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任务驱动教学是指根据教学目标,把学习的核心内容设计成各种任务,让学生在完成任务过程中达成目标.任务驱动教学能充分发挥学生主体性,能提升学生分析、解决问题的能力、动手能力、逻辑思维能力等.现代学习观认为学习是人们用他们已知道和相信的知识去建构新知识和对新知识的理解.如果教师关注学生带到学习任务中的已有知识和观念,将这些知识当作新教学的起点,并在教学过程中监控学生概念的转化,那么就可以促进学生学习. 因此,要提高教学中的重难点内容的教学效率,关键在于臻善任务设计,通过任务驱动,引导学生自己去发现知识的过程,锻炼思维能力,打造高效课堂。
“变阻器”是初中物理电学学习的重点内容,也是学生学习的难点,教师也普遍反映传统的讲授法教学效果不理想.笔者将任务驱动方法用于“变阻器”教学过程中,设计顺应学生认知规律的学习任务,引导学生“从生活现象到科学原理”、“从局部到整体”、“从建模到实物”,收到良好效果.本文以《变阻器》教学设计为例,介绍打造初中物理高效课堂的任务驱动策略。
【从生活到科学,引入新课】
教师出示学生生活中常见的亮度可调节的小台灯、复读机,询问学生,调节旋钮时,台灯的亮度变化或复读机的音量变化,可能是与电路中什么量变化有关?学生根据已有知识,提出可能是因为电阻变化引起电流变化而得到的.同时,学生头脑中会产生一个新问题,台灯或复读机又是如何实现电阻变化的呢?
(评述:从生活现象引出了本节课的核心科学问题,激发了学生的好奇心和求知欲,促使学生积极地投入到教师设计的“任务”中.)
【任务一】6人一小组,用两节干电池、灯泡、5欧姆电阻丝(长约1.5米)、开关、导线连接一个串联电路,让小灯泡发光.在此基础上,你能想出几种办法让它变成亮度可调的小灯泡,并比[HJ1.55mm]较选出一种你认为最简单的方法。
(评述:学生都能顺利完成电路连接,使小灯泡发光.小组内积极讨论并比较选择改变小灯泡亮度的最好方法.更换电池的个数、将电阻丝对折、移动夹子位置等改变灯泡亮度的方法,学生通过小组交流都能找到,而且比较一致地认为移动夹子位置的方法最简单.教师利用学生的生成,出示了任务二.)
[TP11CW34.TIF,Y#]
【任务二】如图1所示,结合上述连接的电路,向左(或向右)移动夹子P,灯亮度如何变化?为什么?
(评述:设计任务二,目的是引导学生理解变阻器变阻的原理.学生结合电路操作,向左移动夹子P,灯变亮了,则电路中电流变大,电阻变小.学生结合已有的影响电阻大小的因素,思考电阻变小的原因是接入电路的电阻丝变短了.因而,从任务二的操作和思考中,感悟到接入电路的电阻丝的有效长度与与阻值大小的关系,帮助学生建立了变阻的概念。
【任务三】同学们如果将刚刚制作小灯带到别的地方去,电阻丝这么长(1.5米),不方便携带.你有什么办法解决这个问题吗?
学生提出,将电阻丝绕起来.怎么绕呢?教师又抛给学生一个问题:对图2中4种绕法做出评价和选择,并说出你的理由。
[TP11CW35.TIF,BP#]
(评述:对上述问题,学生展开了激烈的讨论.讨论过程中,他们很快排除C和D,因为金属导电,而在A和B模型中举棋不定,认为各有优点和缺点.教师引导,能否有改进措施,扬长避短?最后学生达成一致意见,在电阻丝外面包一层塑料、橡胶等绝缘材料,或涂上一层绝缘漆,互相不导电,然后可以紧挨着绕在瓷筒上.这个模型的分析,是分解了滑动变阻器的结构,从局部开始,先认识电阻丝、瓷筒,并且知道电阻丝表面为什么会有绝缘漆.)
【任务四】将电阻丝绕在瓷筒上后,接入电路,想要起到变阻作用,该怎么接?对照图3(a)、(b)分别判断,接入电路的有效电阻是哪一部分?若夹子往右移,电阻如何变化?电流如何流向?
[TP11CW36.TIF,BP#]
【任务五】要使灯的亮度变化比较连续,夹子要变成滑片,则需要一个杆子支撑滑片.如图4所示,如果从方便、牢固的角度来看,你会选择图4(a)、(b)中的哪种方案?
[TP11CW37.TIF,BP#]
(评述:在任务四和任务五中,继续分解滑动变阻器的结构,让[HJ1.45mm]学生清晰地、深刻地认识接线柱、滑片、金属杆等的作用,同时建立变阻器模型,以及当滑片移动时,电阻的动态变化情况.在从局部到整体的认识过程中,学生动手、动脑,逐步建构了滑动变阻器的模型,如图5所示.)
[TP11CW38.TIF,BP#]
【任务六】模型比对滑动变阻器实物,并将滑动变阻器连入之前的电路,操练应用。
(评述:从建构模型,再与实物对照,学生就会感觉它似曾相识,各部分结构作用也不用老师再多费口舌,而且学生能理解到位.另一方面,能让学生感受到滑动变阻器原来是那么一个非常巧妙而且精致的仪器,它的每一个零件或构造,都有它独到之处.进而有一种尝试应用的欲望.通过学生练习使用滑动变阻器,从理论到实践,进一步理解滑动变阻器的结构和原理及正确连接使用方法.)
【从科学到生活,体现价值】
最后教师出示亮度可调台灯中安装的旋钮式变阻器,让学生认识实际应用的各种变阻器。
反思本节课的任务设计和教学实施过程,笔者认为,初中物理教学要实现高效课堂,其关键在于合理的任务设计和驱动。
一、任务设计要基于学生原有认知结构
本节课从学生熟悉的生活情境,从学生原有电路设计和连接的知识基础出发,通过层层递进的任务驱动,学生像科学家一样思考,引导学生充分感受和理解知识的发生、发展过程,能让学生的思维认知活动充分展开,让学生原有的认知结构与新的知识之间建立充分的联系.学生也能体会到获得知识是主动探索和操纵环境的结果,而且会在学习过程中一直保持强烈的欲望和好奇心,感觉学习是件非常快乐的事情.皮亚杰认为,客体只有在主体认知结构的加工改造以后才能被主体所认识,主体对客体的认识程度完全取决于主体具有什么样的认知结构.促进认知发展的主要力量是儿童本身。
二、任务设计要凸显物理思想和物理方法
学生亲身经历实验、观察、思考等任务,从定值电阻到变阻器的变化过程中,学生深刻体会变阻器结构上为何会要3个或4个接线柱,电阻丝为何涂有绝缘漆,电阻丝与滑片接触处为何有整齐的刮痕等,这其中都渗透了物理思想、物理方法、物理精神.学生惊叹,滑动变阻器原来是那么精细和巧妙的仪器,同时学生感受“科学”促进技术发展和生产力提高的强大的力量.教师要领会教材内容背后的物理思想、方法和精神,引领学生从科学本质上建构新知,能更好地培养学生的科学素养。
三、任务设计要凸显学生思维发展目标
每个学生都具有独立的心理认知系统,学生的学习是其对外界刺激信息独立分析、思考的结果.学习过程中如果学生能开展积极的思维活动,就能提高学习的有效性.“任务”是激发学生进行思考和根据教师所组织的材料进行行动的工具,它能够在教师提出的内容和学生对内容的理解之间架设桥梁.本节课在完成任务过程中,要求学生进行较高层次的思维活动——如比较、分析、评价、推理等,可以激起学生的情绪、情感以及丰富的想象,让学生积极回答问题,并因此而积极参与学习过程,凸显物理教学过程中学生思维发展的目标.
“变阻器”是初中物理电学学习的重点内容,也是学生学习的难点,教师也普遍反映传统的讲授法教学效果不理想.笔者将任务驱动方法用于“变阻器”教学过程中,设计顺应学生认知规律的学习任务,引导学生“从生活现象到科学原理”、“从局部到整体”、“从建模到实物”,收到良好效果.本文以《变阻器》教学设计为例,介绍打造初中物理高效课堂的任务驱动策略。
【从生活到科学,引入新课】
教师出示学生生活中常见的亮度可调节的小台灯、复读机,询问学生,调节旋钮时,台灯的亮度变化或复读机的音量变化,可能是与电路中什么量变化有关?学生根据已有知识,提出可能是因为电阻变化引起电流变化而得到的.同时,学生头脑中会产生一个新问题,台灯或复读机又是如何实现电阻变化的呢?
(评述:从生活现象引出了本节课的核心科学问题,激发了学生的好奇心和求知欲,促使学生积极地投入到教师设计的“任务”中.)
【任务一】6人一小组,用两节干电池、灯泡、5欧姆电阻丝(长约1.5米)、开关、导线连接一个串联电路,让小灯泡发光.在此基础上,你能想出几种办法让它变成亮度可调的小灯泡,并比[HJ1.55mm]较选出一种你认为最简单的方法。
(评述:学生都能顺利完成电路连接,使小灯泡发光.小组内积极讨论并比较选择改变小灯泡亮度的最好方法.更换电池的个数、将电阻丝对折、移动夹子位置等改变灯泡亮度的方法,学生通过小组交流都能找到,而且比较一致地认为移动夹子位置的方法最简单.教师利用学生的生成,出示了任务二.)
[TP11CW34.TIF,Y#]
【任务二】如图1所示,结合上述连接的电路,向左(或向右)移动夹子P,灯亮度如何变化?为什么?
(评述:设计任务二,目的是引导学生理解变阻器变阻的原理.学生结合电路操作,向左移动夹子P,灯变亮了,则电路中电流变大,电阻变小.学生结合已有的影响电阻大小的因素,思考电阻变小的原因是接入电路的电阻丝变短了.因而,从任务二的操作和思考中,感悟到接入电路的电阻丝的有效长度与与阻值大小的关系,帮助学生建立了变阻的概念。
【任务三】同学们如果将刚刚制作小灯带到别的地方去,电阻丝这么长(1.5米),不方便携带.你有什么办法解决这个问题吗?
学生提出,将电阻丝绕起来.怎么绕呢?教师又抛给学生一个问题:对图2中4种绕法做出评价和选择,并说出你的理由。
[TP11CW35.TIF,BP#]
(评述:对上述问题,学生展开了激烈的讨论.讨论过程中,他们很快排除C和D,因为金属导电,而在A和B模型中举棋不定,认为各有优点和缺点.教师引导,能否有改进措施,扬长避短?最后学生达成一致意见,在电阻丝外面包一层塑料、橡胶等绝缘材料,或涂上一层绝缘漆,互相不导电,然后可以紧挨着绕在瓷筒上.这个模型的分析,是分解了滑动变阻器的结构,从局部开始,先认识电阻丝、瓷筒,并且知道电阻丝表面为什么会有绝缘漆.)
【任务四】将电阻丝绕在瓷筒上后,接入电路,想要起到变阻作用,该怎么接?对照图3(a)、(b)分别判断,接入电路的有效电阻是哪一部分?若夹子往右移,电阻如何变化?电流如何流向?
[TP11CW36.TIF,BP#]
【任务五】要使灯的亮度变化比较连续,夹子要变成滑片,则需要一个杆子支撑滑片.如图4所示,如果从方便、牢固的角度来看,你会选择图4(a)、(b)中的哪种方案?
[TP11CW37.TIF,BP#]
(评述:在任务四和任务五中,继续分解滑动变阻器的结构,让[HJ1.45mm]学生清晰地、深刻地认识接线柱、滑片、金属杆等的作用,同时建立变阻器模型,以及当滑片移动时,电阻的动态变化情况.在从局部到整体的认识过程中,学生动手、动脑,逐步建构了滑动变阻器的模型,如图5所示.)
[TP11CW38.TIF,BP#]
【任务六】模型比对滑动变阻器实物,并将滑动变阻器连入之前的电路,操练应用。
(评述:从建构模型,再与实物对照,学生就会感觉它似曾相识,各部分结构作用也不用老师再多费口舌,而且学生能理解到位.另一方面,能让学生感受到滑动变阻器原来是那么一个非常巧妙而且精致的仪器,它的每一个零件或构造,都有它独到之处.进而有一种尝试应用的欲望.通过学生练习使用滑动变阻器,从理论到实践,进一步理解滑动变阻器的结构和原理及正确连接使用方法.)
【从科学到生活,体现价值】
最后教师出示亮度可调台灯中安装的旋钮式变阻器,让学生认识实际应用的各种变阻器。
反思本节课的任务设计和教学实施过程,笔者认为,初中物理教学要实现高效课堂,其关键在于合理的任务设计和驱动。
一、任务设计要基于学生原有认知结构
本节课从学生熟悉的生活情境,从学生原有电路设计和连接的知识基础出发,通过层层递进的任务驱动,学生像科学家一样思考,引导学生充分感受和理解知识的发生、发展过程,能让学生的思维认知活动充分展开,让学生原有的认知结构与新的知识之间建立充分的联系.学生也能体会到获得知识是主动探索和操纵环境的结果,而且会在学习过程中一直保持强烈的欲望和好奇心,感觉学习是件非常快乐的事情.皮亚杰认为,客体只有在主体认知结构的加工改造以后才能被主体所认识,主体对客体的认识程度完全取决于主体具有什么样的认知结构.促进认知发展的主要力量是儿童本身。
二、任务设计要凸显物理思想和物理方法
学生亲身经历实验、观察、思考等任务,从定值电阻到变阻器的变化过程中,学生深刻体会变阻器结构上为何会要3个或4个接线柱,电阻丝为何涂有绝缘漆,电阻丝与滑片接触处为何有整齐的刮痕等,这其中都渗透了物理思想、物理方法、物理精神.学生惊叹,滑动变阻器原来是那么精细和巧妙的仪器,同时学生感受“科学”促进技术发展和生产力提高的强大的力量.教师要领会教材内容背后的物理思想、方法和精神,引领学生从科学本质上建构新知,能更好地培养学生的科学素养。
三、任务设计要凸显学生思维发展目标
每个学生都具有独立的心理认知系统,学生的学习是其对外界刺激信息独立分析、思考的结果.学习过程中如果学生能开展积极的思维活动,就能提高学习的有效性.“任务”是激发学生进行思考和根据教师所组织的材料进行行动的工具,它能够在教师提出的内容和学生对内容的理解之间架设桥梁.本节课在完成任务过程中,要求学生进行较高层次的思维活动——如比较、分析、评价、推理等,可以激起学生的情绪、情感以及丰富的想象,让学生积极回答问题,并因此而积极参与学习过程,凸显物理教学过程中学生思维发展的目标.