基于“任务学习”的高中物理课堂教学

王建峰

物理课程的三维目标要求物理教学在落实知识与技能的同时，使学生了解物理学的研究方法;在解决学习中遇到的物理问题过程中，形成一定的自主学习的能力、信息收集和处理能力、交流与合作的能力;通过学习物理领略自然界的奇妙与和谐，体验探究自然规律的艰辛与喜悦，培养坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神.要全方位实现三维目标，需切实改变我们的教学方式.

一、目前课堂学习的主要方式

在新课程改革不断深入的背景下，“高中物理课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化”的课程理念正逐渐深入和落实到教学实践层面.但从整体来看，真正触及学生学习机制的课堂并没有发生典型性的变革.目前课堂学习的方式主要表现为：（1）在课堂教学中，教师作为物理知识的载体之一，习惯性占据着师生对话中的话语权，课堂上自觉不自觉地以自己为中心，学生处于接受知识的被动地位.“讲——听”成为教师默认的最重要的课堂学习方式，整堂课的主要活动就是教师与学生的问答，教师借问答的形式将学习内容一点点引发、展开、呈现出来.学生实现学习的主要方式是“听中思考”与“听中接受”，学生的回答往往是一些迎合性的“课堂猜测”.（2）课堂教学中存在着“重结果、轻经历”的现象.教师往往在灌输结论性知识后，以大量的习题充斥物理课堂.教师、学生围绕习题开展教学，忽视基本方法、技能和思维的训练.课后作业以“重复操练”为主要特征，通过操练来弥补学生课堂中的疑惑.（3）课堂教学中，存在着诸多的“虚、假学习”，“疑似学习”的现象.这些学生虽然坐在同一个教室空间里，也在听老师讲知识、讲方法，但是人在心不在，滥竽充数，或者看似认真努力，老师讲的都听懂了，但是遇到新的物理情境和问题时，发现自己仍然是一个“熟悉的陌生人”，不会思考、不会研究.

这种以“对话为中心”的课堂只不过为学习的发生创造了条件，而学生的学习是否真正发生？课堂创设怎样的教学活动（环节）才能让课堂重心转移到学生的“真学习”？是当前课程改革中需要着力研究的重要问题.

二、“真学习”的内涵

学生的学习应该是在教师的指导下，学生亲历亲为的事情，其本质是学生主动吸纳和自主构建知识的过程.不同的学生经历着不同的学习，不同的学习经历，达成了不同的学习效果.“真学习”一定是主动的学习，依赖于不可替代的主动学习经历.主动学习的方式有：说中学、做中学、教中学.教师在学生学习中所起的作用是组织学习、维持学习与促进学习.

那么，学习是如何发生的？有的学生是听会的，有的学生要靠阅读才能学会，有的学生需要通过讨论深化学习，有的学生擅长在实践中获得知识……从学生个体看，从学习内容看，学生的学习方式都应该是多样化的、具体的.因此，教师在课堂上要采取多种教学方式来适应学生的学习.推动学习的关键是一些具体的学习任务，以“任务”促进学习的真正发生.这种以“任务为中心的课堂”其实就是从“关注教”向“关注学”的迁移，是实现学生学习方式转变的关键.

三、高中物理课堂中如何创设任务学习主题

美国哈佛物理教材改革计划的主要执笔人霍尔顿认为：物理学的任何一部分基本内容及其发展都可以分解为3种因素（结构）：实验（事实）、物理思想（逻辑、方法论等等）和数学（表述形式或计量公式）.这一普适性的“物理学科结构模式”为探讨物理学各分支学科、各章节单元课题的结构及其教学规律指出了道路.苏联的费多琴柯所做的学科结构图，如图1所示，形成“实验、核心理论、科学方法论、数学、运用与延伸”5个区间，进一步全面地反映了物理学科的特点和物理学知识的3个主要成分及其相互关系，特别是反映了知识和方法的关系.

因此，在教学设计时，首先根据学生的实际，将教学内容按物理学科结构图（图1）进行分解，明确学习任务（教学主题）;再创设各种情境来组织、呈现学习任务;最后通过学习任务的有效实施（开展）完成知识的建构.其流程见图2所示.

（一）创设实验事实主题任务

物理是一门以实验为基础的科学，物理实验以其直观性、形象性为学生提供了丰富的感性信息.因此利用实验事实创设学习任务，引导学生通过对实验的观察、研究和分析获得的感性信息去思考问题、探索问题，从而揭示物理现象的本质，探究物理规律.

【教学实例1】在《力的合成》教学中，出示如图3所示的《泗水拔鼎》的历史典故. 首先教师讲述数人用绳拉河中之鼎，绳断而鼎不动的历史事实.

教师再创设如下活动任务：①两男生用绳大角度提起小铜鼎，感觉：好累.②一女生单手直接提起小铜鼎，感觉：轻松.③教师用自制的探究合力分力关系实验仪在黑板上边讲解边操作，让学生上台读数.……

简评：引入《泗水拔鼎》历史典故，创设重演“拔鼎”经历的实验事实任务.女生轻松提起，而两男生需费九牛二虎之力，反差现象让学生陷入了深深的思考，有效激发学习热情，揭示教学主题.通过学生的亲身经历，用心灵去感悟，这不仅是理解知识的需要，更是激发学生生命活力、促进学生学习的需要.

（二）创设还原探究过程主题任务

所谓“还原探究过程”是指：把科学家进行科学探索的一些基本的科学思维方法转移到课堂教学中来，让学生在课堂上经历与科学家发现规律相类似的科学探究过程.在教师的引导下，通过与同学合作，自己发现问题，自己设计探究方案并解决问题，领悟规律发现过程中的“大智慧”，从而开启自己那扇思维之门，进而发展自己的科学思维能力.

【教学实例2】在《楞次定律》教学中，为了“探究感应电流方向”创设了如下学习任务.

（1） 设计感应电流方向实验记录表

表1  探究感应电流I感方向的实验现象记录

教学环节为：①让学生设计探究感应电流方向的实验现象记录表.②小组交流设计的表格（如表1所示）.

（2）实验操作并分析现象endprint

教学环节为：①师生一起按照表格进行实验、观察和记录.②思考：根据上述实验能否得到感应电流方向、原磁场方向以及原磁通变化之间的关系？经交流、讨论，无法得到它们之间的关系.

（3）引入“中介”量

教师：演示图4所示的“铝环实验”并引导学生思考：铝环与磁体间产生斥力与引力的原因？

学生回答：铝环中的感应电流产生的磁场会与条形磁体产生相互作用的斥力和引力.可以根据磁极间相互作用的规律即“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”判断出感应电流磁场的方向，然后再根据安培定则可以判断出感应电流的方向.

教师：讲述引入“中介”量——感应电流的磁场B′，并在实验表格中增加了“感应电流的磁场B′的方向”这一行，再让学生分析感应电流方向的关系……

简评：让学生完全参与到了探究“楞次定律”中来，采用类科学探究的方式，还原了“楞次定律”的发现过程，强调知识的自主建构、强调思维品质的丰富与优化、强调科学素养的培养.在学生无法找到感应电流与原磁通变化之间的某种确定的对应关系的时候，教师并没有把“感应电流的磁场B′”这个“中介”量生硬地强加给学生，而是利用“铝环实验”自然引入.这样做，既符合学生的认知规律，又能满足学生逻辑思维的要求.探究性课堂教学是基础教育课程改革的主线，是产生创造性思维的最佳途径.

（三）创设规律表述主题任务

任何物理规律都可以用文字、数学公式和图象来表述.所以在学习物理规律时，我们就应该积极地创设物理规律表述的主题学习任务来全方位地理解、展示其内涵.

【教学实例3】在“探究弹性势能的表达式”教学中，为了研究弹性势能的表达式创设了如下学习任务.

（1）如何计算变力的功

教学环节为：①教师演示：拉伸弹簧需克服弹簧弹力做功，怎样计算弹力的功？②学生交流，讨论.③师生总结.类比“变速与匀速”，把“一个极短时间内的变化过程可以看为不变”的思想迁移到求解变力功.

（2）推导弹性势能的数学表达式

教学环节为：①出示问题：匀变速直线运动中位移规律是如何得到的？②学生回答：利用v-t图象求位移，即图象所包围的面积为位移.③教师提问：如何求弹力的功？用图象来处理变化过程的累积效果，如图5所示.④上述图象中的面积表示克服弹力做的功，请写出其数学表达式.⑤学生推导，得到其表达式为Ep=k·x2……

简评：在课堂教学中，着眼点始终放在学生的学习“经历”上.让学生经历一次关于变力做功的分析过程，把“一个变化过程的极短时间可以看为不变”的思想，从速度的变化迁移到力的变化;让学生经历一次用图象来处理变化过程的累积效果问题，把变速运动的v-t图象求位移的方法迁移为根据变力的F-l图象求变力的功.通过学习任务的有效创设，融规律探究、方法迁移、数学表述于一体，从而全方位地理解物理规律.

（四）创设程序性知识学习主题任务

程序性知识是个人具有的有关“怎么办”的知识，主要涉及概念和规则的应用，它的建立依赖于个体的体验.程序性知识的应用取决于能否将它自觉地迁移到新的情境，它比陈述性知识的迁移具有更大的跨度.所以，讲方法并不一定能使学生掌握方法，只有让学生经历各种过程，从中获得体验，并在此基础上抽象出解决问题的方法，才有利于发展学生解决问题的能力.

【教学实例4】在“安培力习题”教学中，出示了以下例题：如图6所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，求导体棒ab受到的摩擦力和水平导轨对它的支持力.

教学环节为：①让学生动手求解.②展示个别学生的求解成果.③师生一起讨论，检验成果.④总结求解这类习题的程序与规范.⑤展示规范解题格式（步骤），如下所示.

解：（1）以导体棒ab为研究对象.

（2）从a端正视将立体图转画成横截面图，标出电流方向（垂直纸面向外）与磁场方向（B的方向）.

（3）对ab受力分析，画出受力图，如图7所示.

（4）建立直角坐标系.

（5）因为棒ab处于静止状态，由x方向受力平衡，得Ff=F安sinα=BILsinα，方向水平向右.

y方向：mg=FN+F安cosα? FN=mg-BILcosα.

简评：让学生经历程序性知识的学习过程，并附加规范性的操作步骤.融知识、方法、过程于一体，实现掌握这类问题的处理方法的目的.在教学过程中，构建一种“基于内在标准的教育性评价”，通过学生的交流、探究和教师的讲解构建标准，让学生自己反思、修正不足，实现学生的自主学习.

课堂变革已是当前基础教育领域的核心课题.不管从人才培养模式的角度讨论，还是从转变教学方式的角度讨论，课堂变革的核心精神就是“以学生为本”“以学生的学习为中心”.基于“任务学习”的课堂教学才能让课堂重心转移到学生的“真学习”上，才能有效改变我们的教学方式.endprint