基于任務(wù)中心教學(xué)理念的初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

齊亞坤　倪玲燕　謝垂河

摘 要：任務(wù)中心教學(xué)包含學(xué)習(xí)任務(wù)、激活舊知、示證新知、應(yīng)用新知、融會(huì)貫通積極探索等五要素.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入任務(wù)中心教學(xué)理念，整個(gè)教學(xué)過程可以分四步：激活舊知、引發(fā)思考;聚焦完整任務(wù)，引起學(xué)生注意;指導(dǎo)學(xué)生自覺投入實(shí)驗(yàn)過程，得出規(guī)律;融會(huì)貫通，指導(dǎo)實(shí)踐，有助于學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)在真實(shí)情境中遷移和運(yùn)用，是學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一種有效途徑.

關(guān)鍵詞：任務(wù)中心教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);真實(shí)情境

作者簡(jiǎn)介：齊亞坤（1988-），男，安徽安慶人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：學(xué)科教學(xué).

目前在浙江省的初中物理課堂教學(xué)中正踐行著以生為本的教學(xué)理念，其核心就是面向真實(shí)的學(xué)習(xí)或生活情境來開展學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué).任務(wù)中心教學(xué)理念來源于認(rèn)知信息加工、動(dòng)物學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)和認(rèn)知學(xué)徒等的學(xué)習(xí)觀念，它的目標(biāo)側(cè)重能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用和遷移到真實(shí)情境中，且追求學(xué)習(xí)的有效性和高效性[1].初中物理中很多的知識(shí)都是源于真實(shí)的生活情境，適合用任務(wù)中心教學(xué)原理來開展教學(xué)中，這對(duì)學(xué)生掌握基本的科學(xué)知識(shí)、理解科學(xué)研究方法和科學(xué)的邏輯思維能力有很大的幫助.

1 當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 忽視學(xué)生已有知識(shí)的利用

在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師往往會(huì)忽視學(xué)生已有的知識(shí)體系，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)直接告訴學(xué)生今天的學(xué)習(xí)主題，側(cè)重學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、方法的記憶掌握.例如“電流與電壓、電阻關(guān)系”一課，教師可能會(huì)直接告訴學(xué)生電流與電壓、電阻存在的正反比關(guān)系，進(jìn)而讓學(xué)生按照相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論.這一教學(xué)過程，忽視了學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，對(duì)于電流與電壓、電阻關(guān)系會(huì)基于自己的已有知識(shí)或是平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)做出的猜測(cè)，不利于發(fā)揮學(xué)生的主體性.

1.2 忽視對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新性和邏輯思維能力的培養(yǎng)

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生基本是按照教材或?qū)嶒?yàn)冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟為什么要這樣設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中為什么要注意這些問題，學(xué)生并不是能真正理解.例如“電流與電壓、電阻關(guān)系”一課，常規(guī)安排就是教師告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng)，學(xué)生按照電路圖連接電路、做實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)然后得出結(jié)論.學(xué)生對(duì)為什么選用課本電路圖并不理解，怎么樣由記錄數(shù)據(jù)得出結(jié)論也存在一定的分析障礙，這些都不利于學(xué)生邏輯思維能力和創(chuàng)新性的培養(yǎng).

2 任務(wù)中心教學(xué)理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的策略分析

任務(wù)中心教學(xué)（task-centered instruction，TCI）側(cè)重將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用和遷移到真實(shí)情境中，且追求學(xué)習(xí)的有效性和高效性.學(xué)習(xí)者以完成真實(shí)情境任務(wù)為中心，同時(shí)又可以從教師那里獲得支持和指導(dǎo).這既可以提高學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，同時(shí)又可以使學(xué)習(xí)者進(jìn)行知識(shí)的意義建構(gòu).陳鋒老師提到在概念教學(xué)中實(shí)施任務(wù)中心教學(xué)需要考慮的幾大問題，如設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)要富有充分的挑戰(zhàn)性，這樣可以更好的激發(fā)學(xué)生的積極性;設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)要充分考慮學(xué)生已有的知識(shí)和認(rèn)知;設(shè)計(jì)任務(wù)要做到前后緊密相連;同時(shí)也要充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的合作精神[2].陳老師也創(chuàng)新性的提出了聚焦完整任務(wù)的概念教學(xué)范式，它包括聚焦完整任務(wù)，引起學(xué)生注意，指導(dǎo)學(xué)生自覺投入概念學(xué)習(xí)，應(yīng)用新知解決實(shí)際問題獲得自信，利用新概念解決新問題獲得滿足感[3].實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)中重要組成部分，如何把任務(wù)中心教學(xué)理念應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中是一個(gè)值得考慮的問題，本文嘗試用如圖1所示的教學(xué)策略去開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，希望能為同行的教學(xué)研究提供一點(diǎn)有益的探索和嘗試.

3 基于任務(wù)中心教學(xué)的“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的案例分析

3.1 教材和學(xué)情分析

“電流與電壓、電阻的關(guān)系”一節(jié)是浙教版八年級(jí)科學(xué)上冊(cè)第四單元的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容安排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電路的基本知識(shí)之后，是對(duì)電流、電阻、電壓三者關(guān)系的總結(jié)，同時(shí)也是整個(gè)電學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生后面學(xué)習(xí)電與磁的關(guān)系，電能和電功率等電學(xué)知識(shí)作非常重要的鋪墊，在實(shí)際教學(xué)中本節(jié)課可以設(shè)計(jì)成一節(jié)實(shí)驗(yàn)課.八年級(jí)學(xué)生還處于抽象思維的初級(jí)階段，教材中對(duì)于實(shí)驗(yàn)電路圖是直接給出的，而不是讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，這可能是考慮到讓學(xué)生設(shè)計(jì)滑動(dòng)變阻器來改變電路中的電流和定值電阻兩端的電壓確實(shí)很困難，所以在教學(xué)過程中教師可以嘗試分解任務(wù)設(shè)置梯度來讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力.

3.2 基于核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)分析

3.2.1 科學(xué)觀念

理解電流與電壓的關(guān)系，能來分析簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.

3.2.2 科學(xué)思維

①通過科學(xué)探究，歸納出電流和電壓的關(guān)系.

②學(xué)會(huì)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)際方案、電路圖、記錄的表格.

3.2.3 實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)會(huì)小組的合作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并歸納得出結(jié)論.

3.2.4 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

①通過實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)的興趣，并認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究方法的重要性.

②通過對(duì)簡(jiǎn)單生活現(xiàn)象的解釋，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)知識(shí)和日常生活生產(chǎn)相聯(lián)系的意識(shí).

3.3 教學(xué)過程分析

3.3.1 激活舊知、引發(fā)思考

任務(wù)1：動(dòng)手操作，讓小燈泡變亮（探索燈泡變亮的秘密）.給學(xué)生提供初中常用的電學(xué)元件，讓學(xué)生連接出如圖2所示的電路，然后再進(jìn)行改造讓電路中的小燈泡變亮.教師同時(shí)利用iPhone的同屏技術(shù)，把學(xué)生連接好的電路投影到大屏幕上，并請(qǐng)投屏到的小組解釋這樣連接使得小燈泡變亮原理.針對(duì)學(xué)生們的回答教師引導(dǎo)學(xué)生們關(guān)注他們的方案揭示了電流與電壓的關(guān)系.

設(shè)計(jì)意圖 教師設(shè)計(jì)了動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，營(yíng)造思考的氛圍，可以引發(fā)學(xué)生積極討論，同時(shí)也喚醒了學(xué)生的已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，并引發(fā)學(xué)生的思考和猜想，為下面任務(wù)的順利進(jìn)行搭建了支架.

3.3.2 聚焦完整任務(wù)，引起學(xué)生注意

任務(wù)2：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的電路圖（研究電流與電壓的關(guān)系）.根據(jù)之前的實(shí)驗(yàn)分析學(xué)生已經(jīng)對(duì)電流與電壓的關(guān)系有了一個(gè)認(rèn)識(shí)，但問題中有兩個(gè)變量，學(xué)生自然就會(huì)想到利用控制變量法，在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)要保證電阻不變.學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路圖難度較大，在教學(xué)中教師設(shè)置問題梯度：怎樣測(cè)量通過電阻的電流I？怎樣測(cè)量電阻兩端的電壓U ？引導(dǎo)學(xué)生初步得出電路圖（如圖3）.在這基礎(chǔ)上教師再拋出問題：怎樣改變電阻兩端的電壓？大部分學(xué)生都知道通過改變電池的數(shù)量，但教師適時(shí)地又提出一個(gè)兩難的問題：本實(shí)驗(yàn)只提供兩節(jié)電池.兩節(jié)電池只能得到兩組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)太少實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具備說服力.教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生從本節(jié)課開始的那個(gè)動(dòng)手任務(wù)中尋找靈感，教師在燈泡兩端接一個(gè)電壓表，學(xué)生關(guān)注到滑動(dòng)變阻器的滑片在移動(dòng)時(shí)不僅改變燈泡亮度也改變了燈泡兩端的電壓.學(xué)生進(jìn)而在圖3的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，在實(shí)驗(yàn)電路圖中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，成功解決了剛才的兩難問題.

設(shè)計(jì)意圖 設(shè)計(jì)本次實(shí)驗(yàn)的電路圖有較大的難度，為了不一開始給學(xué)生造成打擊，設(shè)計(jì)過程中設(shè)置問題梯度引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)原始的電路圖，再在此上面優(yōu)化，增強(qiáng)了學(xué)生的分析問題能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和邏輯性.

3.3.3 指導(dǎo)學(xué)生自覺投入實(shí)驗(yàn)過程，得出規(guī)律

任務(wù)3：完成實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論.學(xué)生根據(jù)優(yōu)化好的實(shí)驗(yàn)電路圖，連接好實(shí)物圖（如圖4），分五次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，把數(shù)據(jù)記錄在表格里.學(xué)生根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出導(dǎo)體電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流隨導(dǎo)體兩端電壓的增大而增大.教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生把所得的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法在Excel表格中作圖（如圖5），學(xué)生驚奇的發(fā)現(xiàn)所有點(diǎn)連線后是一條過原點(diǎn)的直線，進(jìn)而學(xué)生修正自己的結(jié)論：導(dǎo)體電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比.

設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生再次學(xué)會(huì)控制變量法這一非常重要的科學(xué)方法，并對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟方及實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)有一定的領(lǐng)會(huì);小組間合作，記錄實(shí)驗(yàn)證據(jù)并進(jìn)行分析處理;最后學(xué)會(huì)歸納實(shí)驗(yàn)的結(jié)論.學(xué)生在整個(gè)過程中再次重溫了科學(xué)探究的過程.

3.3.4融會(huì)貫通，指導(dǎo)實(shí)踐

任務(wù)4：應(yīng)用新知解決實(shí)際問題，獲得學(xué)習(xí)自豪感.教師請(qǐng)學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)的歐姆定律來分析生活中的儀器或現(xiàn)象背后的原理，如：（1）電子稱：據(jù)圖解釋目前市場(chǎng)上使用電子秤的稱質(zhì)量原理（如圖6）;（2）稱重計(jì)：高速公路收費(fèi)站對(duì)過往的超載貨車實(shí)施計(jì)重收費(fèi)，據(jù)圖解釋稱重原理（如圖7）.

設(shè)計(jì)意圖 以上問題的設(shè)置，能讓學(xué)生把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，真正使科學(xué)服務(wù)于生活，同時(shí)使學(xué)生的科學(xué)觀念得到進(jìn)一步的鞏固和加強(qiáng)[4].通過對(duì)簡(jiǎn)單生活現(xiàn)象的解釋，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)知識(shí)和日常生活生產(chǎn)相聯(lián)系的意識(shí).

4 實(shí)踐反思

任務(wù)中心教學(xué)側(cè)重在真實(shí)的問題情境中來開展教學(xué)和學(xué)習(xí)，教師設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)是依據(jù)真實(shí)的情境來構(gòu)建的，學(xué)習(xí)者需要完成精心設(shè)計(jì)的從易到難的任務(wù).所以教師在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)的時(shí)候要充分考慮學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)體系和生活經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的任務(wù)要和學(xué)習(xí)者的能力相匹配，不能超過學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，讓學(xué)生可望而不可及.在運(yùn)用任務(wù)中心教學(xué)開展學(xué)習(xí)的時(shí)候，教師還需考慮到一些存在的情境性原則，包括學(xué)習(xí)任務(wù)的真實(shí)性和完整性，學(xué)習(xí)任務(wù)的梯度設(shè)置，學(xué)習(xí)任務(wù)是基于真實(shí)情境設(shè)置，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和舊知的方法，指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的方法，學(xué)生融會(huì)貫通積極探索的方法等.

初中物理中有許多的概念和實(shí)驗(yàn)，陳鋒老師在概念教學(xué)上已經(jīng)創(chuàng)新性地開發(fā)出相應(yīng)的教學(xué)范式，給了我們很好的指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是初中物理的重要一環(huán)，本文把陳老師的概念教學(xué)的范式應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去，在實(shí)際教學(xué)過程中感覺到并不能完全的照搬，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)和概念教學(xué)還是有本質(zhì)的不同，所以在利用任務(wù)中心教學(xué)原理開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)做了一些調(diào)整，整個(gè)教學(xué)過程分四步：一、激活舊知、引發(fā)思考;二、聚焦完整任務(wù)，引起學(xué)生注意;三、指導(dǎo)學(xué)生自覺投入實(shí)驗(yàn)過程，得出規(guī)律;四、融會(huì)貫通，指導(dǎo)實(shí)踐.這只是筆者把任務(wù)中心教學(xué)引入初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一點(diǎn)思考，還很不成熟，包括在教學(xué)過程中運(yùn)用四步驟也并不是成熟的版本，只是希望借此機(jī)會(huì)和同行做一個(gè)有益分享.在核心素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中要注重科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)責(zé)任感的有機(jī)統(tǒng)一，任務(wù)中心教學(xué)作為一種以學(xué)習(xí)任務(wù)為中心，在教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體性的教學(xué)理念，在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過程能起到很好的作用，值得我們?nèi)ド钊氲乃伎己蛣?chuàng)新性的應(yīng)用.

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（收稿日期：2019-08-08）