案例介绍：基于科学、技术、社会与环境（STSE）教育的高中物理项目式学习教学设计。
实施过程：通过“重走磁力发电之路”、“制作环保手电筒”等项目任务设计，学生通过实践活动学习物理知识，同时培养社会责任感和环保意识保护意识。
1. 教材分析
《电磁感应现象及应用》选自人民教育出版社出版的《高中物理必修课3》第13章第3节。本节内容基于前两节对磁力线和磁通的感性经验，可以自然合理地得出感应电流产生的原因。本部分内容也是楞次定律、电磁感应定律等选修必修课的重要基础，起到了承前启后的作用。本节以物理学史线索为切入点，通过循序渐进的实验探索，通过分析整合形成理性认识，进而总结出“磁生电”的规律，最后用法拉第圆盘的故事发电机引入电磁感应。该应用给教师和学生留下了广阔的思考空间。
《能源与可持续发展》选自新高中物理教育版必修课3第12章第4节。它用“问题”引入能量耗散的概念，深入自然界宏观过程的方向规律；然后介绍了能源的分类、开发和应用，剖析了当今社会的能源与环境问题，引导学生理解科学、技术、社会、环境之间的关系。最后呈现STSE栏目内容，并与社会生活实际相结合，引导学生思考。论能源发展与环境保护的辩证关系
从结构上看，“能源与可持续发展”部分的内容在本章中相对独立。因此，我们尝试将本节的内容放在“电磁感应现象及应用”之后，旨在以“电”的相关内容为基础。主要线索巧妙地连接了重要的学习内容。通过了解物理学家面临的挑战和机遇，我们可以经历艰难曲折的探索和明智的结论；通过一系列的逻辑探索，我们可以揭示更本质的核心原因；结合“磁与电”的铺垫，我们可以探索更多的最优发电方法，并以此为任务脚手架，提出能源应用、社会发展、环境保护等问题。
2.学术状况分析
学生已经了解了电源、磁场、磁通量等知识，对闭合回路中的部分导体切割磁力线时产生电流的现象有了一定的认知基础，但对它的具体原理还不清楚。问题的性质。学生通常对物理和人文史料有浓厚的兴趣，对揭开电磁炉、无线充电等原理有强烈的好奇心，但探索“磁生电”的本质过程需要学生具有高度的合作探究能力。 、分析和归纳能力。学生可能存在思维障碍，应予以支持并重点突破。此外，探索更好的发电方法需要学生具备一定的自主学习和合作能力，这可以提供必要的学习支架，帮助学生建立自信心。也借此机会渗透STSE理念，培养核心能力，内化道德品质。
三、教学过程
（一）激发学生思考
师：拿出一些铜线和一个LED灯泡，问：如何让灯泡发光？
健康：将设备连接至电源（干电池）。
老师：老师不用干电池就能让小灯泡发光。你相信吗？
健康：表达怀疑和期望。
（提醒学生仔细观察实验，能够描述实验现象。为了保持神秘感，提前将通电的电磁炉包裹在黑盒子里。一个装满水的铁器皿可以放在电磁炉上提前将电磁炉置于待机模式。）
（二）施展“空气充电”小魔法
教师：将连接LED灯泡的闭合线圈慢慢移到黑匣子正上方，引导描述实验现象。
学生：奇迹的灯泡逐渐亮起。
师：借这个机会，我来揭开黑盒子的神秘面纱，并辅以电磁炉的内部结构图。
学生：我突然意识到，那个神秘物体竟然是大家都熟悉的电磁炉。为什么会出现如此奇妙的现象呢？
老师：如果我们想揭开“黑匣子”的秘密，我们就进入“电”的“前世今生”项目吧。
【设计意图：引入贴近生活的有趣魔术，增强学生的感性体验，激发探索和好奇心。 】
（三）介绍项目计划
教师：分发评价表；引入项目任务，充分考虑每个学生的学习基础、性格特点、综合能力进行异构分组，力求组内异构、组间同质。
学生：团队成员共同努力了解项目任务、流程和要求。
【设计意图：突出团队意识，激发学生对项目的投入。 】
任务一：重走“磁发电”之路
老师：介绍一下高中物理教学设计师，生活中类似“空气充电”的例子还有很多，比如手机无线充电、新能源汽车无线充电等，这些现代成果的产生都离不开科学家们的潜心探索。让我们一起回顾一下对“磁电”的追求。
（展示物理学家奥斯特、科拉顿、法拉第的信息卡，引入驾驶问题，引导学生了解科学家的奋斗历程。）
学生：独立学习教材内容，了解科学家的探索过程。
教师：将学生分成四组，请各组代表画任务活动卡。任务卡分别对应四位著名物理学家：“对电和磁感兴趣的奥斯特”、“错失良机的科拉顿”、“陷入误会的法拉第”、“实现磁和电梦想的法拉第” 。家乡的故事。
还描述了任务要求：
① 填写团队成员分工明细；
②撰写科学家演讲稿；
③场景实验演示；
④全体学生回答关键问题并分享励志经历。
学生：小组讨论交流留学之路，商定细则，分工合作。
活动①：演讲简介：奥斯特的生平和对物理学的贡献。场景实验演示：将电线朝北、南方向放置，分别连接到电池组的正负极。同样，放置在南北的小磁针在导线通电时会发生偏转，并且小磁针的偏转方向随着电流的方向而变化。
关键问题：奥斯特为何成功？与初中所学的知识相比，你有哪些新的感悟？
【设计意图：回顾“电生磁”实验，为“磁生电”的追求铺平道路，体现物理学家对和谐之美的欣赏和实现理想的不懈坚持。 】
活动②：演讲简介：科拉顿的生平和对物理学的贡献。场景实验演示：将磁铁插入连接敏感检流计的螺旋线圈中。为了减少磁铁对检流计指针的影响，敏感检流计放置在讲台上，线圈放置在教室门外，两者之间。连接一根长电线，观察是否有电流流动。演示的学生将磁铁插入线圈中，然后跑进教室查看灵敏的检流计是否显示读数。他们在四处奔波中失去了机会。
关键问题：科拉顿失败的原因是什么？你能得到什么启发？
设计意图：引导思维走向更本质的原因，即不要从“稳态”思维转向“瞬态”考虑，引导学生在解决问题时尝试去适应。
活动③：演讲简介：法拉第的一生和对物理学的贡献。场景实验演示：将一根电线或线圈放在强磁铁旁边，观察导体中是否会产生稳定的电流；将两根导线并联，在一根导线中通入强电流，观察相邻导线是否会产生稳定的电流。电流高中物理教学设计师，不产生稳定电流。
关键问题：法拉第为何会提出这样的设计思路？您从法拉第的失败中吸取了哪些教训？
设计意图：认识到取得巨大成就的科学家也经历过无数的失败，鼓励学生坚定理想、自强不息。
活动④：场景实验演示：准备两个电磁线圈。一个连接到灵敏的电流表，形成闭合回路（或在回路旁边放置一个小磁针），另一个连接到开关和电池组。两个线圈彼此靠近。合上开关后，观察灵敏电流表是否有指示。
关键问题：您如何看待法拉第追求磁力发电的艰难历程？您最欣赏科学家法拉第的什么？
设计意图：突破“稳态”转向“瞬态”的思想体现辩证思维，使学生体会到不懈追求理想的价值。
总体设计意图：重走科学家的研究道路（如图，从左到右分别是科学家奥斯特、科拉顿、法拉第的情景实验图），增强学生的认同感，获得深刻的体会情绪 性经历；分析实验失败和成功的原因，提高分析判断能力；培育历史人文底蕴，鼓励学生坚定目标和理想，敢于面对挫折，灵活转变思维，勇于适应变化。
任务二：合作生产环保手电筒
探索产生感应电流的条件
教师：①提供问题驱动任务：参考科拉顿的实验思路，将螺线管和检流计组合成一个闭环（如图），观察思考如何操作条形磁铁，帮助科拉顿找到“好机会” ”。
学生：团队合作连接物理图并记录在闭环中产生电流的实验操作。分析总结：磁棒插入螺线管和拔出螺线管的过程中都会产生电流。
在螺线管中插入和取出磁铁的示意图
师：回忆一下中学时学过的东西。将导轨和活动导体棒置于磁场中，与检流计结合形成闭环。记录并总结什么情况下可以产生电流，什么情况下不能产生电流。
学生：分组连接物理图，分析总结实验结果：当导体棒和磁场保持相对静止，导体棒平行于磁力线方向移动时，不会产生电流；当导体棒移动切割磁力线时，就会产生电流。
教师：组织学生回顾整个项目过程，记录项目任务阶段的收获和反思，鼓励学生在课堂上发言，分享经验。
学生：填写反思收获清单
您最喜欢整个项目的哪一部分；您认为自己在哪些方面有所进步；您认为自己对团队做出了哪些贡献；您从整个项目活动中学到的最重要的事情是什么？您认为您在项目活动中还有什么？哪些方面需要改进？说说自己的经历，交流分享，总结。
教师：将学生的项目成果、实践表现、反思等材料纳入个人成长档案袋中，产生学生独特的记忆。
【设计意图：增强学生的独特体验，促进学习目标的实现。 】
上述案例展示了项目式学习在不同学科和领域的应用。通过具体的实践活动，学生可以在实际情境中学习和运用知识，培养解决问题的能力、团队合作精神和创新思维。
扫描二维码