利用任務(wù)驅(qū)動合作教學(xué)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變

葛元鐘

摘 要：學(xué)生常常用已有的知識經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)建構(gòu)自身知識和概念，這樣形成的概念有時會給教學(xué)帶來阻礙。教師在設(shè)計概念教學(xué)時，可以恰當(dāng)?shù)匾肴蝿?wù)驅(qū)動教學(xué)，解決真實(shí)世界里發(fā)生的問題；利用合作教學(xué)，讓同伴之間相互探討問題，共同完成任務(wù)。教師和學(xué)生在教學(xué)過程中也要關(guān)注概念轉(zhuǎn)變過程的幾個步驟：分析學(xué)生已有概念，解構(gòu)已有迷思概念，重建科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動；合作教學(xué)；概念轉(zhuǎn)變

在日常教學(xué)中，概念的掌握和理解是學(xué)生獲得知識、積累知識的重要手段和過程，是科學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程之前頭腦里并不是一片空白，學(xué)生在接受正式的科學(xué)教學(xué)前就已經(jīng)存在許多能解釋自然世界的概念，也就是所謂前概念，或稱迷思概念。

學(xué)生在建構(gòu)自身知識和概念的過程中，是以已有的知識經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。由于每個人掌握的知識、積累的經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知能力和生活環(huán)境的差異， 對同一概念的理解會有所不同。因此，科學(xué)教學(xué)必須以學(xué)生原有的認(rèn)知為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生逐步建構(gòu)科學(xué)概念。

為了讓學(xué)生更好地建構(gòu)科學(xué)概念，教師就要盡量針對學(xué)生的迷思概念設(shè)計安排教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變。本文以初中科學(xué)《大氣的壓強(qiáng)》教學(xué)為例，探討如何利用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，利用合作教學(xué)，使概念轉(zhuǎn)變更有效地進(jìn)行。

一、通過訪談 弄清學(xué)生已有概念

通過訪談及問卷等多種形式，得知學(xué)生對初中科學(xué)《大氣的壓強(qiáng)》的概念已有一定了解，但都屬于一知半解，學(xué)生對大氣壓強(qiáng)的應(yīng)用，對用大氣壓強(qiáng)解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象還存在比較多的疑惑。

如：在一個玻璃杯里盛滿水，杯口覆蓋一張硬紙片。用手托住紙片，把杯子倒轉(zhuǎn)過來，即“覆杯實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生會認(rèn)為是杯中的水吸住了硬紙片。

如：我們經(jīng)常可以看到蒼蠅在玻璃上爬行不會掉下來。學(xué)生會認(rèn)為是蒼蠅的彎曲的爪很尖，抓住了光滑的玻璃表面。

如：離心式水泵（如圖1）在動力機(jī)的帶動下，葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，泵殼里的水會隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)。水被甩出時，轉(zhuǎn)軸附近就形成了一個低壓區(qū)，外面的水就在大氣壓的作用下，推開底閥通過進(jìn)水管進(jìn)入泵殼。學(xué)生對“底閥”“濾網(wǎng)”的功能不清晰，有部分學(xué)生認(rèn)為水是靠水泵吸上來的。

有一些錯誤的概念是在新課上完后才形成的。

如：學(xué)生在學(xué)習(xí)了液體壓強(qiáng)之后可能會在學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)時，認(rèn)為大氣壓強(qiáng)與液體壓強(qiáng)是相同的，而用液體壓強(qiáng)計算式計算大氣壓強(qiáng)。

如圖2所示，部分學(xué)生認(rèn)為用打氣筒向封閉燒瓶里充氣是為了研究大氣壓與沸點(diǎn)之間的關(guān)系。其實(shí)這種理解是錯誤的，圖2實(shí)驗(yàn)研究的是氣壓與沸點(diǎn)之間的關(guān)系。之間相差一個“大”字，但是反應(yīng)出對概念的理解存在問題。大氣壓是指大氣對浸在其中的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，而氣壓是指任意氣體對物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。

有學(xué)者認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念時發(fā)生的迷思概念是由于日常生活對概念理解的要求和對科學(xué)概念理解的要求不一致引起的。日常生活概念對現(xiàn)象的解釋要求以滿意為主，允許概念的模糊、不準(zhǔn)確或不一致，而科學(xué)概念追求的是對現(xiàn)象的完美解釋和預(yù)測。

要轉(zhuǎn)變學(xué)生的迷思概念，先要了解他們形成了哪些迷思概念，以及這些迷思概念是怎么形成的。通過對學(xué)情的充分了解和分析，教師可以對這些迷思概念進(jìn)行有的放矢地解構(gòu)，最終幫助學(xué)生形成科學(xué)概念。

二、任務(wù)驅(qū)動 解構(gòu)已有迷思概念

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念。

戴維·梅瑞爾提出了“首要教學(xué)原理”，他認(rèn)為，“學(xué)習(xí)只有在學(xué)習(xí)者從事解決真實(shí)世界里發(fā)生的問題時，只有當(dāng)學(xué)習(xí)者能夠通過論證或應(yīng)用而激活已知知識、并將其作為理解新知識的基礎(chǔ)時，新知識才會被整合到學(xué)習(xí)者的世界當(dāng)中”[1]。

結(jié)合任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和梅瑞爾提出了“首要教學(xué)原理”，我們對《大氣的壓強(qiáng)》這節(jié)課設(shè)計了典型任務(wù)，在任務(wù)驅(qū)動中激活已知知識，獲得新知識，并解決真實(shí)世界里發(fā)生的問題?！洞髿獾膲簭?qiáng)》中的“典型任務(wù)”包含以下幾個要素：任務(wù)中有學(xué)生掌握的核心知識點(diǎn)；任務(wù)中蘊(yùn)含著科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)方法；任務(wù)是根據(jù)學(xué)生在生活情境中遇到的真實(shí)問題進(jìn)行設(shè)計的。

【典型任務(wù)一】：用教師提供的在“拐彎”處扎過小孔的吸管吸飲料（如圖3），要求學(xué)生用此吸管吸飲料，并思考以下幾個問題：①為什么吸管吸不起飲料？②吸管如何改進(jìn)可以吸起飲料？

這個實(shí)驗(yàn)和兩個提問嘗試解構(gòu) “水是靠水泵吸上來的”這個迷思概念。

實(shí)驗(yàn)中學(xué)生用力對吸管吸氣，但不能將水吸上來，已經(jīng)很好地證明這觀點(diǎn)的錯誤。

我們應(yīng)該讓學(xué)生知道，水是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)的，而不能簡單地說水是被吸上來的或者說是被壓上來的。

吸管開了孔和大氣相通，形成不了低壓區(qū)，吸管頂端的壓強(qiáng)等于大氣壓，水不能流動。如果要讓水流動，可以從兩個方面進(jìn)行考慮：在嘴里制造了一個低壓區(qū)，大氣壓將水壓向嘴里；在飲料上方制造一個高于大氣壓的高壓區(qū)，水也可流動到嘴里。

這個實(shí)驗(yàn)及講評可以很好地解構(gòu)學(xué)生“水是靠水泵吸上來的”這一迷思概念，并建立相對正確的科學(xué)概念：水是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)的。

核心知識是每個教學(xué)活動單元中必須讓學(xué)生掌握、理解、探明的主要知識，是一個單元教學(xué)、一節(jié)課教學(xué)的主體內(nèi)容與知識主干，是整個教學(xué)活動鏈條中的關(guān)鍵鏈環(huán)。在這個實(shí)驗(yàn)中，“水為什么會流動”是一個核心知識，抓住了核心知識就等于抓住了教學(xué)主線。

【典型任務(wù)二】：動手做覆杯實(shí)驗(yàn)并判斷大氣壓的方向

用放在你面前的實(shí)驗(yàn)材料（水、玻璃杯、塑料片），做一次覆杯實(shí)驗(yàn)。學(xué)生產(chǎn)生了這樣兩個迷思問題：覆杯實(shí)驗(yàn)中沒有讓杯子橫過來（如圖4），學(xué)生認(rèn)為大氣壓只是向上的；紙片不掉下是因?yàn)樗延布埰獫窈笳丛诒诹恕?/p>

覆杯實(shí)驗(yàn)是一個非常經(jīng)典的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)要求學(xué)生將杯子橫過來并指向四面八方，指導(dǎo)學(xué)生觀察硬紙片都沒有掉下來，讓學(xué)生能體會到周圍存在大氣壓，且各個方向上都有。對于第二個問題，我們可以建立一個對照組實(shí)驗(yàn)，將硬紙片弄濕后看看能否沾在空杯的杯口。將演示實(shí)驗(yàn)改成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并用任務(wù)驅(qū)動學(xué)生思考，讓學(xué)生在失敗中尋找原因，在成功中享受喜悅。

【典型任務(wù)三】：驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)計

在課堂上提供以下實(shí)驗(yàn)材料：小型真空收納袋、迷你抽氣裝置、吸盤、一杯水、膠頭滴管、吸管、瓶子、保鮮袋、橡皮筋等。利用實(shí)驗(yàn)器材要求學(xué)生設(shè)計一個驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)，并解釋實(shí)驗(yàn)的原理。

學(xué)生根據(jù)課前分好的小組設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，主要有以下幾種方案：①用迷你抽氣裝置抽走小型真空收納袋中的空氣，發(fā)現(xiàn)真空收納袋變扁了；②用膠頭滴管吸取杯中的水；③兩個吸盤吸在一起、吸盤吸在玻璃上；④用吸管吸水；⑤瓶里放保鮮袋，瓶口用橡皮筋系緊，嘗試將保鮮袋取出。

上課時教師邀請小組代表上臺介紹自己組的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)原理，并給予補(bǔ)充和評價。

新課標(biāo)指出：“要注重學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的情境中學(xué)習(xí)科學(xué)知識，倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解科學(xué)的核心概念并加以運(yùn)用?！睂W(xué)生在設(shè)計驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)存在并解釋實(shí)驗(yàn)的原理的過程中解構(gòu)原有的迷思概念。對自己設(shè)計的裝置進(jìn)行自圓其說，試圖說服同學(xué)和老師，這個過程很重要，可以提高學(xué)生對知識的理解能力、運(yùn)用能力和駕馭能力。

三、合作學(xué)習(xí) 重新建構(gòu)科學(xué)概念

在任務(wù)驅(qū)動過程開展合作學(xué)習(xí)可以更好地建構(gòu)科學(xué)概念。捷克教育家夸·美紐斯認(rèn)為，“學(xué)生不僅可以從教師的教中獲得知識，還可以通過別的學(xué)生的教學(xué)來獲取知識”[2]。兒童認(rèn)知的發(fā)展，除了成人的指導(dǎo)作用外，兒童與同伴之間相互探討問題，共同完成任務(wù)，同樣可以提高學(xué)生的認(rèn)知水平。教師與學(xué)生，學(xué)生和學(xué)生之間的合作比個體單獨(dú)的學(xué)習(xí)活動更具有優(yōu)越性，它可以加速認(rèn)知水平向更高的方向發(fā)展。本文通過課堂實(shí)踐，提出以下幾個合作策略。

（一）制定目標(biāo) 明確任務(wù)

要讓合作學(xué)習(xí)有實(shí)效，教師要在分析教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，確定合作學(xué)習(xí)的目標(biāo)。在本課的典型任務(wù)三中，學(xué)生小組合作共同設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。有了目標(biāo)，小組合作學(xué)習(xí)就更容易發(fā)生：有的小組設(shè)計用迷你抽氣裝置抽走小型真空收納袋中的空氣，發(fā)現(xiàn)真空收納袋變扁了；有的小組設(shè)計用膠頭滴管吸取杯中的水，用吸管吸水；還有的小組設(shè)計出讓兩個吸盤吸在一起或者讓吸盤吸在玻璃上的實(shí)驗(yàn)。組內(nèi)有了共同需要完成的任務(wù)，大家的思維、注意力會更加集中，討論也會更有效率。

（二）組內(nèi)分工 人人有責(zé)

在實(shí)驗(yàn)的過程中，由于是小組合作完成，所以必須要進(jìn)行組內(nèi)分工，讓每個學(xué)生都有事情可做。課堂上每個小組6人，我們進(jìn)行如下安排。

組長：負(fù)責(zé)分配任務(wù)；記錄員：根據(jù)要求記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫圖；匯報員：進(jìn)行語言組織、負(fù)責(zé)得出結(jié)論，組間交流；實(shí)驗(yàn)員：負(fù)責(zé)動手實(shí)驗(yàn)；觀察員：負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)觀察、指導(dǎo)。合理的組內(nèi)分工，將提高每一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)積極性，使整個實(shí)驗(yàn)過程有條不紊，有序展開。在課堂上，我們還會根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)評出最佳組長、最佳實(shí)驗(yàn)員、最佳記錄員等，以提高學(xué)生對這些角色的認(rèn)可。

（三）師生對話 啟發(fā)點(diǎn)撥

合作學(xué)習(xí)主要是圍繞一定的任務(wù)來展開的，合作學(xué)習(xí)的任務(wù)一般是討論或者探究的問題。教師根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計具有開放性和挑戰(zhàn)性的問題，如果學(xué)生之間的合作不能很好地解答，就要進(jìn)行師生對話，依靠教師的啟發(fā)點(diǎn)撥，建立科學(xué)概念。

學(xué)生經(jīng)常可以看到蒼蠅倒立在天花板上爬行，從而有了蒼蠅的彎曲的爪很尖，抓住了天花板這樣的迷思概念。用師生對話可以比學(xué)生合作更順利地解構(gòu)這個迷思概念。

師：我們可以看到蒼蠅倒立在天花板上爬行，蒼蠅也不會從天花板上掉下來。為什么？

生：蒼蠅的彎曲的爪很尖，抓住了天花板。

師：為什么彎曲的爪很尖就能抓住了天花板？

生：天花板凹凸不平。

師：玻璃有凹凸么？

生：玻璃是平整、光滑的。

師：我們看到過蒼蠅停在豎直的玻璃上么？

師：再小組討論蒼蠅為什么不會從玻璃板上掉下來。

本文以初中科學(xué)《大氣的壓強(qiáng)》教學(xué)為例，探討科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變策略。教師通過在教學(xué)設(shè)計前對學(xué)情的充分了解，弄清學(xué)生已有概念，針對學(xué)生的迷思概念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，并使用了兩個策略：任務(wù)驅(qū)動，解構(gòu)迷思概念；合作學(xué)習(xí)，重建科學(xué)概念。任務(wù)驅(qū)動的合作教學(xué)法在大氣壓強(qiáng)的課堂實(shí)踐中取得了較好的效果，為科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變研究提供又一研究案例。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛群力，馬蘭. “首要教學(xué)原理”新認(rèn)識[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志，2005（4）：16-20 .

[2]王坦. 合作學(xué)習(xí)導(dǎo)論[M]. 北京：教育科學(xué)出版社，1994：36.