一项目一议：指向高阶思维的“电磁铁”微课教学探索

一项目一议：指向高阶思维的“电磁铁”微课教学探索

章永琪

浙江省天台县赤城中学

【内容摘要】：初中科学学习与生活实践紧密联系，知识学习必须与社会生活接轨。通过开展微项目学习活动，在项目中开展“一微项目一议”的方式，即通过分析思维：思维由“单点结构”派生“多点结构”水平发展、关联思维：思维由“多点结构”迈向“关联结构”水平发展、评价思维：思维水平由“关联结构”升华“抽象拓展结构”水平发展三个层次思维提升，透彻地掌握科学知识，达到学以活用，培养学生的高阶思维能力和科学核心素养。

【关键词】：微项目学习活动    高阶思维能力   活动策略    微课程   思维水平  初中科学

一项目一议是指教师通过组织学生开发一个微项目或一组微项目深入研究，科学、合理、有序地组织学生开展相关学科微项目活动，在完成“一微项目”的同时，促进知识的相互关联，达到“完成一微项目学习活动、通透淋漓掌握某一知识点、融会贯通领会某一类知识、达到全线收获一片森林”的学习目标。微项目活动从纵向三个层次、横向六个方面发展学生的高阶思维水平，即通过分析思维：“微项目巧驱动，自主建构微课程”、“多角度精提炼，发散思维找应用”，促使学生学习思维由“单点结构”派生“多点结构”水平发展；通过关联思维：“一项目多驱动，实物模型促关联”、“多挖掘显机理，拓展知识展未来”，促使学生学习思维由“多点结构”迈向“关联结构”水平发展；通过评价思维：跃“深潭”入“虎穴”，电磁微课现本质、踩阡陌理交通，翻转课堂微课程，促使学生学习思维水平由“关联结构”升华“抽象拓展结构”水平发展。课外开展微项目活动，使学生积极主动投入到自己的学习过程中来，逐步发展自身的高阶思维能力和科学核心素养。下面以科学学科的电磁铁的应用微课程设计、制作和开展的微项目活动为例。

一、分析思维：思维由“单点结构”派生“多点结构”水平

在科学学习中，需要理解电磁铁优点及其应用，必须深刻理解电磁铁在生活应用的

本质问题，必须应用分析的思维透过现象看本质。通过开展寻找生活中的制作电磁铁及其应用微课程的微项目活动，激发学生学习思维由“单点结构”--电磁铁的结构特点知识结构派生“多点结构”——生活中各种电磁铁的应用分析知识原理结构。从单单学习电磁铁的结构特点和应用的知识结构派生运用该知识拓展分析生活中的电磁铁应用原理的微课。

1.微项目巧驱动，自主建构微课程

通过学生运用学习到的知识点，制作微课视频驱动微项目活动。如学生寻找生活中电磁铁的应用、讨论电磁铁应用原理、讨论分析设计实验活动展示电磁铁结构特点和应用原理关键点、讨论活动材料的剪辑和保留、需要重新拍摄的视频和照片、视频中的语言表达斟酌、录播ppt的制作、利用ppt在班级中的展示、修改ppt微课视频中的语言表达、利用定稿的ppt录播微课视频。学生制作的电磁铁应用的系列学习活动视频，自成体系，构成了电磁铁应用微课程。在微项目学习活动中，从电磁铁的结构特点出发，依赖批判性思维、分析思维寻找电磁铁应用的生活实例，评估、判断、推理电磁铁应用实质，理清、辨清原理机理和语言表达思路，形成条理性学案和ppt，培养学生问题解决能力、推理能力、论证能力、分析能力、传意能力、评价能力、构思能力。微课程建构的流程如图1：

                   图1 建构微课程的流程

    2.多角度精提炼，发散思维找应用

微项目学习活动中以寻找电磁铁的生活应用为主题，在各个小组展开多角度讨论找电磁铁在生活中应用，适时进行点拨，在小组讨论论证出微课及微课程课程结构。书中得来终觉浅，总是实践出真知。因此，电铃、水位报警器的难点知识找实物、分析、突出、强调提炼成微课，存在在电磁铁应用的微课程中。提炼的微课程结构如图2“一”知识点“四”应用。

图 2 电磁铁应用微课程的结构

二、关联思维：思维由“多点结构”迈向“关联结构”

当电磁铁应用思维达到“多点结构”水平时，通过关联思维，把一微项目通过电磁铁的结构、开关、工作原理等多方面进行驱动关联，通过实物和模型相结合的方式促进各个应用于电磁铁与电磁铁的本质结构特点、机理进行关联。在一些隐藏比较深、难分析机理的电磁铁，进行多方面、多层次深层挖掘，揭示本质，进而拓展知识，进行拓展应用，展望未来，为学生的创造性思维埋下基础。

1.一项目多驱动，实物模型促关联

把简单的电磁铁结构与复杂的生活应用中电磁铁的结构关联，如把图3简单电磁铁结构与图4、5、6、7的电磁铁结构进行关联，从简单到复杂，从直觉到联想，从直觉思维到抽象思维，从分析思维到关联思维，再到评价思维发展。

把电磁铁结构特点与应用电铃、水位自动报警器、道杠、电控锁结构特点进行实物关联。

图  3               图4          图5         图  6          图  7

    把电磁铁的工作原理与电铃、水位报警、校门自动道杠、电控锁的工作原理关联。如：电磁铁工作原理:通电时,电磁铁产生磁场具有磁性，断电时磁性消失。与水位报警的工作原理：水位低于上面金属片时，控制电路断开，电路中无电流通过，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧作用下被拉起，使动触点与电灯静触点分离，电灯不发光，当向水杯中逐渐加水到与上面金属片接触时，控制电路接通，电路中有电流通过，电磁铁具有磁性，吸下衔铁，与电灯静触点接触，电灯发光关联，促使思维水平由“多点结构”迈向“关联结构”水平。

   图  8           图  9             图  10         图   11         图  12

把常规开关与磁吸开关（图8），磁卡开关（图9）、定时开关（图10）、水位开关（图11）、遥控开关（12）进行模型关联。                                     

把电磁铁工作原理图（图13）与电铃（图 14）、水位自动报警器（图 15）、电控锁（图 16）、校门自动道杠（图 17）原理图进行分析关联。

    图 13        图 14           图 15      图 16        图 17

2.多挖掘显机理，拓展知识展未来

在电磁铁应用的各个微项目学习活动中，从情境背景，学习目标，学习过程中主题引入、资料整理、材料准备、实际使用电路连接或工作状态、结构特点、工作原理、知识拓展及未来发展等方面进行挖掘，具体见学生的学习设计。如：其中电控锁发展材料：

（1）目前，电控锁已经形成了多种不同结构的系列化产品，包括磁力锁，电插锁（阳极锁），阴极锁（电锁口），电控锁等。

（2）开门的形式有红外遥控式电控锁，语音识别式电控锁，密码键盘式电控锁等。

（3）电控锁是门禁系统中锁门执行部分，随着门禁系统的发展，其功能不断地趋于完善，“互联网+”概念的问世，对于门禁系统的发展是一个机遇，更是门禁系统发展的必然趋势。随着蓝牙，WIFI,NFC等技术不断成熟，真正地实现“智慧城市”。

三、评价思维：思维水平由“关联结构”升华“抽象拓展结构”

学习流程需学生先通过分析，确定学习项目主题是不是属于电磁铁的应用。根据选定的项目主题来寻找生活中应用的实物，根据实物小组讨论分析出电磁铁本质结构，寻找可以进行实验材料，进行实验学习活动，在活动中琢磨该应用原理。进而进行设计展示电磁铁应用如电控锁的结构分析和原理，突出需要展示或强化的实验活动，视频拍摄慢镜头或突出镜头显示，设计和拍摄好微课材料，进行讨论设计学习活动的学案和录屏用ppt，每个环节进行交流与评价。制作出项目作品：一个微课程的设计方案、一个PPT的制作、一份讲解稿、录制的一个视频、在Camtasia. Studio软件中录制和修改后的微课（MP4格式）。并进行交流与评价，这一过程可以提升学生高阶思维能力类别中的归因、计划、创作和评判能力。使电磁铁应用知识由“关联结构”升华为设计学习活动方案、制作ppt、撰写讲解稿、录制视频、制作微课等“抽象拓展结构”水平。

1.跃“深潭”入“虎穴”，电磁微课现本质

在电磁铁应用之电控锁学习中，门锁的外部结构根本无法看出电磁铁的应用，通过拆卸电控锁和密码锁，再重新安装活动，并进行交流和讨论，了解电控锁的内部结构。掌握电控锁的本质和原理后，仅仅购买锁芯和定时开关进行电控锁的学习活动，经过讨论和交流实验活动环节和各种材料，制作电控锁的结构和原理微课。如在校门道杠的学习活动中，道杠深深地埋在地下，学生只掌握开始时是人按按钮起开道杠，接着刷卡和遥控器同时使用，再后来输入车牌号，会自动扫描车牌号启动道杠，同时使用遥控和按钮启动道杠。深入地研究网上的资料，请教学校专家，深深地挖掘出电磁铁之应用道杠的本质结构和原理。为制作道杠的微课理清思路和思维提升，创造道杠的工作原理图（如图18网上没有展示它的原理图），培养了学生的创造性思维能力。

2.踩阡陌理交通，翻转课堂微课程

以电磁铁应用知识点为核心，踩着生活中电磁铁应用之路，理清各块生活中电磁铁应用的相同点和不同点，让学生制作能助同学们理解电磁铁应用本质微课程，翻转课堂知识。让各小组展示一个微课程设计方案、一个PPT制作、一份讲解稿、录制视频、在Camtasia. Studio软件中录制的微课（MP4格式），互相贡献精心思考劳动成果，携取电磁铁应用本质结构，本质机理，拓展可能的应用（展望未来）。并为以后创造性应用电磁铁的结构特点为生活服务打下基础，培养创新意识和创造性思维能力。

通过一微项目一议，激活微项目学习指向高阶思维能力培养，提高学生的学习质量和学习效率，促使低阶思维微项目学习活动向高阶思维能力转型。达到学一个电磁铁应用，掌握所有电磁铁应用的分析，通过一微项目一议，为后续的指向高阶思维能力培养的微项目学习活动提供设计思路。开发学生课外拓展性、挑战性、创新性、可持续性作业，同时减轻学生的枯燥、乏味的课业负担，真正落实了减负提效的目标。

参考文献：

[1]鲍善军.一题一课：指向高阶思维能力培养的教学策略研究.小学教学参考.数学2020.6.32-34

[2]吕雪晴.高阶思维能力培养取向的高中生物学项目学习实践研究.哈尔滨师范大学.硕士学位论文2021.6

[3]肖芳玲,陈诚.微项目学习助推高阶思维发展.湖北教育.教育圆桌Ｉ教育观察.2020-12.9-10

基金项目；浙江省教育技术中心《基于高阶思维的工作室“1+1+X”成长模式研究》（编号2023ETD31）