在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和教学建议——以“苏科版”物理教材中的综合实践活动为例

刘炳昇

(南京师范大学物理科学与技术学院，江苏　南京　210023)

在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和教学建议——以“苏科版”物理教材中的综合实践活动为例

刘炳昇

(南京师范大学物理科学与技术学院，江苏南京210023)

名师简介：刘炳昇，南京师范大学物理科学与技术学院教授，课程与教学论博士生导师，任《物理之友》主编、义务教育课程标准初中物理教科书(苏科版)主编、中学科学(7-9年级)国家课程标准研制组核心成员.主要从事物理教学论和中学物理实验的研究工作，享受国务院特殊贡献津贴，荣获国家教委普通高校优秀教学成果奖等.曾任中国教育学会物理教学专业委员会副理事长、世界银行贷款“理科实践教学和低成本实验”研讨班、“师范教育发展项目”物理教育国家级研讨班中方主持人.

摘要：本文从培养创新性人才和发展学生个性特长的要求出发，提出了在物理课程中设置“物理综合实践活动”的主张，以期优化物理课程的探究性学习结构.结合“苏科版”初中物理教材中综合实践活动的实例，说明了开展这种项目学习的意义.本文还提出了加强课题开放性和学生自主性的教学建议.

关键词：综合实践活动；项目学习；个性特长；技术素养

苏科版初中物理教材相对以往的教材有一个显著的变化，就是设置了“综合实践活动”.它是在一章后或数章后为学生提供的一种特别的项目学习活动.这种学习活动具有以下特点：①以物理知识和科学方法为基础；②实现物理学科内的综合和跨学科的综合，与生活、技术、社会相联系；③需要有相对全面的实践过程(如有较为完整的课题探究或技术设计过程)；④必修与选修的结合(所有学生都必须参与综合实践活动学习，但课题的数量和内容由各组学生自己选择)；⑤课内与课外结合，主要任务在课外通过小组合作完成.

1开展物理综合实践活动的意义

为了提高学生的科学素养和适应创新性人才培养的需要，物理课程标准中强化了科学探究的理念，在课程目标、内容、实施、资源和评价方面，都提出了相应的要求.由此，我国初中物理课堂发生了可喜的变化，教学设计更注重学生探究的过程，关注学生学习积极性、自主性的提高，使学生更有效地理解概念、规律.但在我国的初中物理教学中还存在一定的局限性，首先，我国的科学课程基本上是分科课程，学科间的综合以及科学、技术、社会间的综合学习较弱，学生综合意识和能力的培养受到一定限制；其次，比较强调学科知识的逻辑体系，科学探究学习多围绕较小的知识点展开；由于课堂时间的限制，全程性的探究较少，老师的引导性较强，学生发挥自主的余地较小.虽然从理论上讲，教学设计关注面向全体学生，但很难照顾到不同学生的个性特点.为了优化物理课程的探究性学习结构，我们在教材中设置了物理综合实践活动，为学生提供了更加开放的学习平台.

首先，综合实践活动的选题能够将物理与自然、生活、社会、技术、环境联系起来，利用这种活动有利于对学生进行“科学、技术、社会、环境”教育.例如，在江苏科学技术出版社出版的义务教育物理教材中，共设置了九个综合实践活动，其选题来自于对自然界的观察、生活应用的需要和社会发展的需求.如，从防治噪声污染出发，研究“比较材料的隔声性能”的方法；从节能的观点出发，进行“家庭用电的调查研究”；以偏僻山村急需送药为情景，“制作一个医用冷藏盒”；从观察生活中简单机械的应用出发，“设计和制作一个机械模型”等.

其次，综合实践活动是一种基于物理知识和科学方法的项目学习活动，学生围绕项目任务进行探究和设计活动，经历全程的探究和设计，有利于学生对科学探究的理解，提升科学探究的能力；有利于学生对技术的理解，提升技术设计的能力.例如，“探究树荫下的光斑”，需要学生实地观察，拍摄太阳光照在地面上的光斑，描述光斑的特点，进而提出探究的问题；还需要学生做出猜想，提出影响光斑形状、亮暗的因素等.在探究过程中，学生还会发现一些新的问题，如在探究光斑形状与孔的大小关系时，学生发现三角形小孔不一定都成太阳的圆形光斑，当光屏离开小孔很近时，屏上呈现的就是三角形光斑，由此提出了“光斑形状与光屏到小孔的距离有关”的猜想，进而又用更多的实验来验证它，并用光的直线传播的原理分析和解释有关现象.可见，综合实践活动能给学生提供更符合实际情况的探究情景，从而有利于提高学生的探究意识和能力.

再次，综合实践活动的开放性强，为学生自主选择和创新提供了更广阔的空间，有利于发展学生的个性特长和增进学生合作的意识和能力.例如，“设计和制作一个机械模型”，在课题准备阶段,可以做下面的工作：①通过网络或其他媒体查阅有关简单机械应用的资料，了解历史上和生活中有关机械的发明和应用情况.②在广泛了解生活中各种简单机械应用的基础上，选择一件典型的机械，观察实物和使用情况，了解主要功能、构造和原理.③通过上述调查，得到启发，小组成员各提出一个设计项目.然后以小组为单位，通过讨论，确定准备设计、制作的机械模型，提出初步的方案：它由哪几种简单机械组成？功能是什么？是提升重物、控制某种机件动作还是牵引物体前进等？有什么特点？从哪些方面来评价最后的成果?……由于机械应用之广泛，而使每个课题可能有不同的特色.又由于这种课题涉及对历史、文化、生活、生产、科技等领域的调查，涉及方案的设计与修改，涉及制作与调试，涉及成果的展示、介绍和答辩，因此，在合作的团队中，每个人都有发挥自己特长的机会.

2开展物理综合实践活动的建议

2014年10月江苏省教研室组织了一次初中物理教学研讨会，其中13个市的代表进行了“设计简单电路”综合实践活动的现场课堂展示，其中呈现出教学设计的不少闪光点.但由于综合实践活动是一种课内外结合的教学活动，用一节课来展示是有局限性的.有的老师把这节课作为“课题动员准备课”来处理，有的老师把这节课作为“课题成果汇报课”来处理(事先布置学生并通过网络给予一定的指导)，这是合适的.但多数老师，把它处理为一节微缩的综合实践活动课，把这节课上成了以教师为主导的技术课或实验课，学生的活动完全在教师规定的框架内和引领下进行.虽然课堂气氛活跃，以学生动手实验为主，可以说是一堂好的学生实验课，但不能很好体现出综合实践活动的特点，即与课堂教学不同的开放性和学生自主性.

综合实践活动是课内外结合的教学活动，通常一个综合实践活动大致可以分为课题动员和准备、课题实施、课题小结与评价三个阶段.不同类型的课题有不同的模式，如“设计简单电路”属于技术设计类型的活动，下面以这个课题为例提出一些教学建议.

(1)教师应当明确“课题动员”的目的

为了使学生主动投入该项实践活动，首先必须进行课堂动员，它的目的不是让学生知道一个个的具体电路以及如何连接好这些电路，而是让学生感受到生活中需要各种各样功能的电路，了解设计简单电路的思想方法.教师可以选择一个典型的应用实例(可以是教材中的，也可以是其他贴近学生生活的实例)，与学生一起讨论，如选择病房呼叫电路.

①展示相关情景：住院处有许多病房，病房内有许多病床，病床上的病人随时会有不同的要求，吊水的需要换药水了，突然身体不适了等，怎么能让值班的护士及时地知道哪个病床的病人发出求助信号？

②分小组讨论，怎样发出信号？怎样让值班室的护士知道？提出解决问题的原理方案，再通过实验检验之，设计、制作模型.

③选一个小组向全体同学汇报，介绍他们解决问题的方案，展示实验电路模型，并接受其他组同学的质疑，再介绍其他组的不同方案，进行评价.

教师小结，提出如下的设计思路：

(2)在整个活动中，应当营造小组学习的和谐氛围，放手发挥小组合作的作用

如果在动员课中，教师提出任务和问题的步距过小、提示过多，容易造成课堂的生成性欠佳、小组活动形式化.因此，教师要放手，更多地让小组长当主持人，让学生畅所欲言.在讨论选题时，也要发挥小组成员的作用.首先小组讨论：在我们的生活中，有哪些应用简单电路设计的课题？每个人根据自己的观察、经验，提出一二个课题，把所有题目列出，再从需求价值和可行性方面考虑，筛选出小组可选的课题.在课题的实施中，要关注小组成员的分工与合作，使每个成员都能发挥自己的特长，例如，有的学生上网查资料，有的学生准备器材，有的学生做实验，有的学生拍照片，有的学生制作模型.准备汇报和答辩时，有的学生主讲，有的学生制作PPT，有的学生操作演示等.要注意保护学生的积极性，特别是当有学生提出与

众不同但带有某种片面性的意见时，要鼓励而不要讥讽，这样才能有助于开拓思路和创新.

(3)要关注走进生活、走进社会，充分利用社会的教育资源

综合实践活动选题和实施要尽可能面向生活、走进社会，例如，在“设计简单电路”的选题时，课堂上首先用“病房呼叫电路的设计”给学生以示范的作用，再请学生分组讨论，初步议论一下我们生活中可能有哪些应用简单电路的课题.课后请同学做一点社会调查，在家中、在商店里、在医院、在马路上等场合，看看有哪些可能的课题，然后讨论确定自己的课题.在课题实施过程中，尽可能深入到一些工厂、医院、商店、科研等部门，访问一些专业人士.例如，晚间学生们到医院急诊病房去参观，听护士的介绍，亲身感受到呼叫电路的作用.再如，让学生调查十字路口的交通信号灯和采访交警，了解信号灯的作用和基本原理，还可以对信号灯的设置和公民的交通安全教育提出建议.在这个过程中，学生不仅增长了知识，而且增进了对交通行业的了解，提高对“科学、技术、社会、环境”间关系的认识，也开拓了课题研究的思路.

以下列出一些可供参考的选题：

名称需求基本要求1病房呼叫模拟电路病人向值班护士求助.护士必须知道求助病床号,所有病人都能发出信号,且互不干扰.2冰箱门控照明模拟电路冰箱取放物时需照明.关门熄灯,开门亮灯.3卧室控灯模拟电路睡觉关、开灯不必起床.进门可开关灯,床边也可开关灯.4值班室门控模拟电路夜间前后门来人需要开门.值班人必须知道有来人,且知道是在前门还是后门.5手术室门控模拟电路让室外人员知道室内是否有手术.门外有红、绿灯,室内有白灯照明,都受门控.6电吹风模拟电路根据需要送出冷风或热风.由电风扇送风,由电热丝加热.7汽车转弯信号模拟电路转弯时,向后面的车发出转弯信号.后车驾驶员需要知道是左转还是右转.8楼道照明灯模拟电路上、下楼时既要有照明,又要考虑节能.在上楼时可开灯,到楼上后可随手关灯,且不影响后续上、下楼人员的照明需要.9抢答器模拟电路满足问题抢答竞赛的需要.能分辨哪一组最先抢答.10选答器模拟电路满足多选项答题的需要.能显示选项,且能显示对错.11人行横道线处交通信号模拟电路保证行人安全与交通畅通.人行道和车行道都有信号灯,人穿越道路时可控制信号灯,人行后恢复车行信号.12满足十字路口交通信号模拟电路满足十字路口过往车辆安全与通畅的需要.用手动开关控制十字路口的红绿灯,一条道可通行时,另一条道必须禁行.13彩色光电筒的模拟控制电路手电筒的色光可以变化.可以分别产生红、绿、蓝、白等多种色光.

(4)要关注综合实践活动中的技术设计思想和方法教育

科学的发现和原理要转化为社会的物质或精神的成果必须要通过技术的环节，社会的分工也需要更多的人从事技术工作，技术素养是公民的基本素养.因此，我们要重视技术教育.同时，综合实践活动中的技术活动也为更多学生提供了发挥个性特长的机会.

图1

在“设计简单电路”的课堂展示中，我们看到许多老师只是让学生画出基本的原理电路，然后再把原理电路连接成实物电路，实验验证一下就算完成了课题任务.实际上，课题还有许多技术工作要做.例如，值班室与病床是分开的，将原理电路转化为实际电路时，必须分两个单元来考虑.有的老师把“值班室”设在讲台上，让每个小组当成一个病床，把各自的开关连接在讲台上的电路中，然后各自试一试，这样的效果就很好.在技术设计评价中，它还是有缺点的，每个病床开关都用两根长线，势必造成导电线材的浪费，技术设计是要考虑成本、考虑节约资源的.另外，还应指出，我们用的是闸刀开关，它可能会长时间接通，造成值班室噪声过大，用按键开关会更好.实际的指示器也不是许多灯泡，而是一种数码显示电路器.老师应当关注通过活动让学生获得技术创新的体验，例如，在设计楼梯开关电路时，如果开关设在楼下，人上楼后，电灯就无法关掉；如果楼上再串联一只开关，人上楼后，电灯就可以关掉了，但再有人要上楼，在楼下就不可能开灯.怎么办呢？如果多提供2只单刀开关，怎么设计？有人设计了如图1所示电路，楼下装2只开关，楼上也装2只开关，都保持一通一断，就可以控制了.但这个电路仍然麻烦，能否设计一种特殊的开关来替代两个开关呢？单刀双掷开关就是在某种需求下分析原有器件的缺点而诞生的.由于活动中引入了技术调查，还使学生接触了许多新的东西，如声控开关、触摸开关、LED灯等，对现代科技有了更多的了解.又由于活动中引入学生动手制作环节，活动的成果展示更加生动，如在这次展示课中，学生制作的LED手举牌、立体的楼道双控灯模型、立体的十字路口交通信号灯模型等，可看到学生发自内心的成功喜悦.

总之，物理综合实践活动是一种很好的教学形式，值得老师们做更多的实践研究.

参考文献：

[1]陈娴.多元智力观与物理教学策略.北京：高等教育出版社，2008.

[2]刘炳昇.关注学生的个性发展—介绍初中物理课程中的“项目学习”的策略.物理通报，2012，(8).

名师简介：陆天明(1969—),男,江苏南京人, 南京师范大学附属中学江宁分校教研部副主任, 南京物理学会理事, 南京师范大学物理教育研究所兼职研究员,主要研究物理课程与教学论.

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