高秀麗

摘 要：教學(xué)任務(wù)分析是教學(xué)設(shè)計中的一門專門技術(shù)，它以學(xué)生為中心，是溝通教與學(xué)的橋梁，能幫助教師制定合理的教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)的重點(diǎn)，科學(xué)安排教學(xué)順序，從而更加有效地對物理教學(xué)進(jìn)行評價。本文以《動量守恒定律》一節(jié)的課堂教學(xué)設(shè)計為例，說明教學(xué)任務(wù)分析技術(shù)如何具體在高中物理教學(xué)設(shè)計中實施。

關(guān)鍵詞：任務(wù)分析；高中物理；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）6-0036-4

1 問題提出

長期以來，一線教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，不考慮學(xué)生的原有水平和所能達(dá)到的水平，以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，從教師的主觀意愿出發(fā)，教學(xué)設(shè)計與教學(xué)心理學(xué)相脫節(jié)，幾乎成為教師們的教學(xué)習(xí)慣和普遍現(xiàn)象。但是，要對學(xué)習(xí)任務(wù)以及學(xué)生將來可能達(dá)到的水平有更清晰的了解和把握，只靠經(jīng)驗是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要達(dá)到教學(xué)設(shè)計的最終目標(biāo)，教師必須深入、系統(tǒng)地研究教學(xué)心理規(guī)律，這既是提高教學(xué)質(zhì)量和課堂教學(xué)效率的關(guān)鍵，也是實施素質(zhì)教育的要求。近十年的探索研究表明，教學(xué)心理學(xué)是開啟教學(xué)智慧的金鑰匙。

教學(xué)任務(wù)分析理論作為教學(xué)心理學(xué)的一部分，最初是在行為主義心理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，如今已成為教學(xué)設(shè)計中的一項專門技術(shù)，越來越多的一線教師進(jìn)行了教學(xué)任務(wù)分析技術(shù)培訓(xùn)，并將這門技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)實踐中。教學(xué)任務(wù)分析以學(xué)生為中心，是溝通“教”與“學(xué)”的橋梁，有效地幫助教師站在學(xué)生的立場上，使教學(xué)行為更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，幫助教師制定合理的教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)的重點(diǎn)，科學(xué)安排教學(xué)順序，從而更加有效地對物理教學(xué)進(jìn)行評價。[1]

實際上，雖然對一線教師進(jìn)行的教學(xué)任務(wù)分析技術(shù)的培訓(xùn)越來越多，但并未引起教師們足夠的重視，教師還沒有真正把它作為一種教學(xué)習(xí)慣，離實踐應(yīng)用的學(xué)科化和系列化更有一段距離。本文擬通過一個教學(xué)案例，說明教學(xué)任務(wù)分析方法在教學(xué)設(shè)計中的實施。期盼能拋磚引玉，與同行共同探討。

2 教學(xué)任務(wù)分析理論和方法

教學(xué)任務(wù)分析從任務(wù)分析演變而來，是基于學(xué)習(xí)心理學(xué)發(fā)展起來的一項教學(xué)設(shè)計技術(shù)，教學(xué)任務(wù)分析是教學(xué)設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，其理論和技術(shù)的發(fā)展主要?dú)w功于加涅（R.M.Gagne）。加涅按學(xué)習(xí)的結(jié)果將學(xué)習(xí)分為五類，即言語信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動作技能和態(tài)度。他認(rèn)為，教學(xué)是為學(xué)習(xí)的發(fā)生創(chuàng)造外部條件，不同類型學(xué)習(xí)的外部條件一旦被闡明了，那么教學(xué)方法的設(shè)計便有了可靠的基礎(chǔ)。依據(jù)不同類型學(xué)習(xí)結(jié)果的不同內(nèi)部和外部條件，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計，是加涅的教學(xué)論的靈魂。[2]

20世紀(jì)后期，教學(xué)任務(wù)分析思想有很大發(fā)展，如喬納森等三人系統(tǒng)地總結(jié)了21種已得到認(rèn)可的任務(wù)分析方法[3]?？梢?，任務(wù)分析是一門非常復(fù)雜的教學(xué)設(shè)計技術(shù)，有多少學(xué)習(xí)理論就會產(chǎn)生多少相應(yīng)的任務(wù)分析方法。筆者在對眾多專家和學(xué)者的“任務(wù)分析”理論進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實踐，提出高中物理教學(xué)設(shè)計的教學(xué)任務(wù)分析采用如下過程：

（1）通過對教材與學(xué)生的分析，確定單元或課時的教學(xué)目標(biāo)。

（2）對教學(xué)目標(biāo)中的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行分類。

（3）根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行層級分析，確定學(xué)生的起點(diǎn)狀態(tài)，分析使能目標(biāo)和子目標(biāo)，分析學(xué)習(xí)的條件。

（4）安排教學(xué)順序，設(shè)計教學(xué)方案。

3 教學(xué)案例與分析

下面以高中物理選修3-5（粵教版）第一章第二節(jié)《動量守恒定律》為例，說明教學(xué)任務(wù)分析如何在教學(xué)設(shè)計中實施。

【教材分析】

動量守恒定律是自然界中的基本守恒定律之一，是研究微觀粒子所必須的知識，是本章的核心內(nèi)容，是高中階段的重點(diǎn)內(nèi)容，也是高考的必考內(nèi)容。 “動量守恒定律”的學(xué)習(xí)主要是在前面動量定理的學(xué)習(xí)和理解中引出問題，進(jìn)行實驗探究和理論推演的方法，得到系統(tǒng)中各物體的動量關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出動量守恒定律[4]。

【教學(xué)目標(biāo)】

（1）能在具體情境中正確區(qū)分系統(tǒng)的內(nèi)力和外力；

（2）通過實驗探究和運(yùn)用牛頓第三定律推導(dǎo)得出動量守恒定律，理解動量守恒定律的圖式（物理意義、表達(dá)式、適用條件）；

（3）會應(yīng)用動量守恒定律解釋現(xiàn)象和計算有關(guān)問題。

【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)：通過實驗探究和理論推導(dǎo)得出動量守恒定律，理解動量守恒定律的圖式（物理意義、表達(dá)式、適用條件）。

教學(xué)難點(diǎn)：理解動量守恒定律的圖式。

【學(xué)習(xí)層級分析】（如圖1所示）

【學(xué)習(xí)類型和學(xué)習(xí)條件分析】

學(xué)習(xí)類型：本課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是“通過實驗歸納和理論推導(dǎo)得出動量守恒定律，理解動量守恒定律的確切含義和表達(dá)式，知道定律的適用條件”。因此，本課主要屬于規(guī)律課（習(xí)得）的學(xué)習(xí)。

學(xué)習(xí)條件：

（1）必要條件：

①理解和掌握系統(tǒng)、內(nèi)力、外力、合外力、動量等概念，其中“力”是學(xué)生的起點(diǎn)知識；“合外力”“內(nèi)力”和“外力”是“力”的下位概念，不難學(xué)習(xí)，難點(diǎn)是能在具體情境中判斷、區(qū)分和計算。

②理解和掌握牛頓第三定律，并且能在具體情境中運(yùn)用。

（2）支持性條件是：獲得動量守恒定律的實驗觀察能力、數(shù)據(jù)分析能力以及演繹推理能力。

【教學(xué)流程】

回憶原有知識→引入新課→實驗探究→理論推導(dǎo)→得出結(jié)論→鞏固應(yīng)用→課堂小結(jié)

【教學(xué)過程】

1.回憶原有知識

（1）教師提問：①動量是怎樣定義的？它的表達(dá)式、性質(zhì)和單位如何？②動量定理的內(nèi)容和表達(dá)式如何？式子中“F”指的是什么力？

（2）系統(tǒng)、內(nèi)力和外力。

教師由動量定理的復(fù)習(xí)中引出“系統(tǒng)”概念：存在相互作用的幾個物體所組成的整體稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)可按解決問題的需要靈活選取。由系統(tǒng)的受力情況區(qū)分“內(nèi)力和外力”。內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)各個物體間相互作用力稱為內(nèi)力；外力：系統(tǒng)外其他物體作用在系統(tǒng)內(nèi)任何一個物體上的力稱為外力。

設(shè)計意圖：溫故知新，為動量守恒定律的適用范圍和引出問題作準(zhǔn)備。

2.引入新課

教師提出問題：根據(jù)動量定理Ft=p′-p=mv′-mv，當(dāng)一個物體F合=0，p'=p動量不變，那么當(dāng)一個系統(tǒng)，其合外力F合=0，系統(tǒng)的總動量是否改變？

設(shè)計意圖：通過合理外推，提出問題激發(fā)學(xué)生的好奇心。

3.實驗探究

實驗器材：氣墊導(dǎo)軌、光電門計時器兩個、滑塊兩個、交流電源等。

實驗情境：如圖2，在同一水平面上的滑塊1和滑塊2，滑塊1以速度v1碰撞靜止的滑塊2，碰后滑塊1的速度為v1′，滑塊2的速度為v2′，比較碰撞前后滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)總動量。

實驗結(jié)論： 。

設(shè)計意圖：通過實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生實驗觀察、數(shù)據(jù)處理和分析的能力，同時領(lǐng)悟物理研究問題的科學(xué)方法。

4.理論推導(dǎo)

問題情境：如圖3所示，在光滑水平面上做勻速運(yùn)動的兩個小球，質(zhì)量分別是m1和m2，沿著同一直線向相同方向運(yùn)動，速度分別是v1和v2，且v2>v1，當(dāng)?shù)诙€小球追上第一個小球時兩球相碰，碰后的速度分別為v1′和v2′，試根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式證明兩球碰撞前的動量之和等于碰撞后的動量之和。

設(shè)計意圖：在實驗探究的基礎(chǔ)上，再通過問題情境引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用動力學(xué)觀點(diǎn)推導(dǎo)動量守恒定律，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及分析問題、解決問題的能力和思維能力，領(lǐng)悟物理研究問題的科學(xué)方法。

5.得出結(jié)論

綜合實驗探究和理論推導(dǎo)得出的結(jié)論，再進(jìn)行合理外推，可得出自然界普遍適用的動量守恒定律：

（1）內(nèi)容：一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這個結(jié)論叫做動量守恒定律。

（2）表達(dá)式：m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2。

（3）適用條件：系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零。

6.鞏固應(yīng)用

（1）關(guān)于動量守恒的條件，下列說法中正確的是（ ）

A.只要系統(tǒng)受到彈力作用，動量不可能守恒

B.只要系統(tǒng)做加速運(yùn)動，動量就不守恒

C.只要系統(tǒng)所受外力的合力為零，動量守恒

D.只要系統(tǒng)所受合外力恒定，動量守恒

設(shè)計意圖：針對動量守恒定律適用條件進(jìn)行檢測評價。

（2）A物體在光滑的水平地面上運(yùn)動，與靜止在同一水平面的B物體相碰，碰后A物體繼續(xù)沿原方向運(yùn)動，但速度減為原來的一半，已知A、B兩物體質(zhì)量之比是2：1，則碰后兩物體的速度之比是（ ）

A.1：1 B.1：2

C.1：4 D.2：1

設(shè)計意圖：針對動量守恒定律的簡單應(yīng)用進(jìn)行檢測評價。

7.課堂小結(jié)

系統(tǒng)：由相互作用的物體組成。

內(nèi)力：系統(tǒng)中各物體間的相互作用力。

外力：外部其他物體對系統(tǒng)的作用力。

動量守恒定律：一個系統(tǒng)不受外力或外力之和為零， 系統(tǒng)的總動量保持不變。

m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2。

定律成立條件：系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零。

設(shè)計意圖：通過總結(jié)反思，理清本節(jié)課的知識要點(diǎn)和研究問題的方法，實現(xiàn)認(rèn)識的提升。

4 教學(xué)成效與反思

本課是一節(jié)物理規(guī)律的習(xí)得課，與傳統(tǒng)教學(xué)做法不同的是，教學(xué)設(shè)計時進(jìn)行了詳細(xì)的教學(xué)任務(wù)分析，在明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)類型和學(xué)習(xí)條件的基礎(chǔ)上，按照規(guī)律習(xí)得的方法，理清了教學(xué)的程序，明確了教學(xué)的方法和手段，規(guī)律的習(xí)得過程以科學(xué)取向教學(xué)論為指導(dǎo)，流暢自然，邏輯性強(qiáng)，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

教學(xué)時先通過典型碰撞情境，借助氣墊導(dǎo)軌、光電門（測定速度）等實驗器材，通過實驗探究得出碰撞前后系統(tǒng)總動量相等的結(jié)論，再通過兩球碰撞的理論推導(dǎo)，進(jìn)一步論證碰撞前后總動量不變，從而得出動量守恒定律。教學(xué)方式多樣化，較好地整合了多媒體和先進(jìn)的實驗資源，問題和問題情境設(shè)計針對性、思維性強(qiáng)，較好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的思維能力，既突出了學(xué)生的主體參與地位，也凸顯了教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，很好地達(dá)成了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

筆者嘗試運(yùn)用教學(xué)任務(wù)分析優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，經(jīng)過近兩年的實踐，發(fā)現(xiàn)恰當(dāng)運(yùn)用教學(xué)任務(wù)分析，能較好地克服教學(xué)的盲目性和隨意性，給教師教學(xué)設(shè)計提供清晰的“技術(shù)路線”。并且由于任務(wù)分析方法能夠基于學(xué)生的起點(diǎn)能力進(jìn)行教學(xué)，充分尊重學(xué)生的心理認(rèn)知發(fā)展水平，使學(xué)生在扎實掌握知識的同時，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和物理學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]皮連生.學(xué)與教的心理學(xué)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：5.

[2]趙躍文.例談加涅任務(wù)分析圖表在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教師，2013，34（5）：4—6.

[3]陳剛.物理教學(xué)設(shè)計[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009：9.

[4]孫佳琪，陳剛.任務(wù)分析在規(guī)律教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用——以《牛頓第二定律》為例[J].物理教學(xué)探討，2014，31（9）：63—67.

（欄目編輯 羅琬華）