利用任务驱动合作教学进行概念转变

葛元钟

摘 要：学生常常用已有的知识经验为基础建构自身知识和概念，这样形成的概念有时会给教学带来阻碍。教师在设计概念教学时，可以恰当地引入任务驱动教学，解决真实世界里发生的问题；利用合作教学，让同伴之间相互探讨问题，共同完成任务。教师和学生在教学过程中也要关注概念转变过程的几个步骤：分析学生已有概念，解构已有迷思概念，重建科学概念。

关键词：任务驱动；合作教学；概念转变

在日常教学中，概念的掌握和理解是学生获得知识、积累知识的重要手段和过程，是科学教学中的重要环节。学生在学习科学课程之前头脑里并不是一片空白，学生在接受正式的科学教学前就已经存在许多能解释自然世界的概念，也就是所谓前概念，或称迷思概念。

学生在建构自身知识和概念的过程中，是以已有的知识经验为基础的。由于每个人掌握的知识、积累的经验、认知能力和生活环境的差异， 对同一概念的理解会有所不同。因此，科学教学必须以学生原有的认知为基础，帮助学生逐步建构科学概念。

为了让学生更好地建构科学概念，教师就要尽量针对学生的迷思概念设计安排教学，实现学生的概念转变。本文以初中科学《大气的压强》教学为例，探讨如何利用任务驱动教学，利用合作教学，使概念转变更有效地进行。

一、通过访谈 弄清学生已有概念

通过访谈及问卷等多种形式，得知学生对初中科学《大气的压强》的概念已有一定了解，但都属于一知半解，学生对大气压强的应用，对用大气压强解释生产生活中的现象还存在比较多的疑惑。

如：在一个玻璃杯里盛满水，杯口覆盖一张硬纸片。用手托住纸片，把杯子倒转过来，即“覆杯实验”，学生会认为是杯中的水吸住了硬纸片。

如：我们经常可以看到苍蝇在玻璃上爬行不会掉下来。学生会认为是苍蝇的弯曲的爪很尖，抓住了光滑的玻璃表面。

如：离心式水泵（如图1）在动力机的带动下，叶轮高速旋转时，泵壳里的水会随叶轮一起旋转。水被甩出时，转轴附近就形成了一个低压区，外面的水就在大气压的作用下，推开底阀通过进水管进入泵壳。学生对“底阀”“滤网”的功能不清晰，有部分学生认为水是靠水泵吸上来的。

有一些错误的概念是在新课上完后才形成的。

如：学生在学习了液体压强之后可能会在学习大气压强时，认为大气压强与液体压强是相同的，而用液体压强计算式计算大气压强。

如图2所示，部分学生认为用打气筒向封闭烧瓶里充气是为了研究大气压与沸点之间的关系。其实这种理解是错误的，图2实验研究的是气压与沸点之间的关系。之间相差一个“大”字，但是反应出对概念的理解存在问题。大气压是指大气对浸在其中的物体产生的压强，而气压是指任意气体对物体产生的压强。

有学者认为，学生在学习科学概念时发生的迷思概念是由于日常生活对概念理解的要求和对科学概念理解的要求不一致引起的。日常生活概念对现象的解释要求以满意为主，允许概念的模糊、不准确或不一致，而科学概念追求的是对现象的完美解释和预测。

要转变学生的迷思概念，先要了解他们形成了哪些迷思概念，以及这些迷思概念是怎么形成的。通过对学情的充分了解和分析，教师可以对这些迷思概念进行有的放矢地解构，最终帮助学生形成科学概念。

二、任务驱动 解构已有迷思概念

任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。

戴维·梅瑞尔提出了“首要教学原理”，他认为，“学习只有在学习者从事解决真实世界里发生的问题时，只有当学习者能够通过论证或应用而激活已知知识、并将其作为理解新知识的基础时，新知识才会被整合到学习者的世界当中”[1]。

结合任务驱动教学法和梅瑞尔提出了“首要教学原理”，我们对《大气的压强》这节课设计了典型任务，在任务驱动中激活已知知识，获得新知识，并解决真实世界里发生的问题。《大气的压强》中的“典型任务”包含以下几个要素：任务中有学生掌握的核心知识点；任务中蕴含着科学学科的学习方法；任务是根据学生在生活情境中遇到的真实问题进行设计的。

【典型任务一】：用教师提供的在“拐弯”处扎过小孔的吸管吸饮料（如图3），要求学生用此吸管吸饮料，并思考以下几个问题：①为什么吸管吸不起饮料？②吸管如何改进可以吸起饮料？

这个实验和两个提问尝试解构 “水是靠水泵吸上来的”这个迷思概念。

实验中学生用力对吸管吸气，但不能将水吸上来，已经很好地证明这观点的错误。

我们应该让学生知道，水是从高压区流向低压区的，而不能简单地说水是被吸上來的或者说是被压上来的。

吸管开了孔和大气相通，形成不了低压区，吸管顶端的压强等于大气压，水不能流动。如果要让水流动，可以从两个方面进行考虑：在嘴里制造了一个低压区，大气压将水压向嘴里；在饮料上方制造一个高于大气压的高压区，水也可流动到嘴里。

这个实验及讲评可以很好地解构学生“水是靠水泵吸上来的”这一迷思概念，并建立相对正确的科学概念：水是从高压区流向低压区的。

核心知识是每个教学活动单元中必须让学生掌握、理解、探明的主要知识，是一个单元教学、一节课教学的主体内容与知识主干，是整个教学活动链条中的关键链环。在这个实验中，“水为什么会流动”是一个核心知识，抓住了核心知识就等于抓住了教学主线。

【典型任务二】：动手做覆杯实验并判断大气压的方向

用放在你面前的实验材料（水、玻璃杯、塑料片），做一次覆杯实验。学生产生了这样两个迷思问题：覆杯实验中没有让杯子横过来（如图4），学生认为大气压只是向上的；纸片不掉下是因为水把硬纸片弄湿后沾在杯口了。

覆杯实验是一个非常经典的力学实验，在实验中应要求学生将杯子横过来并指向四面八方，指导学生观察硬纸片都没有掉下来，让学生能体会到周围存在大气压，且各个方向上都有。对于第二个问题，我们可以建立一个对照组实验，将硬纸片弄湿后看看能否沾在空杯的杯口。将演示实验改成学生实验，并用任务驱动学生思考，让学生在失败中寻找原因，在成功中享受喜悦。

【典型任务三】：验证大气压强存在的实验设计

在课堂上提供以下实验材料：小型真空收纳袋、迷你抽气装置、吸盘、一杯水、胶头滴管、吸管、瓶子、保鲜袋、橡皮筋等。利用实验器材要求学生设计一个验证大气压强存在的实验，并解释实验的原理。

学生根据课前分好的小组设计实验方案，主要有以下几种方案：①用迷你抽气装置抽走小型真空收纳袋中的空气，发现真空收纳袋变扁了；②用胶头滴管吸取杯中的水；③两个吸盘吸在一起、吸盘吸在玻璃上；④用吸管吸水；⑤瓶里放保鮮袋，瓶口用橡皮筋系紧，尝试将保鲜袋取出。

上课时教师邀请小组代表上台介绍自己组的实验方案和实验原理，并给予补充和评价。

新课标指出：“要注重学生在现实生活的情境中学习科学知识，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解科学的核心概念并加以运用。”学生在设计验证大气压强存在并解释实验的原理的过程中解构原有的迷思概念。对自己设计的装置进行自圆其说，试图说服同学和老师，这个过程很重要，可以提高学生对知识的理解能力、运用能力和驾驭能力。

三、合作学习 重新建构科学概念

在任务驱动过程开展合作学习可以更好地建构科学概念。捷克教育家夸·美纽斯认为，“学生不仅可以从教师的教中获得知识，还可以通过别的学生的教学来获取知识”[2]。儿童认知的发展，除了成人的指导作用外，儿童与同伴之间相互探讨问题，共同完成任务，同样可以提高学生的认知水平。教师与学生，学生和学生之间的合作比个体单独的学习活动更具有优越性，它可以加速认知水平向更高的方向发展。本文通过课堂实践，提出以下几个合作策略。

（一）制定目标 明确任务

要让合作学习有实效，教师要在分析教学内容的基础上，确定合作学习的目标。在本课的典型任务三中，学生小组合作共同设计实验方案。有了目标，小组合作学习就更容易发生：有的小组设计用迷你抽气装置抽走小型真空收纳袋中的空气，发现真空收纳袋变扁了；有的小组设计用胶头滴管吸取杯中的水，用吸管吸水；还有的小组设计出让两个吸盘吸在一起或者让吸盘吸在玻璃上的实验。组内有了共同需要完成的任务，大家的思维、注意力会更加集中，讨论也会更有效率。

（二）组内分工 人人有责

在实验的过程中，由于是小组合作完成，所以必须要进行组内分工，让每个学生都有事情可做。课堂上每个小组6人，我们进行如下安排。

组长：负责分配任务；记录员：根据要求记录实验数据，画图；汇报员：进行语言组织、负责得出结论，组间交流；实验员：负责动手实验；观察员：负责实验观察、指导。合理的组内分工，将提高每一位同学的实验积极性，使整个实验过程有条不紊，有序展开。在课堂上，我们还会根据学生的表现评出最佳组长、最佳实验员、最佳记录员等，以提高学生对这些角色的认可。

（三）师生对话 启发点拨

合作学习主要是围绕一定的任务来展开的，合作学习的任务一般是讨论或者探究的问题。教师根据不同的教学内容设计具有开放性和挑战性的问题，如果学生之间的合作不能很好地解答，就要进行师生对话，依靠教师的启发点拨，建立科学概念。

学生经常可以看到苍蝇倒立在天花板上爬行，从而有了苍蝇的弯曲的爪很尖，抓住了天花板这样的迷思概念。用师生对话可以比学生合作更顺利地解构这个迷思概念。

师：我们可以看到苍蝇倒立在天花板上爬行，苍蝇也不会从天花板上掉下来。为什么？

生：苍蝇的弯曲的爪很尖，抓住了天花板。

师：为什么弯曲的爪很尖就能抓住了天花板？

生：天花板凹凸不平。

师：玻璃有凹凸么？

生：玻璃是平整、光滑的。

师：我们看到过苍蝇停在竖直的玻璃上么？

师：再小组讨论苍蝇为什么不会从玻璃板上掉下来。

本文以初中科学《大气的压强》教学为例，探讨科学概念的转变策略。教师通过在教学设计前对学情的充分了解，弄清学生已有概念，针对学生的迷思概念进行教学设计，并使用了两个策略：任务驱动，解构迷思概念；合作学习，重建科学概念。任务驱动的合作教学法在大气压强的课堂实践中取得了较好的效果，为科学概念的转变研究提供又一研究案例。

参考文献：

[1]盛群力，马兰. “首要教学原理”新认识[J]. 远程教育杂志，2005（4）：16-20 .

[2]王坦. 合作学习导论[M]. 北京：教育科学出版社，1994：36.