项目化学习的复习案例浅谈

陈希 潘春宵

摘要：浮力的复习包含浮力的概念、阿基米德原理、物体的沉浮条件及应用等内容，涉及力、二力平衡、压强、密度等知识，复习难度较大。利用项目化学习，在制作浮力秤的过程中将知识的复习和项目化学习有效结合，做到学以致用，引导学生将所学知识运用于生产生活中。

关键词：浮力复习;项目化;浮力秤;PBL

《浮力》是学习了水的压强、密度、力与运动的关系之后学习的另一个重要科学知识，是对液体密度和液体压强内容的升华和应用。PBL（项目化学习）是一种基于建构主义理论的情景化学习方式，认为学生通过实际操作及思想实践，能够加深对学習材料的理解。 [1] 相较于传统的复习，PBL是一种改变学习的生动化实践，教师将原本以讲授为主的课堂打造成以学生自主学习为中心的课堂。

本文尝试以浮力秤的制作为纽带，以核心知识的再构建为目的，通过设计基于问题解决的学习任务，创设基于问题情境的驱动型问题，将知识以物化载体的形式呈现出来。将浮力模块的复习与问题导向的项目学习相结合，把理论思维分析转变为更直观、形象的思维，有利于帮助学生更有效地复习旧知识。

一、情境学习，引出项目。

教师示“曹冲称象”的故事，引出问题：这个故事中用到了哪个科学知识？ 2、故事中称象的方法是哪一种科学方法？

引出项目：模仿制作一个可以测量质量的秤，即浮力秤。

二、开展探究，揭示原理。

问题模块一：要制作一个浮力秤，怎么选材？需要怎么做？

集思广益：①选择一种材料，能和船一样漂浮在水面上，放上重物后材料不沉没;

②秤能够直立漂浮，底部需要密封，顶部加承物面。

③标出“0”刻度线和其他刻度线;

问题模块二：

1.“浮力秤”的工作原理是什么？

2. 如何能让浮力秤直立在水中？

3. “0”刻度线标在哪里？4.浮力秤的外形如何设计？

思维风暴：

①秤在水面漂浮，根据二力平衡的原理，F浮=G物。

②空矿泉水瓶无法直立漂浮，因此制作秤时要让秤的重心变低。可以在秤的底部放入重物，如固定水泥块或金属块。

③秤没有放置重物时，浮力秤自由漂浮在水面上，水位对应的秤的位置为“0”刻度线。

思考讨论：怎样的模型外形更适合浮力秤？

方案选择：若浮力秤底面积太大，当放上重物后，浮力秤增加的V排太小，导致秤筒对应水面的刻度变化值太小，误差较大。若外形不规则，放入同样多的重物后，浮力秤下沉的距离不同，导致刻度间隔不同。但是也能作为秤使用。

问题模块三：

1. 每个浮力秤的“0”刻度线的位置是否相同？它与什么因素有关？

2. 如何让浮力秤的刻度均匀？

小组分析：①根据F浮 = G秤 ，秤受到的浮力大小等于秤本身的重量。根据阿基米德原理F浮 =ρ液g V排，秤越重，V排越大，就会导致不同的秤“0”刻度线的位置出现差异。若秤本身太轻，则V排越小，秤的重心偏上，会导致不稳。

②秤外形若为不规则形状，每增加相同多的重物后，秤筒本身下降的程度不同，所以导致刻度线不均匀。

补充讲解：不同的秤对应的“0”刻度线的位置有差异。如何让刻度线均匀分布？

问题转化：

根据漂浮条件和阿基米德原理，G秤 =ρ液g V排 ，得出m秤=ρ液 V排  ，V排=m秤/ρ液 ，则需要解决的问题是：V排和刻度之间的关系在哪些形状的物体上会转化得比较简单？

思维提升：

①当物体的体积计算符合V=sh时，sh=m秤/ρ液 ，可得。②浮力秤的筒身是圆柱形、长方体、正方体、三棱柱等正柱体时，秤上的刻度线是均匀的。这样，质量就能用筒身的刻度均匀的表示出来。

问题模块四：

1.最大量程的刻度线在哪里？2.如何标出其余刻度线的位置？

成果汇报：

①最大测量值在柱体的顶部。保证水面不会淹没承物面，也不会漏进柱体内部。

②方案a：量出“0”刻度线到柱体顶部最大测量值的距离h，用刻度尺测出柱体的横截面S，根据二力平衡原理及阿基米德原理可得，G载=F浮 =ρ液g V排 =ρ水gSh ，得出m物=ρ水Sh，所以最大刻度线对应的值为ρ水Sh的乘积。再将“0”刻度线到最大测量值之间的距离进行均分，标出其他刻度值的位置。

方案b：将浮力秤放在水面上，往浮力秤上逐渐加入沙子，直至水面靠近浮力秤的顶部位置，做好标记，保证秤不会沉没。用天平测量沙子的质量m。则标记处的刻度值即为m的数值。再将“0”刻度线到最大测量值刻度线的区间若干等分，即可标出其余刻度线的位置。

方案再筛选：方案a和方案b得出的最大测量值数值比较随意，也可能有小数。进行若干等分后会导致刻度线的数值不是2、5、10的倍数，也可能带小数，给读数和记录带来不便，使用的效果比较差。

师补充方案：选择单位质量的物体，如钩码（50g）10个放在浮力秤上，标出水面对应位置即为500g的刻度线。再将“0”刻度线到500g的刻度线的区间5等分，即可标出100g、200g、300g、400g、500g、600g刻度线的位置。再将每个刻度线之间的距离进行均分，即可标出其余刻度线的位置。

三、项目设计，产品制作并展示：

四、项目测评，交流改进：

1.选择塑料瓶作为浮力秤的筒身，放入水中后容易受到水压而变形，使测量结果有误差。可选用不易变形的材料，如水道PVC管、柱状水杯、厚壁塑料瓶等。

2.浮力秤的顶部可选择合适的承物面，保证不同外形的物品能放置在秤上，或是采用敞口的容器放置被测物品，不使被测物落入水中。

3.浮力秤需要增加配重，选择铁块或石块，使秤能直立在水中。使用沙子配重仍会导致秤体倾斜。用于配重的物体应固定在秤上或秤内部，不使其发生移动。

4.浮力秤的外形设计尽量美观，易携带。

项目化学习改变了老师的身份，使他从传统的传授者变成了任务的建构者和引导者。观察学生在项目化学习中的多样性的表现，倾听学生的声音，理解学生的观点，其实是后续调整和完善课程形态的一种重要的数据来源。[2]项目化学习视角下的浮力复习，能充分发挥学生的主体地位，让学生运用自己的设计，通过思考、讨论、实验等方式参与到教学过程中，真正成为课堂的主人。

参考文献：

[1]徐祝林.基于项目学习的复习课的构建[J].湖南中学物理，2016（10）：79

[2]夏雪梅.在学科中进行项目化学习：学生视角[J]全球教育展望，2019（2）：83