基于核心素養(yǎng)的任務(wù)驅(qū)動式物理教學(xué)探討
——以“制作超級刻度尺”為例

(江蘇省無錫市鳳翔實(shí)驗(yàn)學(xué)校,江蘇 無錫 214031)

1 引言

任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式可讓學(xué)生親歷合作、探究、自主建構(gòu)、實(shí)踐等過程，有利于提升學(xué)生的核心素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展以及社會發(fā)展所需要的關(guān)鍵能力和必備品格，主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四方面構(gòu)成。

恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動機(jī)，任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)是在教學(xué)中,教師有效整合學(xué)習(xí)資源,為學(xué)生提供體驗(yàn)實(shí)踐的情境和感悟問題的情境,讓學(xué)生圍繞明確的任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生主動探究、自主合作研究、思考、解決和完成一系列學(xué)習(xí)任務(wù),提升其核心素養(yǎng)。

任務(wù)驅(qū)動模式以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),學(xué)生的思維由任務(wù)引起,再不斷地分析、思考、完成任務(wù)。真實(shí)的情景與任務(wù)能維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)，體現(xiàn)了教學(xué)中學(xué)生的主體性。再結(jié)合教師的主導(dǎo)作用,引導(dǎo)其自主建構(gòu)完成任務(wù)所需的觀念,尋找完成任務(wù)所需的方法,逐步形成終身發(fā)展所需的關(guān)鍵能力和必備品格。

2 課堂教學(xué)案例分析

“長度測量”是物理實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn),是學(xué)生所必須具備的能力和技能。在以往教學(xué)中,對這堂課的重難點(diǎn):測量的本質(zhì)、長度單位大小、測量值的構(gòu)成、估讀的方法、誤差減小的方法,都是教師直接講授，再讓學(xué)生大量練習(xí)、死記硬背。最終學(xué)生對知識也只是知其然不知其所以然,這違背了初中生的認(rèn)知規(guī)律,不符合物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求。

筆者根據(jù)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求,結(jié)合初中生的心理及認(rèn)知特點(diǎn),以“長度的測量”中“制作超級刻度尺”為例,淺談以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的途徑。

2.1 創(chuàng)設(shè)情境,激趣生疑

師:有同學(xué)要買校服,但他不知自己的身高。今天老師就把這個任務(wù)交給你們,請你們利用手邊的工具來幫他測身高。

設(shè)計意圖:以往對于長度的引入，老師都是利用“運(yùn)動員運(yùn)動的視頻”或者利用李白的《早發(fā)白帝城》,這樣的引入方式會使學(xué)生聯(lián)想到“速度”,與本節(jié)課的主題有所偏離。而以“測身高”這個問題來引入,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的、貼近生活的物理情景，且緊扣本節(jié)課主題,體現(xiàn)了“物理生活化”,同時將抽象的、不確定的問題情境轉(zhuǎn)化為具體的、真實(shí)的物理問題。

2.2 提出問題,明確任務(wù)

生1:可以用我的塑料尺來測。

生2:還可以用我的三角板。

生3:塑料尺和三角板都太短了,量程不夠。我覺得應(yīng)該用一個更長一些的工具。

教師出示長木板,將同學(xué)身高用記號筆標(biāo)好(如圖1)。

師:你們的任務(wù)就是利用這塊長木板，制作一把替同學(xué)測身高的“超級刻度尺”。

設(shè)計意圖:任務(wù)驅(qū)動教學(xué)必須要讓學(xué)生明確任務(wù),任務(wù)必須要具體、要明確。對于刻度尺的使用,學(xué)生在小學(xué)有所接觸。即學(xué)生已有一定基礎(chǔ),但是現(xiàn)在“測身高”與以前的做法有所不同,引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生積極思考這有利于培育學(xué)生的科學(xué)思維能力。

圖1

圖2

2.3 精準(zhǔn)引導(dǎo),啟發(fā)思維

師:不用刻度尺,你有幾種測量同學(xué)身高的辦法？

生:用手量,12.5拃；用腳量,7個腳長.用書量,9個書長(如圖2)。

師:以上數(shù)字好像不一樣,他們是表示的同一個長度嗎？

生:是的,都是同學(xué)的身高。

師:那為什么數(shù)字不一樣呢？

生:因?yàn)橛脕肀容^的標(biāo)準(zhǔn)不同。

師:這樣對我們的交流方便嗎？不方便,且每個人的手長、腳長都不一樣。因此我們需要一個統(tǒng)一的、公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量,我們稱之為單位。長度的國際單位是米,1米大約就是你伸開一只手臂,另一個肩到伸長的手的距離。

教師將長木板標(biāo)上1米的刻度(如圖3)。

圖3

設(shè)計意圖:在以往的教學(xué)中,關(guān)于“單位”和“測量”的實(shí)質(zhì),老師們都是直接告知學(xué)生,學(xué)生并不知道其中的原因,這樣不便于疏導(dǎo)學(xué)生的思維。按以上方式教師引導(dǎo)學(xué)生,凸顯了在物理學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體地位,有利于提升其核心素養(yǎng)。

師:你讀一讀同學(xué)的身高是多少？

生:1.6米、1.7米、1.65米。

師:你怎么知道同學(xué)一定有1米的？

生:因?yàn)樗纳砀叱^了1米、但是低于2米。

師:所以這個1米是你們確定的、準(zhǔn)確的數(shù)值,所以我們稱之為準(zhǔn)確值。那后面的0.6米、0.7米你是怎么知道的呢？

生:是我估計的。

師:這個值是你們估讀出來的,所以我們稱之為估讀值,每個人估計的情況不同,所以估讀值會有差異。

師:剛才1.65米中0.6米是估讀的,后面的0.05米是在估讀的基礎(chǔ)上再估讀的,所以這個數(shù)據(jù)我們視為無效。

圖4

師:該同學(xué)身高要么1.6米,要么1.7米；這個之間還差了0.1米,差距挺大的。那你有什么辦法讓我們能更精確地測出他的身高?

生:將刻度尺的分度值精細(xì)到分米(如圖4)。

師:現(xiàn)在同學(xué)的身高是多少？

生:1.65米、1.64米、1.66米。

師:準(zhǔn)確值是什么？估讀值是什么？

生:準(zhǔn)確值是1.6米,估讀值是0.05米、0.04米、0.06米。

師:現(xiàn)在我們刻度尺的分度值是多少？

生:1dm。

師:對。那你能找找看,你身上有哪些部位是1dm的嗎？

生:我手掌的寬度大約是1dm。

師:很好。那現(xiàn)在你能結(jié)合剛才的兩組數(shù)據(jù),總結(jié)一下我們是怎么讀數(shù)的？

生:第一組數(shù)據(jù)分度值為1米時,我們讀到分米位。第二組數(shù)據(jù),分度值為1分米時,讀到了厘米位。所以我認(rèn)為讀數(shù)時要估讀到分度值的下一位。

師:有同學(xué)能讓我們測得的同學(xué)身高再精確一點(diǎn)嗎？

生:將分度值再精細(xì)一些，將分度值改為1cm。

師:現(xiàn)在同學(xué)的身高是多少？

生:1.661米、1.662米、1.660米。

師:準(zhǔn)確值是什么？估讀值是什么？

生:準(zhǔn)確值是1.66米,估讀值是0.001米、0.002米、0.000米。

師:現(xiàn)在我們的尺的分度值是多少？

生:1cm。

師:對。那么厘米也是長度的單位,那你能找找看,你身上有哪些部位是1cm的嗎？

生:1cm大約是指甲的寬度。

師:剛才的尺分度值是1cm,所以我們讀到了cm的下一位。再一次證實(shí)了你們自己總結(jié)出的估讀的方法。

師:觀察這三個讀數(shù)有什么特點(diǎn)？

生:沒有什么規(guī)律,有時候偏大、有時候偏小。

師:后面估讀值是不同的,這個估讀值有時候偏大、有時候偏小,我們就稱之為誤差。

師:那么同學(xué)的身高到底是取1.661米，還是1.662米，或1.660米？你取其中一個數(shù)，別的數(shù)會覺得“不公平”,我們同學(xué)身高到底定多少呢？

生:取三個數(shù)的平均值。

師:這就是我們減小誤差的辦法:多次測量，取平均值。

設(shè)計意圖:物理教學(xué)要從“教知識”向“教學(xué)習(xí)”、“重結(jié)論輕過程”向“重結(jié)論更重過程”轉(zhuǎn)變。在此過程中,教師必須要充分起到“導(dǎo)學(xué)”的作用，以解決學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的問題。在以上設(shè)計中,先讓學(xué)生自己多次讀數(shù)，再引導(dǎo)其自我構(gòu)建測量值的構(gòu)成、正確的估讀方法,最終讀數(shù)及讀數(shù)方法都是他們自主總結(jié)得到的,這樣有助于學(xué)生提出并掌握減小誤差的方法。此外,將刻度尺的分度值從1米逐步減小到1厘米，也是學(xué)生自己提出的使測量值更精確的方法,這有利于學(xué)生更好地去理解分度值的含義,幫助學(xué)生建構(gòu)相關(guān)知識,習(xí)得相關(guān)的科學(xué)方法。其中,關(guān)于1米、1分米、1厘米的教學(xué)也是注重學(xué)生自身體驗(yàn),這符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),有效培育了學(xué)生的科學(xué)思維。

2.4 及時總結(jié),遷移訓(xùn)練

師:至此我們的刻度尺就制作完成,現(xiàn)在用它來測量其他物體的長度。

選擇與所標(biāo)刻度差不多高度的物體再進(jìn)行測量,強(qiáng)化學(xué)生思維。

師:請同學(xué)們交流討論,總結(jié)在制作刻度尺過程中所學(xué)到的知識。

生:讀數(shù)時需要估讀到分度值的下一位;測量值由準(zhǔn)確值、估讀值、單位組成;測量時要進(jìn)行估讀,估讀時有時偏大有時偏?。粶p小誤差的辦法為多次測量,取平均值。

至此學(xué)生已經(jīng)能基本掌握讀數(shù)及誤差的問題,關(guān)于單位的換算可做簡單的講解，接下來是關(guān)于刻度尺的使用。

師:我們自己手邊的刻度尺該如何使用呢？閱讀教材中信息快遞“刻度尺的使用”,劃出關(guān)鍵的詞語,總結(jié)使用刻度尺的方法。

使用刻度尺時，有刻度的一邊要緊靠被測物體,讓每個學(xué)生用自己的刻度尺演示下什么叫緊靠。再拿出自制的較厚的尺,讓一個學(xué)生演示這把厚的尺怎么緊靠。學(xué)生會利用慣有思維演示，如圖5所示。利用電腦與手機(jī)QQ視頻將其從各個角度展示在屏幕上便于其他學(xué)生判斷是否正確。學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)角度不同時不便于判斷讀數(shù)到底是多少,再讓其思考何為“緊靠”,學(xué)生很容易得出圖6的正確使用方法。

圖5

圖6

關(guān)于視線與尺面垂直的教學(xué),很多教師都是直接給出類似圖7的方式指出視線要與尺面垂直。然而其中道理應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生自己領(lǐng)悟,學(xué)生自己建構(gòu)起來的知識,才容易理解。因此同樣利用QQ視頻做如下設(shè)計:利用視頻通話時鏡頭從不同方向進(jìn)行拍攝,學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)所觀察角度不同時讀數(shù)會有較大差異,并意識到視線要垂直于尺面讀數(shù)才會更準(zhǔn)確。

圖7

至此使用刻度尺的方法已為學(xué)生所掌握,現(xiàn)在使用自己的刻度尺進(jìn)行測量物理課本寬度的活動。

設(shè)計意圖:學(xué)習(xí)過程中需要不斷地自我評價與總結(jié),以幫助學(xué)生形成系統(tǒng)性的知識及提高知識的理解程度?？潭瘸叩木o靠學(xué)生會覺得比較簡單,但當(dāng)拿出自制厚尺時學(xué)生會意識到當(dāng)使用較厚尺時需垂直放置。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,且很多演示實(shí)驗(yàn),由于空間的限制不能使每位學(xué)生都能觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？衫矛F(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時的、直觀的演示,具體操作是:電腦和手機(jī)分別登一個不同號的QQ,再讓兩個QQ進(jìn)行視頻通話,手機(jī)對著要拍攝的現(xiàn)象即可。這樣可更加高效地幫助學(xué)生形成物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維、經(jīng)歷科學(xué)探究、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

2.5 交流評價,形成科學(xué)態(tài)度

選擇多組學(xué)生測量的物理課本寬度進(jìn)行展示,會發(fā)現(xiàn)每個組的數(shù)據(jù)有所出入,而且每個組測的數(shù)據(jù)的次數(shù)不一樣。此時引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行相互評價、分析數(shù)據(jù)不同的原因,探討究竟該測量幾次,從而對以上知識進(jìn)行及時的評價與鞏固。形成尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

3 結(jié)語

基于物理核心素養(yǎng)的任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)有重要意義,本文以“長度的測量”為例，從多角度淺談如何在物理核心素養(yǎng)視角下進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)。在教學(xué)過程中要有明確的任務(wù),并注意學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),還要充分利用現(xiàn)有的技術(shù)資源以輔助物理教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)有利于學(xué)生掌握知識、發(fā)展能力,體驗(yàn)科學(xué)與探究的樂趣,形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。