设计典型任务 培养探究能力——以“声现象”教学为例

(江苏省常熟实验中学，江苏 常熟 215500)

1 典型任务简介

典型任务是指：在科学课堂的探究任务中要包含着学生必须掌握的核心知识，要蕴含着科学方法，在任务中要设计一些有梯度的问题情境，着力培养学生解决问题的能力。

1.1 典型任务中包含着核心知识

加涅指出：“当情境以及记忆内容影响学习者，以致他的动作从他进入这种情境之前到他进入这种情境之后发生变化时，便产生了学习活动，这种动作的变化就导致学习的发生。”在实验前后，学生有了体悟，思维发生了转变，老师也完成了课堂任务，就是一堂有效率的课。典型任务中要包含核心知识，核心知识一旦确定，教师必须确保其在教学中凸显出来并加以关注，确保学生在“走出情境后”，有知识的正确建构。

1.2 典型任务中蕴藏着科学研究方法

科学素养由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质等要素构成。其中科学方法是学生获取知识的手段，学生只有掌握了科学方法，才能更深入地理解和牢固掌握科学知识，提高学习效率。转换法、控制变量法、类比法等都是物理研究中的常用方法，在教学中帮助学生运用不同的方法，可使探究过程更科学，结论更加具有普遍性。

1.3 把发现的机会让给学生

物理是一门研究自然的学科，把发现的机会让给学生，鼓励其勇于探索世界，帮助其发展物理思维。发现问题是思维活动中最重要的环节，没有问题的思考是肤浅的、被动的。要培养学生发现问题的意识和能力，关键是创设有效的情境。

2 设计典型任务，培养学生的科学探究能力

2.1 创设贴近学生生活的情境

典型任务一：探究声音的产生和传播

将发声的音叉触及面颊，有什么感觉？学生可感受到面颊麻麻的。可引导学生得出结论：声音是由振动产生的。让每位学生通过各种感官直接参与到实验中，对生活中常见的器材更加感兴趣。

笔者在书本实验的基础上加入了两个实验：一是敲非洲鼓，鼓声有节奏感，悦耳动听，学生都听到了声音。提问：怎么证明鼓面在振动呢？学生讨论后认为，每个人用手来触摸太费时，由经典诗词“大珠小珠落玉盘”，学生想到可在鼓面上放一些轻小物体，如小纸屑、泡沫小球等，将振动的现象转换放大成可见的轻小物体的弹起，实验现象清晰可见。这样，不仅巩固了知识点，为接下来学习乐音的响度作了铺垫。二是蒙上参与“土电话实验”的两位同学的眼睛，在学生自己尝试时，会出现两种情况：(1)绷紧细线，听到对方声音；(2)细线松弛，听不到或听不清对方声音。在成功获得绷紧的细线能传播声音的知识后，再请一名同学悄悄捏住细线，则会出现振动停止，也听不到声音的现象。

2.2 让学生在研究中学会探究实验设计

在物理教学中，任何一个模型都是由各种变量构成的，当分析这些模型时，可以选择研究其中一个变量对另一些变量的影响。

典型任务二：探究影响声音强弱的因素

敲鼓时，要使鼓声更响，你会怎样做？在此之前，学生对“更响”的理解并不一定准确，教师先示范轻声说和用力喊，让全体学生体会到声音的大小即响度。如何改变鼓声的响度呢？同学们可在自己课桌上先行实验，再请学生上台演示。

设计实验的过程中，最重要也是最困难的就是设计表格，研究自变量和因变量的关系，通过和学生一起讨论，设计了表1，层层递进，也为学生将来学习复杂的实验打下基础。

表1

学生讨论得出结论：力的大小是影响响度的原因，力是自变量，响度是因变量。教师提问：力真的是影响响度的根本原因吗？声音是由振动产生的，改变力能改变振动的什么呢？重新设计实验并完善之(如表2)。

表2

原来振动的幅度才是影响响度的原因。学生将上述实验中的现象放大，将鼓面振动的幅度转换成轻小物体被弹起的高度，加深了对转换法的认识。

2.3 让学生在探究中学会方法

典型任务三：声音不能在真空中传播

图1

将正在发声的手机悬吊在广口瓶内，再抽出瓶内的空气(如图1)，声音有何变化？

学生自行分析实验，要注意运用控制变量法，所以要使手机发出同一强度和音调的声音，随着不断抽气，瓶内的空气越来越少，听到的铃声越来越小。

提问：声音可以在真空中传播吗？不能！老师需要讲解清楚，铃声小是因为空气变少了，声音变得“难”传播，而抽气机是无法真正实现将广口瓶内气体完全抽出，所以我们需要在实验的基础上进行推理，若空气完全抽出，即处于真空状态，那声音将不能传播。这种研究方法叫实验加推理的方法，早前伽利略也用这种方法推翻了亚里士多德的理论，为牛顿第一定律的建立奠定了基础。

3 结语

在典型任务的设计中，密切联系学生的生活，教学情境贴近现实，这样的课堂有利于学生利用现有知识去解决生活中的问题，增强了学生学习物理的兴趣，还能让学生经历探究的过程，学会科学研究方法，提升他们的科学探究能力。