案例介紹：基于科學、技術、社會與環境（STSE）教育的高中物理項目式學習教學設計。
實施過程：通過“重走磁力發電之路”、“制作環保手電筒”等項目任務設計，學生通過實踐活動學習物理知識，同時培養社會責任感和環保意識保護意識。
1. 教材分析
《電磁感應現象及應用》選自人民教育出版社出版的《高中物理必修課3》第13章第3節。本節內容基于前兩節對磁力線和磁通的感性經驗，可以自然合理地得出感應電流產生的原因。本部分內容也是楞次定律、電磁感應定律等選修必修課的重要基礎，起到了承前啟后的作用。本節以物理學史線索為切入點，通過循序漸進的實驗探索，通過分析整合形成理性認識，進而總結出“磁生電”的規律，最后用法拉第圓盤的故事發電機引入電磁感應。該應用給教師和學生留下了廣闊的思考空間。
《能源與可持續發展》選自新高中物理教育版必修課3第12章第4節。它用“問題”引入能量耗散的概念，深入自然界宏觀過程的方向規律；然后介紹了能源的分類、開發和應用，剖析了當今社會的能源與環境問題，引導學生理解科學、技術、社會、環境之間的關系。最后呈現STSE欄目內容，并與社會生活實際相結合，引導學生思考。論能源發展與環境保護的辯證關系
從結構上看，“能源與可持續發展”部分的內容在本章中相對獨立。因此，我們嘗試將本節的內容放在“電磁感應現象及應用”之后，旨在以“電”的相關內容為基礎。主要線索巧妙地連接了重要的學習內容。通過了解物理學家面臨的挑戰和機遇，我們可以經歷艱難曲折的探索和明智的結論；通過一系列的邏輯探索，我們可以揭示更本質的核心原因；結合“磁與電”的鋪墊，我們可以探索更多的最優發電方法，并以此為任務腳手架，提出能源應用、社會發展、環境保護等問題。
2.學術狀況分析
學生已經了解了電源、磁場、磁通量等知識，對閉合回路中的部分導體切割磁力線時產生電流的現象有了一定的認知基礎，但對它的具體原理還不清楚。問題的性質。學生通常對物理和人文史料有濃厚的興趣，對揭開電磁爐、無線充電等原理有強烈的好奇心，但探索“磁生電”的本質過程需要學生具有高度的合作探究能力。 、分析和歸納能力。學生可能存在思維障礙，應予以支持并重點突破。此外，探索更好的發電方法需要學生具備一定的自主學習和合作能力，這可以提供必要的學習支架，幫助學生建立自信心。也借此機會滲透STSE理念，培養核心能力，內化道德品質。
三、教學過程
（一）激發學生思考
師：拿出一些銅線和一個LED燈泡，問：如何讓燈泡發光？
健康：將設備連接至電源（干電池）。
老師：老師不用干電池就能讓小燈泡發光。你相信嗎？
健康：表達懷疑和期望。
（提醒學生仔細觀察實驗，能夠描述實驗現象。為了保持神秘感，提前將通電的電磁爐包裹在黑盒子里。一個裝滿水的鐵器皿可以放在電磁爐上提前將電磁爐置于待機模式。）
（二）施展“空氣充電”小魔法
教師：將連接LED燈泡的閉合線圈慢慢移到黑匣子正上方，引導描述實驗現象。
學生：奇跡的燈泡逐漸亮起。
師：借這個機會，我來揭開黑盒子的神秘面紗，并輔以電磁爐的內部結構圖。
學生：我突然意識到，那個神秘物體竟然是大家都熟悉的電磁爐。為什么會出現如此奇妙的現象呢？
老師：如果我們想揭開“黑匣子”的秘密，我們就進入“電”的“前世今生”項目吧。
【設計意圖：引入貼近生活的有趣魔術，增強學生的感性體驗，激發探索和好奇心。 】
（三）介紹項目計劃
教師：分發評價表；引入項目任務，充分考慮每個學生的學習基礎、性格特點、綜合能力進行異構分組，力求組內異構、組間同質。
學生：團隊成員共同努力了解項目任務、流程和要求。
【設計意圖：突出團隊意識，激發學生對項目的投入。 】
任務一：重走“磁發電”之路
老師：介紹一下高中物理教學設計師，生活中類似“空氣充電”的例子還有很多，比如手機無線充電、新能源汽車無線充電等，這些現代成果的產生都離不開科學家們的潛心探索。讓我們一起回顧一下對“磁電”的追求。
（展示物理學家奧斯特、科拉頓、法拉第的信息卡，引入駕駛問題，引導學生了解科學家的奮斗歷程。）
學生：獨立學習教材內容，了解科學家的探索過程。
教師：將學生分成四組，請各組代表畫任務活動卡。任務卡分別對應四位著名物理學家：“對電和磁感興趣的奧斯特”、“錯失良機的科拉頓”、“陷入誤會的法拉第”、“實現磁和電夢想的法拉第” 。家鄉的故事。
還描述了任務要求：
① 填寫團隊成員分工明細；
②撰寫科學家演講稿；
③場景實驗演示；
④全體學生回答關鍵問題并分享勵志經歷。
學生：小組討論交流留學之路，商定細則，分工合作。
活動①：演講簡介：奧斯特的生平和對物理學的貢獻。場景實驗演示：將電線朝北、南方向放置，分別連接到電池組的正負極。同樣，放置在南北的小磁針在導線通電時會發生偏轉，并且小磁針的偏轉方向隨著電流的方向而變化。
關鍵問題：奧斯特為何成功？與初中所學的知識相比，你有哪些新的感悟？
【設計意圖：回顧“電生磁”實驗，為“磁生電”的追求鋪平道路，體現物理學家對和諧之美的欣賞和實現理想的不懈堅持。 】
活動②：演講簡介：科拉頓的生平和對物理學的貢獻。場景實驗演示：將磁鐵插入連接敏感檢流計的螺旋線圈中。為了減少磁鐵對檢流計指針的影響，敏感檢流計放置在講臺上，線圈放置在教室門外，兩者之間。連接一根長電線，觀察是否有電流流動。演示的學生將磁鐵插入線圈中，然后跑進教室查看靈敏的檢流計是否顯示讀數。他們在四處奔波中失去了機會。
關鍵問題：科拉頓失敗的原因是什么？你能得到什么啟發？
設計意圖：引導思維走向更本質的原因，即不要從“穩態”思維轉向“瞬態”考慮，引導學生在解決問題時嘗試去適應。
活動③：演講簡介：法拉第的一生和對物理學的貢獻。場景實驗演示：將一根電線或線圈放在強磁鐵旁邊，觀察導體中是否會產生穩定的電流；將兩根導線并聯，在一根導線中通入強電流，觀察相鄰導線是否會產生穩定的電流。電流高中物理教學設計師，不產生穩定電流。
關鍵問題：法拉第為何會提出這樣的設計思路？您從法拉第的失敗中吸取了哪些教訓？
設計意圖：認識到取得巨大成就的科學家也經歷過無數的失敗，鼓勵學生堅定理想、自強不息。
活動④：場景實驗演示：準備兩個電磁線圈。一個連接到靈敏的電流表，形成閉合回路（或在回路旁邊放置一個小磁針），另一個連接到開關和電池組。兩個線圈彼此靠近。合上開關后，觀察靈敏電流表是否有指示。
關鍵問題：您如何看待法拉第追求磁力發電的艱難歷程？您最欣賞科學家法拉第的什么？
設計意圖：突破“穩態”轉向“瞬態”的思想體現辯證思維，使學生體會到不懈追求理想的價值。
總體設計意圖：重走科學家的研究道路（如圖，從左到右分別是科學家奧斯特、科拉頓、法拉第的情景實驗圖），增強學生的認同感，獲得深刻的體會情緒 性經歷；分析實驗失敗和成功的原因，提高分析判斷能力；培育歷史人文底蘊，鼓勵學生堅定目標和理想，敢于面對挫折，靈活轉變思維，勇于適應變化。
任務二：合作生產環保手電筒
探索產生感應電流的條件
教師：①提供問題驅動任務：參考科拉頓的實驗思路，將螺線管和檢流計組合成一個閉環（如圖），觀察思考如何操作條形磁鐵，幫助科拉頓找到“好機會” ”。
學生：團隊合作連接物理圖并記錄在閉環中產生電流的實驗操作。分析總結：磁棒插入螺線管和拔出螺線管的過程中都會產生電流。
在螺線管中插入和取出磁鐵的示意圖
師：回憶一下中學時學過的東西。將導軌和活動導體棒置于磁場中，與檢流計結合形成閉環。記錄并總結什么情況下可以產生電流，什么情況下不能產生電流。
學生：分組連接物理圖，分析總結實驗結果：當導體棒和磁場保持相對靜止，導體棒平行于磁力線方向移動時，不會產生電流；當導體棒移動切割磁力線時，就會產生電流。
教師：組織學生回顧整個項目過程，記錄項目任務階段的收獲和反思，鼓勵學生在課堂上發言，分享經驗。
學生：填寫反思收獲清單
您最喜歡整個項目的哪一部分；您認為自己在哪些方面有所進步；您認為自己對團隊做出了哪些貢獻；您從整個項目活動中學到的最重要的事情是什么？您認為您在項目活動中還有什么？哪些方面需要改進？說說自己的經歷，交流分享，總結。
教師：將學生的項目成果、實踐表現、反思等材料納入個人成長檔案袋中，產生學生獨特的記憶。
【設計意圖：增強學生的獨特體驗，促進學習目標的實現。 】
上述案例展示了項目式學習在不同學科和領域的應用。通過具體的實踐活動，學生可以在實際情境中學習和運用知識，培養解決問題的能力、團隊合作精神和創新思維。
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