核心素養(yǎng)導(dǎo)向的任務(wù)型教學(xué)研究

高奕

摘? ?要：新課標(biāo)要求中學(xué)教師從培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面開展教學(xué)?！痘A(chǔ)教育課程改革綱要》指出，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究，要培養(yǎng)學(xué)生收集信息和處理信息、分析問題和解決問題的能力。學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變要依靠教師教學(xué)方法的改變。以“焦耳定律”為教學(xué)內(nèi)容，在深圳市深圳大學(xué)附屬中學(xué)以及深圳市寶安中學(xué)開展了一周的教學(xué)實踐和教研，參與深圳市2021年“同課異構(gòu)”教研活動以及廣東省“千百萬名理科教師”教研活動，與廣東省名師一起探討在新課標(biāo)下如何開展初中物理教學(xué)，分析怎樣有效地進(jìn)行任務(wù)型教學(xué)，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);任務(wù)型教學(xué);教學(xué)設(shè)計;情境

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2022）6-0005-4

新課標(biāo)將物理學(xué)科核心素養(yǎng)提煉為物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面。在初中物理教學(xué)中，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，不僅是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得知識，更需要培養(yǎng)學(xué)生的能力，包括提取信息、處理數(shù)據(jù)和信息、溝通協(xié)調(diào)、解決問題的能力[1]。任務(wù)型教學(xué)正是基于任務(wù)主題，設(shè)置情境，提供豐富多樣的學(xué)習(xí)素材，讓學(xué)生在問題驅(qū)動下，獨立思考后通過小組合作學(xué)習(xí)完成任務(wù)。

1? ? 基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)分析

1.1? ? 基于學(xué)科核心素養(yǎng)的教材分析

“焦耳定律”是人民教育出版社九年級物理第十八章第四節(jié)的內(nèi)容，是本章的重點，是能量守恒定律在電能與內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)，安排在電功、電功率之后。本節(jié)由“電流的熱效應(yīng)”“焦耳定律”“電熱的利用與防止”三部分組成，通過實驗探究電熱與電阻、電流、通電時間的定性關(guān)系、理解及應(yīng)用焦耳定律是本節(jié)教學(xué)的重難點[2]。

從物理學(xué)科核心素養(yǎng)看，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括以下四個方面：

①物理觀念：通過任務(wù)中問題解決的過程形成能量觀，知道電流的熱效應(yīng)本質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，了解生活中電器中的能量轉(zhuǎn)化的情況。

②科學(xué)思維：根據(jù)大量素材進(jìn)行分析推理，表達(dá)并科學(xué)地論證自己的觀點，評價實驗方案并進(jìn)行實驗創(chuàng)新。

③科學(xué)探究始終貫穿整節(jié)課：課前通過演示實驗建立電熱的概念，收集信息，合理推理猜想出影響電熱的因素，課中歷經(jīng)實驗設(shè)計和實驗探究，定性分析影響電熱的因素;課后游戲活動小實驗。

④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：結(jié)合視頻和文本素材，了解焦耳完成實驗的探究精神，了解生產(chǎn)生活和科技發(fā)展實例中電熱的應(yīng)用和防止。

1.2? ? 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的任務(wù)型教學(xué)模型

任務(wù)型教學(xué)的關(guān)鍵就是為學(xué)生提供支持性的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)設(shè)情境，準(zhǔn)備素材。任務(wù)型教學(xué)需要在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的引領(lǐng)下確定教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計相關(guān)的任務(wù)與問題串，從生活和社會中收集豐富的素材，完成學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計，最終在課堂實施環(huán)節(jié)落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，圖1為其設(shè)計過程。

在實際的教學(xué)中，筆者把本節(jié)教學(xué)設(shè)計為2課時（共4個任務(wù)）：①初識電熱;②探究電熱;③焦耳定律;④相關(guān)應(yīng)用（電熱的利用與防止）。第一課時重點完成前三個任務(wù)，第二課時重點完成第四個任務(wù)，重在應(yīng)用與練習(xí)。圖2為教學(xué)任務(wù)及相關(guān)素材。

學(xué)生在教師提供的多種形式的素材中提取信息，推理思考，交流分析，解決四大任務(wù)中的各個問題，并在學(xué)習(xí)任務(wù)單中紙筆完成問題，落實知識技能，使得學(xué)習(xí)過程留有痕跡。

2? ? 提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂實施

2.1? ? 任務(wù)一：初識電熱

2.1.1? ? 問題1： 鉛筆芯是如何切開塑料瓶的？

師：請一名學(xué)生共同完成演示“鉛筆芯切割機”實驗，用學(xué)生電源提供9 V的電壓給鉛筆芯通電后，用鉛筆芯緩慢切開塑料礦泉水瓶。引導(dǎo)學(xué)生直觀地感受電流的熱效應(yīng)，分析其中的能量轉(zhuǎn)化，并舉出生活中相關(guān)的例子。

生：觀察實驗，思考并回答出鉛筆芯通電后產(chǎn)生了大量的熱，切開了瓶子（使瓶子熔化），從能量的角度認(rèn)識電流的熱效應(yīng)（電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），并列舉出生活中的電器通電后發(fā)熱的現(xiàn)象（電腦、手機、電爐子、熱水器等，對于微波爐這樣的錯誤舉例教師加以引導(dǎo)）。

2.1.2? ? 問題2： 電熱與哪些因素有關(guān)？（并說明猜想依據(jù)）

師：在實驗演示的過程中結(jié)合幾個情境進(jìn)行啟發(fā)，著重強調(diào)關(guān)鍵信息，引導(dǎo)學(xué)生小組討論猜想電熱與哪些因素有關(guān)（表1）。

生：學(xué)生從教師演示實驗的實驗素材中提取信息，尋找猜想依據(jù)，推理歸納，整合交流。猜想出電熱可能與導(dǎo)體電阻大小、導(dǎo)體的電流大小以及通電時間有關(guān)。

2.2? ? 任務(wù)二：探究影響電熱的因素

對學(xué)生來說，在“探究影響電熱的因素”這個大任務(wù)中，學(xué)習(xí)的重難點是如何設(shè)計實驗來進(jìn)行研究以及怎樣觀察實驗現(xiàn)象。如何利用“轉(zhuǎn)換法”把電熱體現(xiàn)出來，如何利用“控制變量法”設(shè)計電路，分別探究電阻大小和電流大小這兩個因素是實驗設(shè)計的關(guān)鍵。

2.2.1? ? 問題1：實驗中用到哪些實驗方法？

引導(dǎo)學(xué)生分析本實驗所用的“轉(zhuǎn)換法”和“控制變量法”這兩種實驗方法，進(jìn)而引出下面要解決的兩個問題。

2.2.2? ? 問題2：如何觀測電熱？說說下面三套實驗裝置的優(yōu)缺點是什么？

師：引導(dǎo)學(xué)生小組自主討論，設(shè)計出反映電熱的實驗裝置。接著將學(xué)生討論出的三種最具代表性的實驗裝置圖呈現(xiàn)出來（測溫槍直接測量電阻表面溫度、電阻絲加熱煤油等液體、電阻絲加熱空氣），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分組討論評價這幾套實驗裝置（圖3），分析出各組裝置的優(yōu)缺點。

生：小組經(jīng)過討論，分析得出多種反映電熱的實驗裝置，與其他小組的同學(xué)分享交流，最終得出第三套裝置更優(yōu)（直接加熱空氣加熱時間短，熱量損失更少）。在這個自主設(shè)計、自由討論的過程中，學(xué)生對“轉(zhuǎn)換法”有了更深層次的理解，對熱量轉(zhuǎn)化過程中的誤差來源分析得更為透徹。

2.2.3? ? 問題3：實驗中如何控制變量來進(jìn)行探究？（在實驗單中完成電路圖設(shè)計）

師：為學(xué)生提供實驗裝置的相關(guān)素材和電路設(shè)計的模板（表2），引導(dǎo)學(xué)生圍繞電阻大小和電流大小這兩個因素小組合作設(shè)計電路。并將小組完成的電路圖進(jìn)行展示，引導(dǎo)學(xué)生說明設(shè)計原理和實驗時的具體操作過程。

生：結(jié)合提供的素材和實驗要求，小組合作自行設(shè)計電路圖，并將結(jié)果進(jìn)行展示和交流。

2.2.4? ? 進(jìn)行實驗，分析數(shù)據(jù)

完成實驗設(shè)計之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實驗（完成電阻大小、電流大小、通電時間三個因素的探究），觀察（圖4）并記錄實驗現(xiàn)象（U形管兩側(cè)液面高度差）。在得到充足的實驗數(shù)據(jù)資料后，自行總結(jié)實驗結(jié)論。

另外，引導(dǎo)學(xué)生對比電阻大小和電流大小這兩個影響因素的兩組實驗現(xiàn)象（圖5），在略超學(xué)生思維水平的部分點撥一下學(xué)生，分析出電流這個影響因素對電熱的影響更大，為焦耳定律理論部分的學(xué)習(xí)作鋪墊。

2.3? ? 任務(wù)三：焦耳定律

師：提供文本素材和視頻素材供學(xué)生自主查閱。

生：從多種素材中提取信息，獨立思考后在任務(wù)單中完成幾個問題（圖6）。

2.4? ? 任務(wù)四：電熱的應(yīng)用與防止

最后一個任務(wù)從學(xué)生日常生活的實際問題中設(shè)計學(xué)生游戲活動，設(shè)計課后思考調(diào)查的問題，讓學(xué)生了解所學(xué)知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用和科技前沿的發(fā)展。通過多種教學(xué)形式激發(fā)學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣，同時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展投身科學(xué)事業(yè)的志向[3]。

2.4.1? ? 活動1： 學(xué)生兩人合作，利用“電熱鋸”挑戰(zhàn)“魷魚游戲”

結(jié)合當(dāng)下熱門話題，利用泡沫板自制教具，引導(dǎo)學(xué)生用電熱鋸切割上面的圖案（圖7），分組進(jìn)行比賽，讓學(xué)生在游戲活動中充分體驗電熱的應(yīng)用。

2.4.2? ? 問題： 家中的電器為防止電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生危害采取了哪些措施？

引導(dǎo)學(xué)生通過自主課外實踐調(diào)查，提取信息，分析問題。

3? ? 基于學(xué)生思維發(fā)展的討論與實踐反思

3.1? ? 在情境與追問中引領(lǐng)學(xué)生完成任務(wù)，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)

本節(jié)課嘗試采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，旨在豐富有趣的情境和緊密銜接的追問中提升學(xué)生解決問題的能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

本節(jié)課的兩大目標(biāo)為：

①形成能量觀念，即焦耳定律的實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;②進(jìn)行科學(xué)探究，即探究電熱與哪些因素有關(guān)。

三大情境為：①師生演示鉛筆芯切瓶子的實驗猜想情境;②探究電熱的實驗設(shè)計情境;③利用電熱的游戲情境。

在本節(jié)課的兩大目標(biāo)引領(lǐng)下，在三大情境中不斷地追問，引導(dǎo)學(xué)生不斷推理歸納，完成四個任務(wù)。

相較以往的課堂，在這樣的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的積極性更高，思維更加活躍，主觀能動性更強。幾個環(huán)節(jié)以問題串驅(qū)動，教師在學(xué)生自主解決問題的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)出對知識和原理的正確表述，以真正地解決問題。同時，教師有動態(tài)生成的任務(wù)小結(jié)板書，學(xué)生則同步在學(xué)習(xí)任務(wù)單上留下學(xué)習(xí)痕跡，紙筆落實知識與技能。

3.2? ? 從學(xué)生的認(rèn)知和能力發(fā)展水平出發(fā)循序漸進(jìn)

在教學(xué)模式的選擇和教學(xué)任務(wù)的設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)多考慮學(xué)生的認(rèn)知和能力發(fā)展水平，在引導(dǎo)的過程中需要層層遞進(jìn)，更有階梯性。如轉(zhuǎn)換法的裝置設(shè)計過程，還需要更加細(xì)致的引導(dǎo)，循序漸進(jìn)，應(yīng)從熱量變化過渡到溫度變化，再過渡到液體或空氣的受熱膨脹。另外，實驗裝置的評價和選擇這個環(huán)節(jié)對學(xué)生能力要求高，可補充更多素材來降低分析難度。

3.3? ? 形成大任務(wù)驅(qū)動，首尾呼應(yīng)

如在教學(xué)引入時，可將后續(xù)任務(wù)四中的電熱鋸利用起來：提前改進(jìn)電熱鋸，以兩組學(xué)生比賽的形式來進(jìn)行對比實驗（改變其中一組電池節(jié)數(shù)來改變電流大小，或改變電阻絲的粗細(xì)來改變電阻大?。?，游戲結(jié)束后再揭曉謎底。從而激起學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生猜想電熱與電流和電阻有關(guān)，為猜想環(huán)節(jié)提供充足的猜想依據(jù)和素材。也可在利用電熱的實驗活動中加上一組將鉛筆芯與電熱絲對比的實驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比分析。這樣的教學(xué)改進(jìn)可以形成大任務(wù)驅(qū)動，首尾呼應(yīng)，進(jìn)一步加深學(xué)生對這部分活動的印象。

3.4? ? 留給學(xué)生更多的思考時間和空間

由于一節(jié)課的時間有限，將課程設(shè)計中的四個任務(wù)全部完成有難度，需要有所取舍。在后續(xù)的教學(xué)實踐中，可以考慮將整個教案設(shè)計為一節(jié)兩個課時的連堂課，讓學(xué)生完整充分地去體驗每個任務(wù)，留給學(xué)生更多思考、討論、分析、內(nèi)化的時間。使得學(xué)生能夠更系統(tǒng)地掌握知識，給學(xué)生更深入的理解，更大的思考空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1-2.

[2]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書教師教學(xué)用書 物理九年級：全一冊[M]. 北京：人民教育出版社，2016：170-172.

[3]董英華.物理教育新視野[M].北京：光明日報出版社， 2013：132-133.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）