次提出了“项目学习”的概念，将项目作业引入教学领域并进行实践。基于真实情境的学习，应以真实的研究对象和相关问题情境为基础，模拟真实的社会交流和学习环境，引导学生像科学家一样进行思考和实践，使学生的学习兴趣和学习效率大大提升。在项目式学习中促进学生物理学科核心素养的发展，项目式学习的教学目标就不能只注重学科知识，教学设计也不能只依据知识线索而展开，而应该要把培养学生的核心素养作为教学的主要目标，把项目式学习真正融入物理课堂教学，以物理课程标准为依据，切实转换师生间的教学方式，通过项目式学习让学生主动探索现实生活中的问题，并在探索过程中促进学生“深度学习”，落实“物理观念”“科学思维”“科学探究”以及“科学态度与责任”等物理学科核心素养的培养。笔者以沪科版九年级物理“小灯泡额定功率的特殊测量”教学设计为例，阐述在真实情境问题解决中如何落实初中生物理核心素养、学科能力的培养。

一、基于项目式学习的物理教学设计与实践

（一）基于真实情境问题解决的教学设计

教学设计说明：

1.课前学生活动：

思考：有一个规格为“2.5V”的小灯泡，手边有电源（电压未知）、已知阻值的定值电阻、电压表或电流表各一个，滑动变阻器一个，开关（含单刀单掷、单刀双掷开关若干）、导线若干，你准备如何测量它的额定功率？（从拆表开始，到只用开关控制，请完整体现在导学案中）

（1）团队内部讨论、设计实验电路图。

（2）制定实验方案并进行实验，记录实验数据。

（3）优化并改进实验方案。

2.创设情境：上节课，我们已经学习了用电能表来测家庭用电器的实际功率，同学们请看，老师这里就有一个家庭照明电路演示板，下面我们就用它来帮忙测量一下这盏灯的实际功率。

3.课中学生活动：

（1）活动1：利用电能表测量家庭电路中小灯泡的实际功率。

（2）活动2：学生分组实验，在额定电压已知的情况下，利用“伏阻法”测量小灯泡的额定功率。

（3）活动3：学生分组实验，在额定电压已知的情况下，利用“安阻法”测量小灯泡的额定功率。

（4）活动4：将电压表或电流表改装成功率表测量小灯泡的实际功率。

4.课后探究与实践。

（二）教学过程

1.创设真实情境，提出问题

师：我们能不能利用学过的知识，通过设计电路，将电压表或电流表改装成功率表直接测功率呢？

通过复习用电能表测家庭电路中小灯泡的电动率、方法对比，引导学生思考能不能用更便捷的方法来测灯泡的电功率呢？从而引导学生提出问题：能不能利用学过的知识，通过设计电路，将电压表或电流表改装成功率表直接测功率呢？

2.科学探究，培养物理思维

（1）“伏阻法”测小灯泡额定功率（已知U额）：

提出问题：有一个规格为“2.5V”的小灯泡，手边有电源、已知阻值的定值电阻、电压表或电流表各一个，滑动变阻器一个，开关、导线若干，你准备如何测量呢？

实验设计：

思维展示：

（2）“安阻法”测小灯泡额定功率（已知U额）：

提出问题：只用电流表，我们又该如何测量小灯泡的额定功率呢？

实验设计：

思维展示：

3.学以致用，迁移提升

提出问题：刚才我们已经重点学习了用单表法测灯泡的额定功率，我们能不能也用同样的方法来测用电器的实际功率呢？这个是我们刚才利用“伏阻法”测灯泡额定功率的电路图，那我们现在要测灯泡的实际功率，为了简化问题，我们先把滑动变阻器去掉。请同学们推导一下灯泡的实际功率与它两端电压的关系式。

生：推导一下灯泡的实际功率与它两端电压的关系式：。

师：这是老师也依据这个公式事先改装好的功率表（展示），理论上，这个位置可以接任意阻值的用电器，用这套装置测它此时的电功率。请同学们利用课桌上的器材帮老师检验一组任意阻值时的功率，实验过程中一定要注意保证电路的安全。由于滑动变阻器的存在，为了防止电路状态的改变，一开始先利用滑动变阻器调节小灯泡与定值电阻两端电压之和为5V。

生：分组实验。

（三）作业设计

1.在测“3.8V”小灯泡额定电功率实验中，R阻值已知，电源电压未知，以下能测出小灯泡额定功率电路的是（　　）

2.在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图a所示，图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样。

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。

（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，其故障原因可能是。

（3）故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0V，接着应将滑片向滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图b所示。则灯泡的额定功率为W。

（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验，于是向老师要了一个R0的定值电阻（阻值适当），和一个单刀双掷开关（符号为（），借助原有的实验器材，顺利完成了实验，假如由你来做实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案。

①在虚线框内画出实验电路图。

②简述实验步骤。（用相应的字母表示测出得出物理量）

③写出灯泡额定功率的表达式P额=。（用已知量和测量量表示）

二、教学实践反思

构建真实情境的课堂教学，可以最大化地激起学生学习的积极性与主动性，使学生能够充分地体验、质疑、探究并实践知识，将传统以教为主的方式向以学为主的现代方式转变，是有效落实以生为本教育理念的重要方法与途径。将项目式学习引入初中物理课堂，融合进教学设计中，可以有效提升物理课堂的效率以及学生对知识的吸收程度。项目式对于教师最大的考验之处在于教材内容、学科知识的整合。教师应能利用大概念优化知识结构，打破学科壁垒，使课程少而精，促进学科内，学科与学科、学科与生活之间的有效联系。在初中物理教学中加强项目式学习研究与构建，使项目式学习真正融入物理课堂教学，这对落实物理课程标准、切实改变师生的教学方式、促进学生“深度学习”、培养学生学科核心素养和关键能力、培养符合社会发展需要的复合型人才都具有重大的意义。

参考文献

[1]黄艳红.初中物理项目式学习的实践与反思[J].教学与管理,2021(22):3.