徐志紅 張世成

[摘? ?要]學(xué)習(xí)任務(wù)要圍繞重要概念、關(guān)鍵能力、必備品格等精心設(shè)計(jì)。在實(shí)際教學(xué)中，教師要把握好學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，了解學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生暴露學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題，并以此作為依據(jù)進(jìn)行合理分析，及時(shí)優(yōu)化后續(xù)教學(xué)策略，促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)，從而有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，形成并鞏固物理觀念。

[關(guān)鍵詞]學(xué)習(xí)任務(wù);科學(xué)思維;科學(xué)探究

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）11-0039-03

學(xué)習(xí)任務(wù)作為課堂教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，對(duì)改進(jìn)學(xué)生的“學(xué)”和教師的“教”有著不可替代的作用。圍繞重要概念、關(guān)鍵能力、必備品格精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，在教學(xué)中，暴露學(xué)生的前概念及存在的問(wèn)題，引起學(xué)生有意注意，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，提高學(xué)習(xí)效率。

如何在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)有效的學(xué)習(xí)任務(wù)，并以此為依據(jù)，改進(jìn)教學(xué)策略，促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)，鍛煉科學(xué)思維，完成科學(xué)探究，形成正確的物理觀念？下面結(jié)合實(shí)例談?wù)劰P者的看法。

一、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)策略，完成科學(xué)探究

基于核心問(wèn)題，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，暴露學(xué)習(xí)困難，判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，進(jìn)而優(yōu)化實(shí)驗(yàn)策略，收集證據(jù)，完成科學(xué)探究，讓“教”更好地為“學(xué)”服務(wù)。

[案例1]探究熱傳遞的條件

教師演示：小燒杯A中裝有溫度較高的水，大燒杯B中裝有溫度較低的水，將A浸入B，同時(shí)用溫度計(jì)觀察兩燒杯中水的溫度是否發(fā)生變化。觀察發(fā)現(xiàn)：A中水的溫度降低，B中水的溫度升高了。說(shuō)明：A中水的內(nèi)能減少了，B中水的內(nèi)能增加了，發(fā)生了熱傳遞，得出：內(nèi)能從溫度高的物體轉(zhuǎn)移到溫度低的物體。

此探究沒(méi)有突出學(xué)生的主體地位，教師僅僅是把熱傳遞的自然現(xiàn)象展示了一下，然后告知答案而已，學(xué)生只是觀眾，沒(méi)有主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)推理等環(huán)節(jié)，沒(méi)有對(duì)物理現(xiàn)象產(chǎn)生應(yīng)有的質(zhì)疑，導(dǎo)致學(xué)生的思維沒(méi)有得到應(yīng)有的鍛煉。

[案例2]探究熱傳遞的條件

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)：在熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能是從哪個(gè)物體轉(zhuǎn)移到哪個(gè)物體的？

全班學(xué)生異口同聲：“從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體?！苯處熥穯?wèn)：“你的理由是什么？”學(xué)生說(shuō)：“因?yàn)檗D(zhuǎn)移的是內(nèi)能，當(dāng)然從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體?！背浞?、徹底暴露學(xué)生的想法，這就是學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的起點(diǎn)。

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)策略：順?biāo)浦郏O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。

用大小不同的燒杯，裝入溫度相同且高度相同的水。很明顯，大燒杯B中水的內(nèi)能比小燒杯A中水的內(nèi)能多，然后把A放入B中，同時(shí)用兩支溫度計(jì)測(cè)出各自的溫度是否發(fā)生變化，以此來(lái)判斷各自內(nèi)能是否變化，從而得知內(nèi)能是否發(fā)生轉(zhuǎn)移。

一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)兩支溫度計(jì)的示數(shù)都沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生熱傳遞，也就否定了“熱量是從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體”的說(shuō)法。

學(xué)生非常驚訝，求知欲瞬間爆發(fā)：熱量到底是從哪個(gè)物體轉(zhuǎn)移到哪個(gè)物體的呢？

教師引導(dǎo)：“有什么方法使剛才兩杯水發(fā)生熱傳遞？”學(xué)生說(shuō)：“可以先加熱小燒杯中的水，使小燒杯中水的溫度比大燒杯中水的溫度高，然后把小燒杯浸入大燒杯中，同時(shí)用溫度計(jì)觀察兩燒杯中水的溫度是否發(fā)生變化？”一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)：小燒杯中水的溫度降低，大燒杯中水的溫度升高了。說(shuō)明小燒杯中水的內(nèi)能減少了，大燒杯中水的內(nèi)能增加了，發(fā)生了熱傳遞，得出：熱量從溫度高的物體轉(zhuǎn)移到溫度低的物體。

改變錯(cuò)誤的前概念是很困難的，要先“破”而后“立”。要先徹底暴露問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)等方法讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到原認(rèn)知是錯(cuò)誤的，引起思維的沖突，產(chǎn)生認(rèn)知不平衡，這就是“破”。由“破”激發(fā)求知欲，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，鍛煉科學(xué)思維，提高學(xué)習(xí)效率。建構(gòu)新的認(rèn)知，這就是“立”。

要想讓一杯濁水變清澈，僅僅加入清水，這杯水還是渾濁的，必須要把原有的濁水倒掉再裝入清水，所以想建立“內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體”的認(rèn)知，只完成第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是不夠的，需要打破原有錯(cuò)誤認(rèn)知，故第一個(gè)實(shí)驗(yàn)也是必須要完成的。

二、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，優(yōu)化數(shù)據(jù)分析，鍛煉科學(xué)思維

通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，暴露思維問(wèn)題，了解學(xué)生分析數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，依據(jù)“特殊”數(shù)據(jù)，運(yùn)用追問(wèn)等教學(xué)策略，優(yōu)化數(shù)據(jù)分析過(guò)程，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生“有依據(jù)地思考”，保證學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維。

[案例3]研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的

實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生認(rèn)為需要多次實(shí)驗(yàn)，于是教師問(wèn)學(xué)生：“本實(shí)驗(yàn)中，多次改變數(shù)據(jù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是什么？”學(xué)生搶著舉手回答：“求平均值，減小誤差。”全班學(xué)生齊刷刷地舉手表示支持，那自信的表情告訴老師，對(duì)此問(wèn)題是胸有成竹的。

學(xué)生對(duì)“多次改變數(shù)據(jù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的”理解上的漏洞暴露無(wú)遺，而且問(wèn)題還很嚴(yán)重。是強(qiáng)行告知，還是通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)多次實(shí)驗(yàn)的目的？

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)：杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)中，多次實(shí)驗(yàn)的目的是什么？

原教學(xué)計(jì)劃是，分析數(shù)據(jù)得到杠桿平衡條件后，在實(shí)驗(yàn)評(píng)估時(shí)討論多次實(shí)驗(yàn)的目的。有了剛才這個(gè)“小插曲”后，筆者準(zhǔn)備改變教學(xué)策略。在不影響本實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，讓學(xué)生理解多次實(shí)驗(yàn)的目的。

選擇某組“特殊”的數(shù)據(jù)填入表格中，如表1：

師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到杠桿平衡條件是什么？

生：[F1l1=F2l2]。

由于受到書本結(jié)論的影響，學(xué)生無(wú)須思考便說(shuō)出這個(gè)結(jié)論?？此坪茼樌?，但是數(shù)據(jù)分析沒(méi)有推理，沒(méi)有思維，“探究”失去了該有的意義，實(shí)驗(yàn)形同虛設(shè)，核心素養(yǎng)從何談起？

優(yōu)化數(shù)據(jù)分析，追問(wèn)：還能找到別的數(shù)量關(guān)系嗎？

學(xué)生開始認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，又得到了一些結(jié)論：[F1+l1=F2+l2]，[F1-l1=F2-l2]，[F1=F2]，[l1=l2]，等等，這下學(xué)生懵了。

難道書本上的結(jié)論是不完整的？學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突，激發(fā)了探究欲望，討論在學(xué)生中展開，杠桿平衡條件有這么多？顯然是不可能的，那問(wèn)題出在哪里呢？

有學(xué)生建議再補(bǔ)上一組數(shù)據(jù)，于是便有了第二組數(shù)據(jù)，如表2：

生：根據(jù)第二次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，就可以把[F1+l1= F2+l2]，[F1-l1=F2-l2]，[F1=F2]，[l1=l2]排除掉。因?yàn)橐陨辖Y(jié)論不是“萬(wàn)能”的，它們不滿足第二次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。

師：你這個(gè)“萬(wàn)能”用得不錯(cuò)，物理學(xué)中的規(guī)律就是“普遍”的意思，就是滿足所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。很顯然，[F1+l1=F2+l2]，[F1-l1=F2-l2]，[F1=F2]，[l1=l2]這些結(jié)論不夠普遍，現(xiàn)在只剩下[F1l1=F2l2]，這個(gè)結(jié)論普遍嗎？

生：再完成第三次實(shí)驗(yàn)，第四次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)越多，得到的結(jié)論越普遍。

初中階段多次實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)目的：其一，多次測(cè)量求平均值，減小誤差;其二，多次實(shí)驗(yàn)使規(guī)律具有普遍性。很多情況下，學(xué)生是不經(jīng)思考地猜答案的，其他學(xué)生隨聲附和，撞對(duì)了運(yùn)氣好。只有暴露問(wèn)題，讓學(xué)生先錯(cuò)后悟，通過(guò)反思，找到正確的模型，這樣學(xué)生對(duì)新模型的領(lǐng)會(huì)才會(huì)更加深刻。

三、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，突破構(gòu)建難點(diǎn)，形成物理觀念

很多課堂對(duì)概念教學(xué)不夠重視，不會(huì)挖掘概念的核心問(wèn)題，更不懂得如何突破難點(diǎn)。概念教學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)要指向核心問(wèn)題，讓學(xué)生暴露問(wèn)題，并以此為依據(jù)，優(yōu)化教學(xué)策略，幫助學(xué)生形成物理概念。

[案例4]燃料的熱值教學(xué)

此概念的核心問(wèn)題是“完全燃燒”，實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)完全燃燒相同質(zhì)量的燃料比較放出熱量的多少（水溫度的升高量）來(lái)認(rèn)識(shí)熱值，此實(shí)驗(yàn)是為形成熱值概念服務(wù)的。

教學(xué)發(fā)現(xiàn)：學(xué)生都選擇了“通過(guò)燃料燃燒相同時(shí)間時(shí)比較放出熱量的多少（水溫度的升高量）”，為什么會(huì)這樣呢？經(jīng)了解發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)榍懊姹葻崛莸膶W(xué)習(xí)——相同的熱源，加熱相同時(shí)間，比較相同質(zhì)量的不同液體溫度升高了多少。原來(lái)是慣性思維作怪，可見(jiàn)學(xué)生的思維含量是較低的。

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)：比較兩種燃料燃燒一定時(shí)間時(shí)，水溫度的升高量是多少？

全班學(xué)生都認(rèn)為應(yīng)比較“燃料燃燒相同時(shí)間時(shí)，水溫度的升高量”。

突破構(gòu)建難點(diǎn)：筆者沒(méi)有反對(duì)，把答案寫在黑板上;然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄燃料燃燒不同時(shí)間時(shí)，水的溫度值，同時(shí)提醒學(xué)生注意觀察酒精和紙片的燃燒現(xiàn)象。學(xué)生發(fā)現(xiàn)紙片燃燒完需要2.5 min，而酒精燃燒完需要3 min，即質(zhì)量相同的酒精和紙片，燃燒完所用的時(shí)間是不一樣的，如表所3示。

時(shí)機(jī)成熟，及時(shí)追問(wèn)：“這個(gè)現(xiàn)象對(duì)你有什么啟示？”

全班學(xué)生：“要比較酒精和紙片完全燃燒后水溫度的升高量，就應(yīng)選擇48 ℃和35 ℃進(jìn)行分析?！?/p>

教師追問(wèn)：“是什么原因讓你們產(chǎn)生180度的轉(zhuǎn)彎呢？”

學(xué)生：“我們觀察到酒精和紙片不是同時(shí)燃燒完的，而實(shí)驗(yàn)中要控制燃料燃燒的質(zhì)量相同，所以只有全部燃燒后才能控制燃燒的質(zhì)量是相同的?！?/p>

當(dāng)學(xué)生暴露問(wèn)題后，教師不能操之過(guò)急，不能夠皺起眉頭用表情表示反對(duì)，相反要耐心地把這個(gè)“公認(rèn)”的答案寫在黑板上，要與學(xué)生“同流合污”，同時(shí)優(yōu)化教學(xué)策略，把這個(gè)資源的“利益”最大化。

“完全燃燒”是本實(shí)驗(yàn)的核心問(wèn)題，當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，當(dāng)場(chǎng)否定、立馬糾正，是灌輸式教學(xué)，這樣的教學(xué)是蒼白無(wú)力的。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)教學(xué)策略，挖一個(gè)“陷阱”，陪學(xué)生一起掉下去，正所謂“不撞南墻不回頭”，再通過(guò)自己的努力爬出來(lái)，不急不躁，耐心等待，總有花開的時(shí)候。

既要精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，敢于、善于暴露學(xué)生的問(wèn)題，收集并分析，更要時(shí)刻培養(yǎng)自己的教學(xué)智慧，恰當(dāng)利用教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)策略，在關(guān)鍵問(wèn)題上，運(yùn)用“合理追問(wèn)”“延遲評(píng)價(jià)”“質(zhì)疑創(chuàng)新”“設(shè)置陷阱”等教學(xué)手段，培養(yǎng)真思維，進(jìn)行真探究，促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)，形成真正的物理觀念。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 張世成. 證據(jù)物理[M].南京：江蘇科技出版社， 2011.

[2]? 張世成.鑲嵌評(píng)價(jià) 精準(zhǔn)促學(xué)：以“歐姆定律”教學(xué)為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（13）：30-32.

（責(zé)任編輯 易志毅）