駱波

摘要：“制作一個醫(yī)用冷藏盒”是一個任務(wù)復(fù)雜度較高的物理跨學(xué)科實踐活動，所需學(xué)習(xí)資源離學(xué)生生活較遠。因此，開設(shè)一節(jié)準(zhǔn)備課，幫助學(xué)生明確問題、分解任務(wù)、制訂計劃、了解注意事項，從而明確目標(biāo)、具化路徑。

關(guān)鍵詞：初中物理；跨學(xué)科實踐活動；“制作一個醫(yī)用冷藏盒”

“制作一個醫(yī)用冷藏盒”是一個任務(wù)復(fù)雜度較高的物理跨學(xué)科實踐活動，所需學(xué)習(xí)資源離學(xué)生生活較遠。因此，筆者專門開設(shè)了一節(jié)準(zhǔn)備課，幫助學(xué)生明確問題、分解任務(wù)、制訂計劃、了解注意事項，從而明確目標(biāo)、具化路徑。

一、教學(xué)目標(biāo)：瞄準(zhǔn)實踐活動的靶向

“制作一個醫(yī)用冷藏盒”活動，在任務(wù)類型上，屬于設(shè)計與制作類；在教學(xué)組織上，宜采用項目學(xué)習(xí)的方式；在活動周期上，一般分“動員準(zhǔn)備”“活動實施”和“展示評價”等環(huán)節(jié)。具體實踐任務(wù)是“設(shè)計并制作一個能維持較長時間低溫的醫(yī)用冷藏盒”，可分解出的子任務(wù)是“選擇（比較）物質(zhì)的保溫性能”和“選擇（比較）物質(zhì)的凝固點”。指向的物理觀念是“不同的物質(zhì)，其物理屬性一般不同”，需要運用比較、綜合、創(chuàng)新等科學(xué)思維，有利于提升任務(wù)分解、設(shè)計制作、評估交流等實踐能力。

由此，確定“制作一個醫(yī)用冷藏盒”活動準(zhǔn)備課的教學(xué)目標(biāo)：

1.了解藥品的運輸和存放對溫度有要求，認識到保溫性能、凝固點等物質(zhì)的物理屬性對溫度有影響。

2.通過討論，初步形成“選擇（比較）物質(zhì)的保溫性能”和“選擇（比較）物質(zhì)的凝固點”的方案。

3.繪制醫(yī)用冷藏盒的設(shè)計圖，列出材料清單，并初步確定小組分工。

二、教學(xué)過程：具化實踐活動的路徑

（一）基于真實情境，明確待解決的實際問題

物理跨學(xué)科實踐活動是從學(xué)生的真實生活和發(fā)展需要出發(fā)，從生活情境中發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化為活動問題，通過探究、服務(wù)、制作、體驗等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的實踐性課程內(nèi)容。它基于學(xué)生的直接經(jīng)驗，密切聯(lián)系學(xué)生個人生活和社會生活，體現(xiàn)對知識的綜合運用。

課始，教師播放視頻，讓學(xué)生了解醫(yī)藥存放常識，知道不同醫(yī)藥的運輸和存放有不同的溫度要求。醫(yī)用運輸車和存儲柜是當(dāng)今不可或缺的設(shè)備，但偏遠山區(qū)并未普及這些設(shè)備，自制醫(yī)用冷藏盒就有重要的現(xiàn)實意義。然后，教師提出真實情境任務(wù)：“為救治病人，急需將一種藥品送到偏遠的山村。這種藥品要求在0 ℃以下存放。由于山高路遠、氣溫較高，請你設(shè)計并制作一個醫(yī)用冷藏盒，以滿足運輸途中保持低溫的要求。”為進一步明確任務(wù)，教師展示一個制作好的醫(yī)用冷藏盒樣品［將裝藥品的保溫盒放在泡沫（帶反光內(nèi)膽）保溫袋中，在保溫盒中放入事先在電冰箱內(nèi)凝固的鹽冰］，說明其材料與結(jié)構(gòu)，展示測量的溫度變化情況，并引導(dǎo)學(xué)生分析保持低溫的多種途徑及其所涉及的物質(zhì)物理屬性。

（二）立足項目需求，分解任務(wù)

“將一個大任務(wù)分解成若干子任務(wù)，再把每個子任務(wù)進一步分解成具體的任務(wù)串（問題鏈）”，是物理跨學(xué)科實踐活動準(zhǔn)備工作的核心。

本課，教師這樣帶領(lǐng)學(xué)生分解任務(wù)：

師從物質(zhì)的物理屬性考慮，如何選擇保溫材料和放在保溫瓶中的低溫物質(zhì)？即我們的研究可以分解為比較不同材料的保溫性能、選擇合適的低溫物質(zhì)以及檢驗冷藏盒的保溫性能三個子任務(wù)。

1.比較不同材料的保溫性能

師要維持低溫，就要盡量“切斷”與外界的熱傳遞，需要材料有較好的保溫性能。

師生討論后得到如下任務(wù)串：

（1）通過什么現(xiàn)象，比較（反映）不同材料的保溫性能？

（2）需要哪些器材？需要收集哪些數(shù)據(jù)？

（3）請設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格。

（4）調(diào)查：建筑物外墻所選用的是什么保溫材料？生鮮包裝所選用的是什么保溫材料？

2.選擇合適的低溫物質(zhì)

師要獲得低溫，就需要利用低溫物質(zhì)吸熱制冷。不同的醫(yī)藥對溫度要求有所不同，需要選擇合適的低溫物質(zhì)。

師生討論后得到如下任務(wù)串：

（1）調(diào)查：用冷鏈配送冰淇淋蛋糕、生鮮（大閘蟹、水蜜桃等），用到的低溫物質(zhì)分別是什么？哪些低溫物質(zhì)在日常生活中比較容易制取？

（2）怎樣制取低溫物質(zhì)？將待選物質(zhì)放入冰箱中冷凍。

（3）如何測量不同物質(zhì)的凝固點？

提示：一段時間后，放入冰箱的待選物質(zhì)凝固變?yōu)楣虘B(tài)。將待選物質(zhì)放入保溫瓶中緩慢熔化，（晶體）溫度維持在熔點，不斷吸熱，使保溫瓶中保持低溫。顯然，保溫瓶中的溫度跟該物質(zhì)的熔點有關(guān)。將上述熔點不同的低溫物質(zhì)分別放入保溫瓶中，記錄瓶中氣溫的變化。

（4）保溫瓶里的溫度就是低溫物質(zhì)的熔點嗎？

可能的發(fā)現(xiàn)：環(huán)境溫度比低溫物質(zhì)的熔點略高；不同的低溫物質(zhì)，吸熱制冷的效果（如保持低溫的時間長短）可能有所不同。最后，根據(jù)藥品的溫度要求，確定合適的低溫物質(zhì)。

3.檢驗冷藏盒的保溫性能

師該冷藏盒是否滿足設(shè)計需求？應(yīng)從哪些角度加以檢驗？

師生討論后得到如下任務(wù)串：

（1）冷藏盒內(nèi)的溫度是否達到設(shè)計需求？

（2）能滿足低溫要求的持續(xù)時長是多少？

培養(yǎng)解決真實問題的實踐能力，是物理課程的重要育人目標(biāo)。會科學(xué)地表征問題、合理地分解問題，是解決問題的關(guān)鍵，也是實踐能力的重要因素。同時，注重與生活的聯(lián)系，如調(diào)查建筑物所使用的保溫材料、冷鏈配送所使用的低溫物質(zhì)等。這能讓學(xué)生切實體會到“物質(zhì)的物理屬性”有著廣泛的應(yīng)用，“物質(zhì)的物理屬性”影響著材料的性能并決定其用途。需要說明的是，上述子任務(wù)涉及的設(shè)問，課上均不提供答案（必要時做適當(dāng)提示），僅引導(dǎo)學(xué)生在實踐中關(guān)注這些問題，并自行設(shè)計方案解決這一系列問題。

（三）制訂計劃，形成初步的實踐方案

師為方便同學(xué)們在課后順利開展制作活動，請結(jié)合上述探討，制訂初步計劃。在制訂計劃時，你需要考慮以下問題：（1）需要哪些器材、材料？分別通過什么途徑獲得？（2）如何繪制醫(yī)用冷藏盒的設(shè)計草圖（并對暫未確定所用材料的部分進行標(biāo)注）？（3）小組成員間怎樣分工？完成各個子任務(wù)的時間節(jié)點是什么？怎樣記錄制作的過程？完成討論后，（出示下頁表1）填寫實施計劃書，并簽名確認。

在對任務(wù)充分了解和合理分解后，經(jīng)歷深入研討，在此基礎(chǔ)上制訂并簽署活動實施計劃書。這既能保障實踐活動順利推進，又能強化小組成員的責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識——這也是物理跨學(xué)科實踐活動的育人價值之一。

（四）了解安全等注意事項

師為保證安全，切實提高活動實效，老師還有幾點溫馨提示：（1）取用低溫物質(zhì)時，戴好手套，防止凍傷。（2）實踐活動的全過程，都要加強交流與合作?？梢詸z索網(wǎng)絡(luò)、查閱資料，多與小組成員溝通進展、交流發(fā)現(xiàn)與困惑，也歡迎同學(xué)們在實踐過程中與老師溝通。（3）及時記錄實踐過程，并為你們制作的冷藏盒寫一份使用說明，尤其要指出所適用的藥品。做好作品展示與介紹的準(zhǔn)備。在實踐中發(fā)現(xiàn)，在實踐中發(fā)展！無比期待同學(xué)們設(shè)計與制作的作品！

本次物理跨學(xué)科實踐活動涉及課后活動，安全教育不可缺位，這也是物理（科學(xué)）教育應(yīng)有的溫度。通過實踐提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，增進其合作與交流的技能，同樣是物理跨學(xué)科實踐活動可能實現(xiàn)的育人價值。因此，教師提示學(xué)生獲取信息有多種渠道，要全過程加強交流與合作，讓學(xué)生為展示匯報做好準(zhǔn)備。

做好準(zhǔn)備工作，是提升學(xué)生物理跨學(xué)科實踐活動參與率和品質(zhì)度的基礎(chǔ)。此外，教師還要加強對物理跨學(xué)科實踐活動育人價值的體認，不斷豐富物理跨學(xué)科實踐活動的組織策略。比如，讓學(xué)生提前了解活動的流程和要求；布置適當(dāng)?shù)幕顒尤蝿?wù)單，讓學(xué)生提前了解知識、方法和設(shè)備等；合理分組，使學(xué)生之間能取長補短、共同進步；既引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、獨立思考、大膽設(shè)計、敢于創(chuàng)新，也在學(xué)生遇到困難時給予適當(dāng)?shù)狞c撥和幫助。