李先全　陳超

摘? ?要：實(shí)現(xiàn)“停課不停學(xué)”，居家學(xué)習(xí)是疫情時(shí)期的最佳選擇。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，學(xué)校開設(shè)選擇性、個(gè)性化的線上課程，教師整合家校教學(xué)資源開展開放的科學(xué)探究活動(dòng)，成為線上教學(xué)聚焦的熱點(diǎn)。在“浮與沉”的教學(xué)中，布置居家制作“浮沉子”模型并后期制作成微視頻，以比賽的形式參與分享和交流，大力提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。文章用任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，開展居家學(xué)習(xí)模型制作比賽，激發(fā)學(xué)生居家學(xué)習(xí)的興趣，拉近了物理與生活的距離，符合“突出學(xué)生主體地位”和“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念。

關(guān)鍵詞：居家學(xué)習(xí);精準(zhǔn)整合;科學(xué)實(shí)踐活動(dòng);浮沉子

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）8-0016-3

1? ? 問題提出

突如其來的新冠疫情， “互聯(lián)網(wǎng)+教育”成為居家模式下呈現(xiàn)出的一種新的學(xué)習(xí)樣態(tài)。學(xué)校開設(shè)助力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的在線課程，教師如何有效開展線上教學(xué)，如何在線上教學(xué)模式下科學(xué)開發(fā)居家學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源，助力學(xué)生居家學(xué)習(xí)并發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，確保居家學(xué)習(xí)的最佳效果。這是一個(gè)在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下教學(xué)的新挑戰(zhàn)，給各位老師線上教學(xué)提出了新的要求。物理學(xué)科作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的學(xué)科，在居家背景下，基于發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，將家校課程資源有效開發(fā)和有機(jī)融合是所有物理教師神圣的教學(xué)使命。

2? ? 教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1? ? 確定目標(biāo)

在疫情時(shí)期居家學(xué)習(xí)期間，基于“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念，經(jīng)過備課組的集體研討，確定在對“物體的浮與沉”線上教學(xué)后，開展項(xiàng)目式科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生利用家里的物品制作經(jīng)典的“浮沉子”模型。

2.2? ? 明確要求

學(xué)生在完成制作“浮沉子”模型中，要明確這次開放科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的要求：科學(xué)性、趣味性、藝術(shù)性相結(jié)合。學(xué)生在動(dòng)手制作模型前，要查詢“浮沉子”的相關(guān)信息，并對信息作出評估，歸納、總結(jié)查詢到的“浮沉子”模型的優(yōu)點(diǎn)與不足并作出評價(jià)，并進(jìn)行小組討論，確定方案。學(xué)生最終要上交“三件套”：制作模型、剪輯視頻、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.3? ? 小組合作

學(xué)生自愿組建制作小組，組長由民主競選產(chǎn)生，負(fù)責(zé)組織活動(dòng)方案的制訂和組織討論。在優(yōu)化模型的制作過程中，各小組紛紛提出關(guān)鍵問題來驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目開展。比如，“浮沉子”的材料密度比水大還是比水??？“浮沉子”里面的水的體積多少為宜？怎樣制作“浮沉子”更有美感？整個(gè)“浮沉子”的浮沉場景如何設(shè)計(jì)？怎樣寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告？后期微視頻怎樣制作有新意？有的小組提出，每個(gè)組員都按照討論的方案來制作，但是要控制不同的變量或者聚焦不同的主題，通過對比研究找到最佳方案，等等。

2.4? ? 家長賦能

由于是居家學(xué)習(xí)，老師鼓勵(lì)家長也參與到活動(dòng)中，家長的任務(wù)有三個(gè)：第一是傾聽，聽聽孩子給家長講“浮沉子”的原理;第二是記錄，拍照或用視頻記錄孩子制作的過程，便于學(xué)生后期剪輯模型的微視頻;第三是安全，負(fù)責(zé)提醒學(xué)生安全制作。

3? ? 學(xué)生作品

3.1? ? 多種模型

學(xué)生作品全部來自居家物品，主要呈現(xiàn)以下幾種“浮沉子”模型（圖1）。

模型一：選用一端開口的容器，倒立放置。如圖1（1）倒立的玻璃小瓶，圖1（2）倒立的玻璃試管。

模型二：自制一端開口的容器，倒立放置。如圖1（3）吸管一段封口、另一端附著別針，圖1（4）筆套+橡皮泥。

模型三：自制兩端開口的容器，將吸管對折，開口朝下放置。如圖1（5）對折的吸管+橡皮擦。

模型四：已封閉一定體積氣體的塑性物品。如圖1（6）塑料包裝的牛奶糖+回形針。

這些模型的可以歸納為兩大類，一類是開口“浮沉子”[圖1（1）到圖1（5）]，其原理是模型的體積（含進(jìn)入模型的水和密閉的氣體）不變，通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉;另一類是閉口“浮沉子”[（圖1（6）]，其原理是模型重力不變，通過改變自身體積來實(shí)現(xiàn)浮沉。當(dāng)“浮沉子”的浮力小于重力，“浮沉子”下沉;當(dāng)“浮沉子”的浮力等于重力，“浮沉子”漂浮或懸浮;當(dāng)“浮沉子”的浮力大于重力，“浮沉子”上浮。

3.2? ? 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生要學(xué)會(huì)將制作過程整理成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括活動(dòng)目的、器材準(zhǔn)備、制作過程、存在問題及解決辦法、實(shí)驗(yàn)收獲與反思等。比如，王同學(xué)將制作過程歸納為五步：第一步，容器裝水，向礦泉水瓶裝水（注意：不要裝得太滿，讓瓶內(nèi)留少量空氣）。第二步，調(diào)整自重，玻璃小瓶裝大約多一半的水（注意：不要裝得太滿，否則玻璃小瓶將直接沉底;不要裝水太少，否則將要費(fèi)很大的力才能使玻璃小瓶下沉）。第三步，封閉空氣，將開口的玻璃小瓶瓶口朝下放入礦泉水瓶中，在玻璃小瓶里封閉一定體積的空氣，使玻璃小瓶漂浮在水面上。第四步，封閉容器，擰緊容器瓶蓋，形成封閉系統(tǒng)，便于改變內(nèi)部壓強(qiáng)。第五步，形變?nèi)萜?，擠壓和松開容器，當(dāng)用力擠壓礦泉水瓶側(cè)壁，玻璃小瓶下沉，當(dāng)松手時(shí)玻璃小瓶上浮。如果控制好擠壓礦泉水瓶的力的大小，玻璃小瓶還可以懸浮在水中。

在存在問題及解決辦法的欄目中，王同學(xué)這樣描述：無法確定玻璃小瓶所裝水的多少，解決辦法是多次實(shí)驗(yàn);無法控制好擠壓礦泉水瓶的力的大小，使玻璃小瓶懸浮在水中，解決策略是多次實(shí)驗(yàn)并請家長合作輔助實(shí)驗(yàn)操作。

3.3? ? 制作感悟

學(xué)生從不同維度總結(jié)自己在制作過程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，歸納起來聚焦在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)方面。

第一，規(guī)范了物理觀念。

劉同學(xué)：將“浮沉子”的原理與老師課上所講的內(nèi)容聯(lián)系起來，知道了就連潛水艇這么“高大上”的存在居然也是和小小的“浮沉子”一樣，是通過改變自身所受重力的大小來實(shí)現(xiàn)上浮與下沉。真是物理來源于生活，生活中又處處有物理啊。

第二，提升了物理思維。

朱同學(xué)這樣說：順著思維慣性，許多人都認(rèn)為雙手?jǐn)D壓礦泉水瓶，里面的小瓶子會(huì)向上浮，但實(shí)際情況卻大相徑庭。通過制作過程，我學(xué)會(huì)了定性和定量地分析問題、科學(xué)推理，在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中尋找規(guī)律、得出結(jié)論，并把學(xué)到的浮力知識用到實(shí)際問題中去。

第三，參與了科學(xué)探究。

學(xué)生：制作“浮沉子”不僅是一個(gè)“好玩”的玩具，還包含著很多的物理知識和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。從小的方面說，有助于我們中學(xué)生更加深刻地領(lǐng)會(huì)浮力問題以及浮力與重力的變化問題。另外，還可以了解密閉環(huán)境下氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系問題。從大的方面講，有利于我們理解潛艇的工作原理，通過排水與裝水來改變重力，達(dá)到上浮與下潛的目的，也可以通過調(diào)節(jié)體積大小，以改變浮力大小。

第四，體驗(yàn)了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

高同學(xué)這樣總結(jié)：我的實(shí)驗(yàn)是從0開始，經(jīng)歷了31次的失敗才成功的?？偨Y(jié)自己的失敗經(jīng)歷，原因在于對自己的判斷太有信心了。

劉同學(xué)這樣感悟：讓我鞏固了有關(guān)物體在液體中上浮與下沉的知識，還感受到了“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”帶來的喜悅與成就感，更親身體驗(yàn)了物理實(shí)驗(yàn)的有趣和魅力。

秦同學(xué)這樣感悟制作過程：“浮沉子”原名“笛卡兒潛水器”，最早是由法國科學(xué)家笛卡兒在十七世紀(jì)為了示范浮力定律而發(fā)明的。

朱同學(xué)這樣感悟：我了解到“浮沉子”是法國科學(xué)家笛卡兒發(fā)明的，這讓我深切感受到了科學(xué)的魅力，仿佛穿越千年站在巨人肩膀上探索科學(xué)。通過這次實(shí)驗(yàn)，我也明白了人生的哲理。

高同學(xué)這樣總結(jié)：這次的實(shí)驗(yàn)讓我收獲頗多，不僅僅是了解到它的真正原理，學(xué)到了物理知識，更多的是教會(huì)了我遇到困難不放棄的態(tài)度，以及要做好每一次實(shí)驗(yàn)的決心和毅力。生活中處處充滿物理知識，愿我們都能擁有一雙發(fā)現(xiàn)物理的眼睛和一顆熱愛物理的心靈。

4? ? 活動(dòng)意義

第一，豐富課程內(nèi)容，驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目學(xué)習(xí)。此次項(xiàng)目式科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，豐富了學(xué)校課程資源。

第二，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，助力自主成長。教師通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生積極參與、樂于探究、善于實(shí)驗(yàn)、勤于思考的學(xué)習(xí)情境，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生居家線上學(xué)習(xí)時(shí)間較長，容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)倦怠，通過開展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，特別是學(xué)校將獲獎(jiǎng)學(xué)生的紙質(zhì)獎(jiǎng)狀快遞到學(xué)生家中，將獲獎(jiǎng)作品在學(xué)校公眾號及官網(wǎng)中展示，還有媒體對獲獎(jiǎng)學(xué)生進(jìn)行采訪，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生感受科學(xué)的魅力，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣，助力學(xué)生自主成長。

第三， 整合家校資源，促進(jìn)個(gè)性發(fā)展。物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生利用生活中的器材，參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，既有利于提升教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也有利于將家庭、學(xué)校的資源共同賦能學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

第四，培養(yǎng)科學(xué)思維，提升核心素養(yǎng)。學(xué)生參與科學(xué)制作，首先要有嚴(yán)密的思維過程，在小組合作中優(yōu)化方案，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，大力提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

第五，聚焦多元評價(jià)，創(chuàng)新實(shí)踐育人。教師在活動(dòng)中關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，幫助學(xué)生認(rèn)識自我、建立自信，改進(jìn)學(xué)習(xí)方式，提升核心素養(yǎng)。每個(gè)作品都是學(xué)生居家學(xué)習(xí)期間用心制作的，與每個(gè)家庭的可用物品有關(guān)，這樣的實(shí)踐活動(dòng)一定能夠很好地落實(shí)實(shí)踐育人的課程目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[3]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書編寫組.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理八年級全一冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013.

[4]李先全.實(shí)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)探究，分享回歸課標(biāo)——初三復(fù)習(xí)課引入自制“浮沉子”演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)反思[J].物理教學(xué)探討，2016，34（12）：15-17.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）