基于学生经验的项目学习设计策略——以“电压和电压表的使用”教学为例

陈荣高

(江苏省吴江中学,江苏 苏州 215200)

项目学习是在美国著名的哲学家、教育家杜威的教育理论影响和指导下孕育而生的一种教学方式，在20世纪90年代,项目学习在中小学教学中被关注并开始相关的实践与探索,取得了一些成果。根据维果斯基的最近发展区理论,项目的设计和任务的布置必须是学生力所能及的,要能调动学生的积极性,激发其潜能。所以,项目设计必须要符合学生的认知发展水平,照顾到学生的经验和知识储备。杜威认为：最好的教育就是“从生活中学习、从经验中学习”。

关于学生经验，存在三种情形：一是对当前的学习缺乏相关经验,存在盲区,我们姑且称之为“零经验”,需要教师培育、充实；二是拥有对当前学习十分有利的经验,我们称之为“正经验”,教师要充分利用它,促进正经验的健康“生长”；三是拥有对当前学习不利的经验,我们就称之为“负经验”,教师要在教学中矫正它、改造它,在纠正“负经验”的过程中帮助学生成长。如果教师能关注以上情形，设计相关的学习项目，安排学习任务,使之符合学生的认知发展特点,教学会事半功倍。

在“电压和电压表的使用”的教学中,就可以在学生经验的基础上,利用项目学习方式设计课堂教学,进而激发学生的学习动机,并在任务的驱动下展开深度学习。

1 学生“零经验”的充实和丰富

课题引入关系到整堂课的流畅性，也关系到学生学习兴趣的激发,课题的引入必须有效、合理。苏科版初中物理教材在引入电压的概念时采用的是类比法,形象地将水流比作电流、将水压比作电压、将抽水机比作电源、将水轮机比作用电器,从而得出电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置。如图1所示,课堂上一般是展示相关水路的图片,将它们与电路进行类比,看似很好地引入了课题,其实不然。抽水机、水轮机是生产中常见的装置,但学生接触它们的机会并不多,对抽水机和水轮机的了解几乎为“零”,他们不清楚抽水机和水轮机的真正模样,更不了解它们的工作状况,抽水机和水轮机都处于他们经验的盲区,所以这种引入方式有点牵强。

图1

有教师采用了动画引入的方式,动画虽然可以呈现抽水机和水轮机的工作过程,但动画毕竟是一种虚拟,真实性无从考证。如果充分考虑到了学生经验的盲区,那么必须把学生缺乏的经验在课堂上进行及时充实。具体方法就是呈现真实的抽水机、水轮机模型以及它们的工作过程(图2),学生能听到抽水机抽水的声音,观察到水瓶中水位的变化、水管中水的流动以及水轮机扇叶的转动,他们能从多种感官通道获取足够的经验。

图2

2 学生“正经验”的迁移和生长

经验是学生在学习、生活过程中习得并逐步积累的，因为“正经验”对新知识的学习具有促进作用,所以课堂上必须加以有效利用,一是要迁移到当下的学习活动中来,二是要促进“正经验”的不断生长。

“电流和电流表的使用”为本节课的学习提供了“正经验”,如在调零、量程、正负接线柱、读数等方面，根据这些“正经验”可设计任务：用电压表测量一节干电池的电压。

在教学中,采用阅读说明书的方式组织学生开展小组合作学习,在说明书的引导下,让学生去测量一节干电池的电压和几节干电池串联时的电压。先做后学,学后再教,让学生的经验成为重要的学习资源。

干电池上标有“1.5V”字样,是刚好1.5V吗？我们可以用电压表来测量。首先让学生观察电压表的量程,因为有使用电流表的经验,学生都很快明了电压表也有两个量程及各量程对应的分度值,测量干电池电压时应选用“0～3V”的量程。测量前,各实验小组都注意到了要对电压表进行调零。测量时，各实验小组都做到了导线和接线柱接触良好,也都注意到了正、负接线柱的问题。最后读数时,每个小组的结果都接近1.5V。笔者还额外安排了有兴趣的同学测量车用蓄电池的电压,在不能确定它的电压值时,先选用“0～15V”的量程进行试触和测量,测出的电压值是5.7V。

布置真实任务的好处是不用刻意教授电压表的使用方法,而是在任务的驱动下,学生可以自己体会和感悟电压表的量程、分度值、正负接线柱,学会电压表校零和读数。

3 学生“负经验”的矫治与改造

“负经验”对新知识的掌握可能会产生负作用,比如思维定势会对概念的建构和规律的揭示产生阻碍和抑制作用。戴尔·卡耐基指出：成功者与失败者之间的区别常在于成功者能从经验中获得益处,并以不同的方式再尝试。教师应巧妙设计任务,让学生在项目学习中进行反思,一是不让负经验给学习带来负作用,二是要矫正与改造学生的负经验。

由于用电流表测量电流时,应该与被测电路串联,学生自然会想到用电压表测电压,也要与被测电路串联。由此可见,学生在此处存在着负经验。为了打破这个负经验的抑制作用,可设计任务：用电压表测出小灯泡工作时的电压。

学生动手实验,一部分人把电压表与灯泡串联,另一部分人把电压表与灯泡并联,闭合开关后,电压表都显示出了电压值。但串联和并联的结果有天壤之别,采用电压表与灯泡串联的接法,电压表虽有读数,但灯泡不发光；而采用电压表与灯泡并联的方法,电压表有读数,且灯泡是发光的。教师组织学生对上述两种情况展开对比,让学生发现、找到电压表测电压时的正确连接方式。至此，学生掌握了电压表的正确使用方法,为即将进行的串、并联电路电压特点的探究做好了必要的准备。

4 学生“经验”的再生长和巩固

杜威认为：教育就是经验的改造和经验的生长。通过实验探究,学生掌握了规律：在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。虽然他们在探究活动中获取了新的经验,但是学生对规律的理解还不一定到位。为了让学生把规律掌握得更加牢固,笔者设计了以下任务：测量串联电路中电源和灯泡两端的电压,对学生的新经验进行进一步改造和巩固,促进经验继续生长。

如图3所示,让学生观察电路图,并提问：A和B之间的电压大不大？比电源电压大还是小？学生都是从串联电路电压规律角度考虑,认为A和B之间的电压是电源和灯泡L1上的总电压,猜想这个电压要比电源电压大。然后让学生进行电路连接和测量,测出这个电压,发现比电源电压小,由实验结果和猜想的差异激发了认知冲突,再次激发学生的求知欲,并使课堂教学达到高潮。经过分析,学生发现：电压表实际测量的是L2的电压是U2,根据串联电路电压的特点,有：U2=U-U1,当然比电源电压U要小。

图3

5 结语

通过任务驱动,让学生在做中学,及时总结方法,是防止经验给学习带来负作用的最有效方法。作为初中物理教师,在教学实践中还应注重把学生的生活经验与物理学习结合起来，以构建完善的认知结构。

知识是人类对自然探索的结果总和,也是经验的系统固化,唯有将经验改造与生长同知识掌握与运用结合起来,方可最大限度激发学生的潜能,展现他们的才智和能力。由于物理与生活、生产关系十分密切,初中物理教学应该切实践行“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念，基于学生的经验开展项目学习,设计和布置任务,把学生经验和项目学习有机融合起来,有效提高初中物理教学的效率。