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任务驱动教学模式在高中物理教学中的应用

2022-07-13黄毅敏

广东教学报·教育综合 2022年79期
关键词:任务任务驱动高中物理

黄毅敏

【摘要】任务驱动教学模式是一种有效的教学模式,它能培养学生的科学思维,激发学生对科学探究的兴趣,提高学生物理学科核心素养。笔者把该教学模式应用到高中物理教学中,取得了很好的教学效果。本文以粤教版必修1第二章第四节《自由落体运动》为例,阐述任务驱动教学模式在高中物理教学的应用。

【关键词】高中物理;任务驱动;自由落体运动;任务

为了深入贯彻落实国家和广东省教育改革和发展规划纲要的精神,根据实际教学需要,笔者以优化课堂教学,落实物理核心素养,全面提高物理教学质量为目标,进行任务驱动教学模式的教学改革,实现课堂教学的实效性和高效性。

任务驱动教学模式是以教师为主导,以学生为主体,教师把新知识设计在一个或几个任务中,指导学生以自主探究、小组合作等形式主动对任务进行分析、讨论并在完成任务,同时引导学生对新知识进行自我建构,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学思维,激发学生对科学探究的兴趣,提高学生物理学科核心素养。

任务驱动教学模式分为三段六环节,三段是课前阶段、课堂教学阶段和课后总结反思阶段。六环节是学生自主探究、组内交流、小组展示、教师总结归纳、练习巩固和总结反思。课前阶段教师完成设计教学任务和学习任务单,把学习任务单发给学生,学生在课前接受任务,在任务的驱动下开展自主探究活动完成任务;课堂上各小组内进行自主探究成果展示、集体交流、小组交流成果展示,教师巡视引导,最后教师点评总结归纳;课后小组总结反思提出改善建议,教师总结反思不断修改教学思路。

一、课前阶段

教师设计好教学任务和学习任务单,学生根据学习任务单自主完成课前任务。

1.分析教学内容

教师可以通过阅读《物理教师教学用书》,认真分析教学内容在教材中的地位和作用,了解课程标准对教学内容的要求,理解课本教学内容编排的思路。只有了解教学内容在教材中的位置,才能知道它与其它相关知识的先后顺序和内在联系,掌握该教学内容在学生物理知识系统中的地位,以及它对知识体系的建立所起的作用。只有了解课程标准对教学内容的要求,理解课本教学内容编排的思路,才能理解好本节的教学目标和教学重难点,选择合适的教学策略。教师只有充分了解要传授学生什么知识和培养学生什么能力之后,才能更好地选择传授知识和培养能力的方法。

通过认真阅读粤教版《物理教师教学用书》,笔者知道本章分为五节,前三节是介绍和学习匀变速直线运动规律,第四五节就是应用课,本节是利用匀变速直线运动的规律探究自由落体的运动规律。本节课内容从亚里士多德对落体运动的认识以及伽利略通过推理、实验对亚里士多德观点的纠正开始,学生通过了解科学家研究自由落体运动的过程,认识科学家不懈地探索自然研究自然的科学态度,有应用物理学工具认识自然的动机和推动科学发展的责任。养成客观、历史和辩证看待物理学发展的思维习惯。笔者设置了利用硬币、纸片和纸团探究自由落体运动与质量关系的实验活动,让学生知道落体运动与质量无关。在牛顿管中探究空气对自由落体运动的影响实验中让学生能清晰地感受到空气是影响落体快慢的因素。利用频闪照相结合匀变速直线运动的规律,导出自由落体运动的速度公式和位移公式以及解决实际问题,培养学生从众多信息中获取关键信息,通过分析、处理、总结出规律的能力。这几个教学活动是从科学家研究自然的思想方法到实际的学生实验、演示实验,从实验现象的思考和分析到定量的工具探究。结合教学目标得出教学任务,任务一:了解亚里士多德对落体运动的认识;任务二:了解伽利略如何通过推理、实验对亚里士多德观点的纠正;任务三:通过硬币、纸片和纸团探究自由落体運动实验得出落体运动与质量无关;任务四:理解牛顿管的原理,分析影响物理下落快慢的因素;任务五:得出自由落体运动的概念;任务六:通过频闪照片探究纳自由落体运动规律;任务七:归纳出自由落体运动规律;任务八:能应用自由落体运动的规律解决实际问题。

2.分析学生实际情况

学生是教学活动的主体,教学活动积极主动的参与者。因此,教师在教学前要充分了解学生实际情况,才能确保教学活动的顺利开展。教师进行任务驱动教学的最终目的是让学生通过完成任务,建立概念、发现规律、形成观念、发展思维、学会方法、养成态度。所以设计出来的教学任务应该以学生已有的知识水平为基础,学生通过努力就能够完成的。

学习小组是课堂有效实施的基本单位,它是小组合作学习的基础,是组织课堂有效教学的一种形式。在开学前,根据班上学生人数、学生兴趣、学生学习能力等具体情况,笔者将班级学生分成8个小组,每小组6-7人,由不同学习能力层次的学生组成。在同一个学习小组内,有学科优秀生、学习一般学生和后进生,由优秀生作为小组的科代表。这样分组是以优秀带动后进,组内帮扶、合作,达到共同进步的目的。每个小组都有走读生,可以回家上网查找资料和准备一些简单的实验素材。学生已经学习了匀变速直线运动前三节的内容,能应用匀变速直线运动的规律分析、解决简单的实际问题。

3.根据上面的分析得出学生的学习任务

根据任务一:了解亚里士多德对落体运动的认识,得出题1:亚里士多德对落体运动的观点是什么?根据什么得出这样的观点?

根据任务二:了解伽利略如何通过推理、实验对亚里士多德观点的纠正,得出题2:伽利略对落体运动的观点是什么?根据什么得出这样的观点?

根据任务三:通过硬币、纸片和纸团探究自由落体运动实验得出落体运动与质量无关,得出题3:完成课本46页实验与探究(1)将面积相同的硬币和纸片同时从同一高度由静止释放。仔细观察,看看有什么发现。(2)按表2-4-1中的实验内容进行实验,看看有什么发现,并将实验现象以及对应的结论填入表格中。

根据任务四:理解牛顿管的原理,分析影响物理下落快慢的因素,得出题4:(课堂完成)观看牛顿管实验回答下面3个问题。(1)牛顿管内有空气时,小金属片和羽毛同时下落,现象是什么?(2)牛顿管内的空气被抽出一部分时,小金属片和羽毛同时下落,现象是什么?(3)牛顿管内的空气被全部抽出时,小金属片和羽毛同时下落,现象是什么?(4)通过上面的研究得出影响下落物体运动快慢的因素是什么?

根据任务五:得出自由落体运动的概念,得出题5:什么是自由落体运动?

根据任务六:通过频闪照片探究纳自由落体运动规律,得出题6:完成课本48页讨论与交流,如图2-4-2所示是小球做自由落体运动的频闪照片,请根据照片提供的信息思考下列问题。(1)任意两个连续相等的时间里,小球下落的位移之差是否相同?是否验证了上述猜想?(2)如果猜想正确,小球做自由落体运动的加速度是多少?

根据任务七:归纳出自由落体运动规律,得出题7:自由落体运动是什么运动?它的运动规律是什么?

根据任务八:能应用自由落体运动的规律解决实际问题,得出2题课堂练习,分别是课本第49页例题加多第2个问和课本第51页练习第2题。

在高中物理教学中,我们提倡学生成为学习的主体,让他们能够通过阅读课本、查阅资料,根据学习任务单的内容进行分析、思考、探究完成任务,从而学习科学知识、发展科学思维、形成科学态度。自主地获得知识、发展能力。遇到需要查找资料、准备实验素材或比较困难的任务可以利用小组内集体力量,合作完成任务。所以,教师提前发放学习任务单给学生,学生通过预习课本,查阅资料,自主完成任务学习单课前完成部分。如上面学生的任务学习,第1、2、3题需要走读生回家查找资料并准备实验素材。第4题需要观看演示实验牛顿管,牛顿管学生没有学习过,需要教师在课堂上介绍其原理,而且抽取空气比较危险,不能让学生操作,所以这题需要在课堂上完成。第5、7题学生可以阅读课本完成。第6题难度比较大,可以小组合作完成。任务八得出的2题练习是学习完用来练习巩固的。

二、课堂教学阶段

各小组内自主探究成果展示、组内交流,小组间交流成果展示,教师巡视引导,点评总结。

1.组内交流

教师给学生一定时间,让组内每一个学生针对自主探究中产生的疑难问题在小组内进行交流,学生间互助解决问题,教师巡视课堂,倾听各小组内学生交流,在需要时进行引导点拨。

在这一节教学中,笔者先介绍牛顿管原理和演示牛顿管实验,学生完成学习任务单第4题,然后让学生组内交流,通过巡视课堂,笔者发现学生在第1至5题和第7题完成得比较好。但第6题难度大,完成比较差,只有2个小组做对,有1个小组不会做,笔者在发现他们没有做对或不会做得同时引导他们如何分析这道题。

2.小组展示

每一题点名一个学生回答,让被点名学生代表小组展示成果,讲每道题的解题思路和结果,讲完一道题后接收其他同学和教师的质疑,质疑结束后教师点评,点评结束继续点名进行下一题展示。刚开始实施任务驱动教学时,让小组内自由出代表展示,发现每次发言都是那几个学习优秀生,组内交流时只是简单地对对答案,没有认真解答组内同学的疑问,其他同学不需要回答问题,参与度和积极性也不高。所以,课堂变成了教师只与几个优秀生互动,看起来效果很好,但大部分同学是没有解决问题,学不到什么知识。所以,笔者改为点名,先抽小组号,然后在小组名单中点名,让被点名的学生代表小组发言,这样,每一个学生都有发言的可能,优秀生就需要教会组内同学,这样才能在展示中拿到高评价。

在小组展示中,笔者比较欣赏第2题的小李,她不仅回答正確,还在回答过程中通过一大一小2个橡皮擦模拟了伽利略2个铁球同时落地的实验。在第3题第(2)问回答中,小张的2个结论都是物体下落与质量无关,只与空气阻力有关,受到了其他学生的质疑。第一小问质量相同,怎样说明物体下落与质量无关。第二小问轻的物体先落地,这一个实验也不能说明物体下落与质量无关,它可能与质量和空气阻力同时有关。小张回答不出,所以这一题4分评价分,小张小组得到2分,质疑同学小组也得到2分。第6题的小李把求解加速度的过程写出来,答案也正确,笔者问她“为什么你会想到用逐差法来求解”,小李答不出来,说明她只是借鉴了别人的答案,但没有弄懂为什么这样做。

3.教师总结归纳

教师总结归纳是课堂教学能否取得良好效率的重要保障,更是能充分体现教师课堂教学过程中的主导地位。教师针对学生在自主探究、组内交流、小组展示过程中所存在的疑难问题、共性问题有针对性地进行点评、补充、拓展、归纳,形成本节课的知识要点。

4.练习巩固

课堂练习是教学活动的一个重要组成部分,通过练习教师可以及时了解学生对所学知识的理解和掌握情况,并针对出现的问题及时讲解和纠正。通过练习学生可以及时地了解自己对知识的理解和掌握程度,在练习中出现的疑难点可以通过看书、同学探讨、向教师请教等方式解决,达到正确理解和掌握知识的目的。

这节课笔者讲解课本第49页例题:如图2-4-3所示,椰子从距地面高度h为20m的树上由静止落下。不计椰子下落时受到的空气阻力,取 g=10m/s。求椰子落地的时间和到达地面时的速度。然后在这一题基础上加了2个问题,椰子下落1秒末的速度是多少?椰子下落1秒内的位移是多少?让最后一组的一个学生在黑板上做题,8个小组都展示1次。做完这一题接着做课本51页练习第2题:人对周围发生的事情,都需要一段时间来作出反应。从人发现情况到采取行动所经历的时间,被称为反应时间-下面的实验能测出反应时间、如图2-4-6所示,让甲同学在乙同学的手部正上方捏住一把直尺,乙同学的大拇指与食指之间的距离保持在3cm左右,在没有任何预示的前提下,甲同学突然放开直尺,乙同学尽快用手指去夹住它。尝试做此实验,并运用学过的知识估算出反应时间。通过这2题完成任务八,培养学生应用自由落体运动的规律解决实际问题。

三、课后小组总结反思

教师总结反思,不断修改教学思路。评价对学生具有激励作用,较高的评价能给学生在心理上得到满足和精神上得到鼓舞,激发他们更努力更积极,起到激励的作用。课后各小组总结在上课过程中的表现和收获。教师根据各小组的总结进行评分,课堂展示分加上总结评分之和就是小组在这一节课的得分,只评小组分,不评个人分,意图是让学生能以优秀带动后进,共同努力,共同进步。教师通过小组自我评价,知道学生在课堂上学习的状态和效果,不断修改自己的教学思路。如这一节,根据题目难易每一题给2至5分评价分,第1、2题给3分,第3、4题给4分,第5、7题给2分,第6题给5分,回答正确的,评价分都给展示小组,如果回答不好,受到其他同学质疑,根据回答情况回答,展示小组和质疑小组一起分配这一题的评价分。如第4题,各组得到2分。如果非常好的加1分出彩分,如第2题展示同学增加“橡皮擦演示实验”,这一题笔者给了4分。第6题是其他同学没有质疑,是笔者提问,学生回答不出,笔者扣了2分,给了展示小组3分。

经过一学期的教学实践,任务驱动教学模式能提高学生的自主探究和小组合作的能力和态度,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学思维,激发学生对科学探究的兴趣,提高学生物理学科核心素养。

参考文献:

[1]基础教育课程发展研究院.普通高中教科书物理教师教学用书必修第一册[M].广东教育出版社,2020.

[2]物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书(人教版)教师培训手册[M].人民教育出版社,2020.

[3]王克彦.“任务驱动探究式”物理教学模式的理论与实践研究[D].山东师范大学, 2006.

[4]陈梦馨.任务驱动教学法在高中物理概念、规律教学中的应用研究[D].山东职业技术学院,2017.

[5]黄景玖.任务驱动教学模式在高中物理课堂的应用[J].广西教育,2014(26):1.

责任编辑  杨  杰

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