案例介紹：基于科學、技術(shù)、社會與環(huán)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(fā)電之路”、“制作環(huán)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(yǎng)社會責任感和環(huán)保意識保護意識。
1. 教材分析
《電磁感應現(xiàn)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(jié)。本節(jié)內(nèi)容基于前兩節(jié)對磁力線和磁通的感性經(jīng)驗，可以自然合理地得出感應電流產(chǎn)生的原因。本部分內(nèi)容也是楞次定律、電磁感應定律等選修必修課的重要基礎(chǔ)，起到了承前啟后的作用。本節(jié)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(jié)出“磁生電”的規(guī)律，最后用法拉第圓盤的故事發(fā)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(xù)發(fā)展》選自新高中物理教育版必修課3第12章第4節(jié)。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(guī)律；然后介紹了能源的分類、開發(fā)和應用，剖析了當今社會的能源與環(huán)境問題，引導學生理解科學、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系。最后呈現(xiàn)STSE欄目內(nèi)容，并與社會生活實際相結(jié)合，引導學生思考。論能源發(fā)展與環(huán)境保護的辯證關(guān)系
從結(jié)構(gòu)上看，“能源與可持續(xù)發(fā)展”部分的內(nèi)容在本章中相對獨立。因此，我們嘗試將本節(jié)的內(nèi)容放在“電磁感應現(xiàn)象及應用”之后，旨在以“電”的相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ)。主要線索巧妙地連接了重要的學習內(nèi)容。通過了解物理學家面臨的挑戰(zhàn)和機遇，我們可以經(jīng)歷艱難曲折的探索和明智的結(jié)論；通過一系列的邏輯探索，我們可以揭示更本質(zhì)的核心原因；結(jié)合“磁與電”的鋪墊，我們可以探索更多的最優(yōu)發(fā)電方法，并以此為任務腳手架，提出能源應用、社會發(fā)展、環(huán)境保護等問題。
2.學術(shù)狀況分析
學生已經(jīng)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(chǎn)生電流的現(xiàn)象有了一定的認知基礎(chǔ)，但對它的具體原理還不清楚。問題的性質(zhì)。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(zhì)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(fā)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(yǎng)核心能力，內(nèi)化道德品質(zhì)。
三、教學過程
（一）激發(fā)學生思考
師：拿出一些銅線和一個LED燈泡，問：如何讓燈泡發(fā)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(xiàn)如此奇妙的現(xiàn)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(shù)，增強學生的感性體驗，激發(fā)探索和好奇心。 】
（三）介紹項目計劃
教師：分發(fā)評價表；引入項目任務，充分考慮每個學生的學習基礎(chǔ)、性格特點、綜合能力進行異構(gòu)分組，力求組內(nèi)異構(gòu)、組間同質(zhì)。
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(fā)學生對項目的投入。 】
任務一：重走“磁發(fā)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(xiàn)代成果的產(chǎn)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(nèi)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(xiàn)磁和電夢想的法拉第” 。家鄉(xiāng)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(guān)鍵問題并分享勵志經(jīng)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(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且小磁針的偏轉(zhuǎn)方向隨著電流的方向而變化。
關(guān)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(xiàn)物理學家對和諧之美的欣賞和實現(xiàn)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(shù)。他們在四處奔波中失去了機會。
關(guān)鍵問題：科拉頓失敗的原因是什么？你能得到什么啟發(fā)？
設計意圖：引導思維走向更本質(zhì)的原因，即不要從“穩(wěn)態(tài)”思維轉(zhuǎn)向“瞬態(tài)”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(chǎn)生穩(wěn)定的電流；將兩根導線并聯(lián)，在一根導線中通入強電流，觀察相鄰導線是否會產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。電流高中物理教學設計師，不產(chǎn)生穩(wěn)定電流。
關(guān)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(jīng)歷過無數(shù)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(guān)和電池組。兩個線圈彼此靠近。合上開關(guān)后，觀察靈敏電流表是否有指示。
關(guān)鍵問題：您如何看待法拉第追求磁力發(fā)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(wěn)態(tài)”轉(zhuǎn)向“瞬態(tài)”的思想體現(xiàn)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(jīng)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(zhuǎn)變思維，勇于適應變化。
任務二：合作生產(chǎn)環(huán)保手電筒
探索產(chǎn)生感應電流的條件
教師：①提供問題驅(qū)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(huán)（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(huán)中產(chǎn)生電流的實驗操作。分析總結(jié)：磁棒插入螺線管和拔出螺線管的過程中都會產(chǎn)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(jié)合形成閉環(huán)。記錄并總結(jié)什么情況下可以產(chǎn)生電流，什么情況下不能產(chǎn)生電流。
學生：分組連接物理圖，分析總結(jié)實驗結(jié)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(chǎn)生電流；當導體棒移動切割磁力線時，就會產(chǎn)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(fā)言，分享經(jīng)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(jīng)歷，交流分享，總結(jié)。
教師：將學生的項目成果、實踐表現(xiàn)、反思等材料納入個人成長檔案袋中，產(chǎn)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(xiàn)。 】
上述案例展示了項目式學習在不同學科和領(lǐng)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(yǎng)解決問題的能力、團隊合作精神和創(chuàng)新思維。
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