指向核心素养的初中物理任务驱动式教学探析
作者: 徐加贵
任务驱动式教学是指教师在教学过程中,有效整合教学资源,围绕共同的学习任务,引导学生进行自主合作学习,在分析、解决和完成一系列学习任务的过程中,达成学习目标,提升学科核心素养的教学模式。这种教学模式以真实情境为载体,以问题为导向,以任务为驱动力,让学生在课堂这个主阵地经历思维的探索过程,凸显学生的主体地位,促进学生的深度学习,落实物理学科核心素养。下面,笔者以“电路连接的基本方式”为例,探析指向核心素养的初中物理任务驱动式教学。
一、教学目标
笔者从物理学科核心素养的四个维度“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学责任与态度”描述本节课教学目标:
(1)完成两盏灯同时亮或同时灭的实验任务,了解电路连接的基本方式;
(2)对比两种电路,建构串联和并联两种基本电路模型,学会连接简单的串联电路和并联电路;
(3)探究一盏灯损坏时,另一盏灯工作的情况,了解串联电路和并联电路的基本特点;
(4)完成两盏灯各自亮和灭的电路改进任务,了解开关在串联和并联电路中的作用;
(5)能说出生产生活中采用串联电路或并联电路的实例,并尝试画出教室日光灯连接的电路图,体会物理学在生活中的重要作用,增强社会责任感。
二、教学过程
本节课中,笔者以自制房间模型(如图1)作为生活化的教学背景,模型一楼和二楼各有一盏灯,背面连接开关控制两盏灯,其电路原理图如图2所示,开关S1控制灯泡L1,开关S2控制灯泡L2,开关S3控制整个电路。
1.创设情境,引入课题
笔者向学生展示自制房间模型,提前闭合开关S1和S2,并演示当开关S3闭合时,两盏灯同时亮;当开关S3断开时,两盏灯同时灭。从现象出发,引导学生思考L1和L2两盏灯的连接方式。
【设计意图】初中生思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。在物理教学过程中,教师需要充分考虑初中生的身心发展特点,巧妙创设真实的物理情境,以问题为导向,在学习任务与学生原有经验之间建立联系,激发学生的学习兴趣。
2.任务驱动,合作探究
任务一:怎样使一楼和二楼的灯同时亮或者同时灭?
实验器材:两节干电池、两盏小灯泡、一个开关和若干导线。
实验目标:开关闭合时,两灯同时亮;开关断开时,两灯同时灭。
本环节采用小组合作的教学模式,让学生先动手实验,再在导学案中画出对应的电路图。
任务完成后,笔者投屏展示不同小组的电路连接实况以及学生画的电路图。笔者同时引导学生对展示的电路图进行归类,得出串联和并联这两种电路连接的基本方式,进而引导学生思考与讨论两个问题:①两种电路的灯泡连接方式有何区别?②两种电路的电流路径有何不同?通过分析与归纳加深学生对串联和并联两种电路连接方式的认知。
【设计意图】在本任务中,学生从对问题情境的观察上升到对物理现象的思考,在实验探究中完成第一个课堂任务,提炼串联和并联的物理概念,建构串联、并联两种基本电路模型,从而实现教学目标(1)和(2)。
任务二:其中某一盏灯损坏时,另一盏灯的工作情况如何?为什么会出现这种情况?
为了判断一楼和二楼灯泡的连接方式,笔者设计了任务二,并设置了两个实验辅助学生思考:①在两盏电灯串联且都发光时,取下其中一盏电灯,你观察到了什么现象?说明什么?②在两盏电灯并联且都发光时,取下其中一盏电灯,你又观察到了什么现象?说明什么?
本环节可采用分组实验探究模式,相邻小组分别连接串联和并联实物电路,通过不同的实验现象体会“去灯法”对于判别电路连接方式的重要意义。此外,笔者还从电流路径角度对取下一盏灯时,串、并联电路的电路原理图进行简要分析,将生动具体的实验现象进行抽象概括,发展学生的科学思维。
【设计意图】在前一节课中,学生已经掌握“通路”和“短路”的基本电学知识,在本次任务中,学生需要对此进行理解并运用,从而完成新的任务,培养自身的知识迁移能力和高阶思维能力,促进深度学习,实现教学目标(3)。
任务三:改进电路,不仅实现两盏灯同时亮或灭,也可实现一楼灯亮时,二楼灯可亮可灭。
笔者再次向学生展示自制房间模型,演示当S3闭合时,利用S1控制一楼灯的亮与灭,利用S2控制二楼灯的亮与灭。本任务要求学生先画出电路图,再连接电路,分别让两盏小灯泡单独发光。为了降低任务的难度,笔者还设计了两个小问题让学生思考:①你选择串联还是并联?②你准备使用几个开关,分别连接在哪里?它们各自控制哪一段电路?
任务完成后,笔者组织学生上台展示自己设计的电路图,并连接好实物电路进行配套讲解,同时投屏展示电路连接实况,体会干路和支路上的开关对电路的不同控制作用。
【设计意图】任务三是对任务一电路设计的改进,需要学生基于问题情境进行思考,自行设计电路图并连接实物电路进行验证,由实验现象得出结论并做出解释,与同伴进行交流、评估与反思,实现串、并联电路概念在脑海中的提炼与升华。本任务体现了“科学探究”维度要求,完成了教学目标(4)。
3.拓展应用,提升思维
任务四:画出教室里日光灯连接的电路图。
教室里有九盏日光灯,墙上配备了三个开关,笔者分别演示断开和闭合每个开关,引导学生发现每个开关控制三盏灯,进而让学生思考这九盏灯的连接方式。
通过之前的学习,学生对串、并联电路特点有了基本的掌握,学会了设计与分析基本的简单电路。有了任务三的铺垫,学生首先思考的是同一开关控制的三盏灯是串联还是并联,其次思考这个开关装在干路还是支路上,最后思考每三盏灯与其他灯的连接方式。此外,为了判断同一开关控制的三盏灯的连接方式,学生需要联系生活实际进行思考,即对任务二的深入理解与应用,从而判断出这三盏灯一定为并联,进而设计出如图3所示的电路示意图。
【设计意图】任务四既是对本节课的拓展提升,又是任务驱动式教学的延伸,需要学生基于生活现象进行科学推理,训练了学生的科学思维,体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,增强学生的社会责任感,实现了教学目标(5)。
三、教学反思
本节课以自制的房间电路为载体,创设生活化的情境,以“怎样使一楼和二楼的灯同时亮或同时灭”作为问题引入,层层递进设置学习任务,让学生在思考中升华对物理概念的认知,在动手实践中训练分析问题和解决问题的能力,在探索中培养科学思维能力和创新能力。指向物理学科核心素养的初中物理任务驱动式教学,需要基于新课程标准,立足学生实际,充分考虑初中生的认知规律和思维特点,将教学内容以任务驱动的形式进行设计与展现,将培养学生的核心素养贯穿在每个任务中,创设真实的问题情境加强学生的学习体验,让学生在完成任务中更好地建构知识体系,在问题解决中培养学生的迁移能力与高阶思维能力。
(作者单位:江苏省金湖县教师发展中心)