初中物理跨學(xué)科實踐任務(wù)驅(qū)動教學(xué)研究

摘" 要：《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確指出，中學(xué)物理教學(xué)過程要開展一定課時的跨學(xué)科實踐活動。本文以“制作一臺小型風(fēng)力發(fā)電機”為例，展示開展初中物理跨學(xué)科實踐任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的過程，從主題確定、跨學(xué)科實施、評價等方面，通過任務(wù)驅(qū)動初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)，以此來促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中物理；跨學(xué)科實踐；任務(wù)驅(qū)動

*基金項目：本文系江蘇省宿遷市“十四五”規(guī)劃2023年度重點課題“初中物理跨學(xué)科實踐任務(wù)驅(qū)動教學(xué)研究”（課題編號：SQ2023GHZD014）的階段性研究成果。

跨學(xué)科實踐是當(dāng)今教育研究的熱點之一。初中物理跨學(xué)科實踐是促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)落地的有效途徑，也是落實“雙減”政策的重要途徑?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》指出，

各門課程用不少于10%的課時設(shè)計跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。［1］教師每學(xué)期的物理教學(xué)中至少應(yīng)拿出一定的課時來設(shè)計、開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。在實施初中物理教學(xué)的過程中，教師“教”的方式、學(xué)生“學(xué)”的方式和教學(xué)評價方式都要有相應(yīng)轉(zhuǎn)變。教師應(yīng)將初中物理跨學(xué)科實踐中的教學(xué)觀念、教學(xué)方式和教學(xué)手段等教育教學(xué)經(jīng)驗，遷移到其他主題學(xué)習(xí)內(nèi)容中，以撬動余下的90%課時的教學(xué)，實現(xiàn)初中物理課程改革的目標(biāo)。［2］

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)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)方法。在實施教學(xué)活動前，教師根據(jù)學(xué)生生理、心理特點，有目的地設(shè)置一定的任務(wù)單，以“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”有計劃、有組織地通過任務(wù)的驅(qū)動，將被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴敖鉀Q問題、完成任務(wù)為主”的探究式、合作性學(xué)習(xí)，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)之中。在任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)過程中，每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對任務(wù)單的理解，運用已有的物理知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。

1" 確定真實情境主題，合理規(guī)劃學(xué)習(xí)目標(biāo)

在初中物理教學(xué)過程中，教師可以圍繞學(xué)生在現(xiàn)實生活中熟悉的、關(guān)注度較高的、有價值的問題，先引導(dǎo)學(xué)生從多個學(xué)科的角度觀察、思考、分析和研究，挖掘和選擇有教育價值和教育意義的素材；再將這些問題轉(zhuǎn)化成有研究價值、綜合性、開放性和實踐性的跨學(xué)科實踐的主題。在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）的初中物理跨學(xué)科實踐一級主題下的“物理學(xué)與社會發(fā)展”中明確要求：初中物理跨學(xué)科實踐可以結(jié)合實例，嘗試分析能源的開發(fā)與利用對社會發(fā)展的影響。［3］例如，針對全球能源危機、環(huán)境污染等問題，教師可以結(jié)合這一現(xiàn)實熱點問題設(shè)計主題為“制作一臺小型風(fēng)力發(fā)電機”的跨學(xué)科實踐活動。教師在設(shè)計跨學(xué)科實踐活動過程中可以從物理核心素養(yǎng)的四個維度設(shè)計預(yù)期目標(biāo)（見表1）。在設(shè)計過程中，教師要明確跨學(xué)科實踐教學(xué)過程中的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、研究內(nèi)容涉及的學(xué)科，活動過程的組成部分，選用的材料，以及開展的活動和實施方式，做到有的放矢，從而保證活動的高質(zhì)量。

科學(xué)思維通過多種渠道收集與處理有關(guān)風(fēng)力發(fā)電機的信息，運用歸納、演繹等思想方法闡述自己觀點的合理性。比較、分析不同風(fēng)力系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)連接方式的優(yōu)缺點，選擇并優(yōu)化設(shè)計方案

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過制作風(fēng)力發(fā)電機的實踐過程，養(yǎng)成科學(xué)求真的科學(xué)態(tài)度，助力反思和提升自我管理能力；樂于探索發(fā)電機模型制作過程，善于小組合作、團結(jié)互助，共同解決物理、技術(shù)和工程問題，初步形成質(zhì)疑和創(chuàng)新的品格。增強節(jié)約能源和保護環(huán)境的意識

2" 突出問題解決過程，制訂跨學(xué)科實踐方案

雖然跨學(xué)科實踐活動涉及新知識的建構(gòu)，但主要還是對所學(xué)知識進(jìn)行應(yīng)用。教師常以真實問題的解決過程為線索設(shè)計系列活動方案。由于研究的問題相對復(fù)雜，為了降低研究難度，教師可以在進(jìn)行跨學(xué)科活動實踐過程中將復(fù)雜的任務(wù)分成若干個子任務(wù)，即分成任務(wù)群來解決問題。教師可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組通過查閱資料、調(diào)查研究、仔細(xì)觀察、設(shè)計子方案、探究實驗、小組互幫互助等方式來設(shè)計簡單可行的跨學(xué)科實踐活動方案。在整個活動過程中，教師是物理學(xué)習(xí)任務(wù)群的設(shè)計師，要深入理解學(xué)習(xí)任務(wù)群的理念，根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)容對教材進(jìn)行二次開發(fā)。教師應(yīng)將對物理學(xué)習(xí)與能力的培養(yǎng)置于學(xué)習(xí)任務(wù)群中去考慮，進(jìn)行合理的目標(biāo)提煉、板塊建構(gòu)、內(nèi)容整合、任務(wù)設(shè)計，形成大單元意識，建構(gòu)符合學(xué)生學(xué)習(xí)實際的學(xué)習(xí)任務(wù)群。［4］本文以“制作一臺小型風(fēng)力發(fā)電機”跨學(xué)科實踐活動為例，設(shè)計相關(guān)問題和驅(qū)動性任務(wù)。

研究的問題：如何設(shè)計制作一臺風(fēng)力發(fā)電機使二極管發(fā)光？請各小組通過討論、查閱資料等方式，然后做一做，對比后確定出發(fā)電效率最高、穩(wěn)定性最強的風(fēng)力發(fā)電機。

2.1" 基于明確教學(xué)目標(biāo)的任務(wù)群分析

在教學(xué)前，教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點明確知識、能力和素養(yǎng)三方面的教學(xué)目標(biāo)。

任務(wù)1：知識目標(biāo)。學(xué)生課前通過查閱資料了解風(fēng)力發(fā)電機的基本工作原理；了解風(fēng)力發(fā)電機的分類；掌握小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機的各組成部分及作用。

任務(wù)2：能力目標(biāo)。通過查閱資料，小組合作進(jìn)行討論、交流，能夠根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機的技術(shù)要求，選擇小型風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)型號，并能夠列出小型風(fēng)力發(fā)電機的零部件清單。學(xué)生在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機的裝配工作之前，可以到企業(yè)調(diào)查或查閱安裝工藝書，并識讀零部件清單及裝配圖。

任務(wù)3：素養(yǎng)目標(biāo)。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能夠形成學(xué)科觀念，培養(yǎng)自身的團結(jié)協(xié)作和創(chuàng)新精神，養(yǎng)成勞動意識和衛(wèi)生習(xí)慣意識。

2.2" 基于整體結(jié)構(gòu)安排設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)群分析

風(fēng)力發(fā)電機整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程可以促使指向核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)任務(wù)群落到實處。在學(xué)習(xí)過程中，師生不能將簡要復(fù)述風(fēng)力發(fā)電機的整體結(jié)構(gòu)當(dāng)作一種能力來訓(xùn)練，而是應(yīng)把它設(shè)計成學(xué)習(xí)任務(wù)群來完成。

任務(wù)1：設(shè)計制作風(fēng)力系統(tǒng)。在設(shè)計過程中要結(jié)合實際情況選擇水平軸風(fēng)力發(fā)電機（見圖1），水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪軸基本上平行于風(fēng)向，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面與風(fēng)向垂直。學(xué)生需結(jié)合數(shù)學(xué)、地理和材料學(xué)等學(xué)科知識探究影響風(fēng)力系統(tǒng)效能的因素；根據(jù)實際情況確定葉片的數(shù)量、形狀、大小和材料，最終設(shè)計制作風(fēng)力系統(tǒng)方案。

任務(wù)2：設(shè)計制作發(fā)電系統(tǒng)。學(xué)生通過查閱資料和小組合作學(xué)習(xí)，了解風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理；根據(jù)制作的轉(zhuǎn)子、定子、整流器、回轉(zhuǎn)體等部件和人員分工等實際情況設(shè)計制作發(fā)電系統(tǒng)方案。

任務(wù)3：安裝調(diào)試風(fēng)力發(fā)電機。根據(jù)任務(wù)1、2提供的方案，學(xué)生需探究風(fēng)力系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的連接方式，設(shè)計整個風(fēng)力發(fā)電機制作方案，結(jié)合工程、美術(shù)、化學(xué)和技術(shù)知識安裝調(diào)試發(fā)電機，使其為二極管供電。

2.3" 基于操作指導(dǎo)設(shè)計的合作任務(wù)群分析

在風(fēng)力發(fā)電機的制作過程中，小組的合作學(xué)習(xí)非常重要。每人需先完成一個子項目的學(xué)習(xí)任務(wù)，再合作完成具有內(nèi)在聯(lián)系的任務(wù)，具體如下。

任務(wù)1：小組劃分，明確分工。明確小組中各成員的職責(zé)，組長的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)小組活動的組織、協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)助教師完成對小組考核評價工作；副組長的主要職責(zé)是對完成的作業(yè)進(jìn)行監(jiān)督、督促成員之間互評等工作；其他成員的主要職責(zé)是完成個人作業(yè)實施和自我評價工作。

任務(wù)2：資料查詢，小組討論。師生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)，篩選資料。教師引導(dǎo)學(xué)生搜索關(guān)鍵詞，查閱與主題相關(guān)聯(lián)的資料，助力小組合作學(xué)習(xí)，并順利完成相關(guān)方案。

任務(wù)3：計劃決策，實施準(zhǔn)備。小組在完成資料搜索后，準(zhǔn)備各個項目的材料，包括工作計劃表、小組分工表、各項參數(shù)表等。

任務(wù)4：方案實施、過程考核。小組人員根據(jù)分工，明確各自職責(zé)，進(jìn)行小型風(fēng)力發(fā)電機的制作。小組人員的職責(zé)劃分如圖2所示。

任務(wù)5：總結(jié)匯報、教師點評。各小組整理資料，由組長對本組學(xué)習(xí)情況和成果制作進(jìn)行簡要匯報；教師根據(jù)各小組學(xué)習(xí)情況以及成果的質(zhì)量、性能、效率和穩(wěn)定性等方面進(jìn)行打分、點評。

2.4" 基于跨學(xué)科整合設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)群分析

在初中物理跨學(xué)科實踐的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)物理知識，還能發(fā)展自身的核心素養(yǎng)。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一項高新技術(shù)，涉及氣象學(xué)、空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)、計算機技術(shù)、電子控制技術(shù)、材料學(xué)、化學(xué)、機電工程和環(huán)境科學(xué)等十幾個學(xué)科或?qū)I(yè)。以“風(fēng)輪”為例的跨學(xué)科任務(wù)群設(shè)計如下。

任務(wù)1：風(fēng)輪材料選擇。由于風(fēng)力發(fā)電機長期在室外工作，教師可以設(shè)計相關(guān)問題，要求各小組根據(jù)設(shè)備要求和相關(guān)學(xué)科知識討論設(shè)計風(fēng)輪的材料應(yīng)該如何選擇。

任務(wù)2：確定風(fēng)輪尺寸。教師讓學(xué)生查閱資料，確定使用的風(fēng)輪尺寸大小與哪些因素有關(guān)，以避免在制作風(fēng)力發(fā)電機的過程中出現(xiàn)“小馬拉大車”的現(xiàn)象。

任務(wù)3：確定風(fēng)輪葉片數(shù)量。風(fēng)輪除了有三葉片的外，還有單葉片、雙葉片的，也有四葉片、五葉片、六葉片的。學(xué)生可以查閱動力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)等相關(guān)資料確定葉片數(shù)量。

任務(wù)4：確定風(fēng)輪安裝方法。為了使風(fēng)力發(fā)電效能最大化，需要科學(xué)地安裝風(fēng)輪。學(xué)生可以聯(lián)系動力學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科知識確定風(fēng)輪安裝的科學(xué)方法。

3" 跨學(xué)科實踐的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)過程中教師“導(dǎo)”與學(xué)生“學(xué)”的關(guān)系

在初中物理跨學(xué)科實踐活動實施過程中，要處理好教師“導(dǎo)”和學(xué)生“學(xué)”的關(guān)系，教師既要有合理的指導(dǎo)，確保實踐活動循序漸進(jìn)地開展，又要給學(xué)生更多自主實踐、獨立思考的空間。［5］

任務(wù)1：活動準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。教師在確定活動主題后，要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師適時布置預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生通過查閱相關(guān)資料和小組討論了解活動流程和要求。教師再根據(jù)學(xué)生前期的預(yù)習(xí)情況，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計自己小組的活動方案。

任務(wù)2：活動實施環(huán)節(jié)。一方面，教師要注重活動的組織，指導(dǎo)學(xué)生開展活動并主動完成活動任務(wù)；另一方面，要注重方法指導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困難時，教師可以利用跨學(xué)科的方法對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，同時教師還可以編制一些調(diào)查問卷，通過調(diào)查數(shù)據(jù)、整理分析等方法對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。另外教師還需引導(dǎo)學(xué)生做好過程性記錄。

任務(wù)3：活動總結(jié)環(huán)節(jié)。學(xué)生對小組學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析、梳理和提煉，形成有價值的研究成果，并根據(jù)研究成果的特點，組織開展專題講座、研究報告和展覽會等多種形式的交流活動?；顒咏Y(jié)束后，學(xué)生還應(yīng)該對整個活動過程進(jìn)行反思。

4" 基于跨學(xué)科實踐特點，設(shè)計表現(xiàn)性評價

基于跨學(xué)科實踐綜合性、開放性和實踐性的特點，跨學(xué)科學(xué)習(xí)的評價應(yīng)以表現(xiàn)性評價為主，并運用多種評價方式作為補充，評價學(xué)生參與任務(wù)過程的表現(xiàn)，發(fā)揮評價對學(xué)生發(fā)展的導(dǎo)向性作用?！爸谱饕慌_小型風(fēng)力發(fā)電機”的任務(wù)驅(qū)動性評價分為自評、互評、師評和改進(jìn)四個方面。

任務(wù)1：明確目的。教師明確制作小型風(fēng)力發(fā)電機這一跨學(xué)科活動過程的內(nèi)容；從整個設(shè)計流程和任務(wù)完成的情況兩個方面進(jìn)行評價。

任務(wù)2：設(shè)計方案。方案設(shè)計在整個活動過程中尤為重要，教師主要從以下三個方面進(jìn)行評價：一是是否能考慮各種因素對方案的影響，二是是否能根據(jù)要求規(guī)劃繪制模型圖，三是是否能發(fā)現(xiàn)并解決任務(wù)中遇到的困難。

任務(wù)3：實施方案。學(xué)生是方案實施的主體，在實施過程中，教師可以從下面三項對學(xué)生進(jìn)行評價：首先，小組成員是否有明確的分工和合作計劃；其次，每個任務(wù)是否能按照計劃集體完成；最后，小組成員能否依靠集體智慧，對方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

任務(wù)4：作品展示?；顒幼罱K要形成成果，成果的質(zhì)量和效能是衡量活動效果的標(biāo)準(zhǔn)?？梢詮娜齻€方面進(jìn)行評價。一是要看形成的成果，即風(fēng)力發(fā)電機能否使LED燈發(fā)光；二是要看發(fā)電機的結(jié)構(gòu)是否結(jié)實牢固，外觀設(shè)計是否簡潔美觀；三是要看制成的發(fā)電機是否有創(chuàng)意。

任務(wù)5：交流反思。在后期交流反思過程中，教師仍可以從三個方面對學(xué)生進(jìn)行評價：第一，是否能夠利用圖片、視頻等方式分享風(fēng)力發(fā)電機制作過程；第二，能否清晰地表達(dá)風(fēng)力發(fā)電機制作的原理；第三，能否基于風(fēng)力發(fā)電機的研究提出更深層次問題。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)要避免出現(xiàn)“唯我獨尊”“簡單湊合”等問題。所謂“唯我獨尊”，即在進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)時，依然沒有跨越、融合、交叉、拓展的意識，還是停留在學(xué)科本位上，并未參考其他學(xué)科所提供的信息資訊，學(xué)習(xí)提升的路徑狹窄、方式單一。所謂“簡單湊合”，即誤以為在物理學(xué)習(xí)中融入了信息技術(shù)、進(jìn)行了科學(xué)實驗等活動，就是跨學(xué)科學(xué)習(xí)。［6］因此，在實施初中物理跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中，教師要注重學(xué)科間的整合，而不是簡單的學(xué)科拼湊或?qū)W科疊加。

總之，教師要成為物理學(xué)習(xí)任務(wù)群的組織者和指導(dǎo)者，要將學(xué)科教學(xué)內(nèi)容融入目標(biāo)具體的動態(tài)實踐中，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，在實踐過程中提升核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育課程方案（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：11.

［2］［5］何季軍.初中物理跨學(xué)科實踐教學(xué)策略與思考［J］.物理教師，2023，44（2）：43-45.

［3］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：35.

［4］徐洪權(quán)，朱瑛.對學(xué)習(xí)任務(wù)群的認(rèn)識與實踐路徑的思考［J］.小學(xué)教學(xué)參考，2022（34）：14-17.

［6］朱瑛.語文學(xué)習(xí)任務(wù)群設(shè)計的四種形態(tài)［J］.小學(xué)教學(xué)（語文版），2023（3）：16-18.