基于STEAM的任務卡學習在《電學實驗復習》的實例探究

談學婕

摘要：物理課程標準強調學生自己動手動腦，通過學生自主探究來學習物理知識。而STEM教育在國內外中小學課程中正不斷受到廣泛的關注，伴隨著中國中學物理新課程改革的深入進行，任務型教學就是以具體的任務為學習動力或動機，以完成任務的過程為學習過程，以展示任務成果的方式來體現教學的成就。本文以《電學實驗復習》復習課為例，進行闡述，希望對教學一線的工作者的物理課堂教學提供一些建議。

關鍵字：任務卡學習;STEM教育;初中物理;課堂教學

物理課程標準強調學生自己動手動腦，通過學生自主探究來學習物理知識。隨著物理新課程的逐步推進，培養學生科學素養的課程理念已經被大家所普遍接受。而“任務型”教學，作為一種教學指導思想和總的教學方法，已為廣大教學工作者所熟悉。任務型教學就是以具體的任務為學習動力或動機，以完成任務的過程為學習過程，以展示任務成果的方式來體現教學的成就。新課標強調素質教育，通過參與任務活動，以學生“能做某事”為目標要求，引起學生求知興趣，并讓學生在參與任務的過程中，達到“注重培養學生具有較強的觀察能力、思維能力和操作能力”的要求，這三大能力的培養既是對學生素質教育的具體體現，也是對學生科學素養提升的具體體現。

STEM教育在國內外中小學課程中正不斷受到廣泛的關注，希望借助科學（Science）、科技（Technology）、工程（engineering）和數學（Mathematics）教育以及跨學科知識整合，培養學生綜合應用知識和解決實際問題的能力，以及提升創造性思維。在STEM教育的實施過程中，探究式教學模式發揮了至關重要的作用。探究式教學模式是指在教學過程中，學生在教師指導下，通過“問題情境”啟發思考，對當前教學內容中的主要知識點進行自主學習、深入探究并進行小組合作交流這種學習方式已被證實有助于激發學生的學習興趣、提高對抽象知識的理解與掌握、培養解決問題能力和團隊合作精神（Furtak，Seidel，Iverson，&Briggs，2012）。

然而，對實際問題的探究通常包含復雜的過程。在實施探究式教學的過程中發現，教師所組織的課堂教學看似很熱鬧，片面強調學生的自主學習，絕對以學生為中心不利于學生的學習。特別是探究復雜任務時，學生普遍會處于無目標狀態，不知道自己下一步要做什么，也不知道怎樣才能得出老師要求的結果，學生參與積極性低，課堂效率低，更不用說培養學生的科學素養。反過來，如果老師把探究的步驟交代得太詳細，學生跟著老師的學案要求一步步做，雖然學生能得到老師想要的結果，但是這樣的探究已經不能稱為自主式探究。

長期的教學實踐表明，實踐上無法實現探究式教學理論上的效果，不僅沒有突破傳統教學的局限，甚至還影響了知識體系教學的效率。為此，如何降低探究的難度同時能讓學生經歷探究的過程成了教學上的亟待解決的問題。

物理教學，包括物理課堂中的教師的“教”和學生的“學”。為了提高課堂教學效率，本次課堂實例探究——《電學實驗專題復習》運用forclass智慧課堂平臺和無線同屏技術及時反饋學生的任務卡學習效果。

一、創設問題情境，引入課堂主題

由于初中學生的探究能力并不成熟，教師要給予適當的引導和點撥，才能提高學生探究的能力，而現行初中物理教材中的物理知識都比較有趣，與生活現實結合得比較緊密，因此，創設問題情境在初中物理教學實踐中顯得尤為重要。

電學實驗中比較典型的幾個實驗，如“電流與電壓、電阻關系”;“測小燈泡的電阻”;“測小燈泡電功率”等常為中考熱點，《電學實驗專題》在課堂開始的時候，就會直接提問：初中階段五個主要的電學實驗是哪些？

創設問題情境是教師在教學活動中把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中，通過學生自主思考、合作探究解決真實性問題，學習隱含于問題背后的學科知識，形成解決問題的技能和自主學習能力的一種教學方式，它是激發學生自主探究的一種重要的方式。

二、小組合作，進入課堂主題

結合任務卡1的內容，深入的討論了自己所在小組實驗。每個小組討論之后，可以任選一個實驗完成任務卡1的活動。

當然僅僅有老師創設問題情境還不夠，還要學生主動參與到教學活動中。新課程標準指出：有效的學習活動不能單純地依賴模仿和記憶，動手實驗、自主探索與合作交流應當成為學生學習的重要方式。

經過小組的討論，每組成員都比較輕松的完成任務卡1的內容，同時，我也選取一組代表去黑板上演示如何規范的連接實物圖。學生們在演示過程中，不可避免的會出現一些小燈泡不亮的情況，于是，我可以借此機會，跟同學們好好回憶一下電學實驗故障分析。

每個學生在經過任務卡1的闖關之后，我們對五個主要電學實驗進行橫向比較，主要包括以下幾個方面：1、實驗原理、2、電路圖、3、滑動變阻器的作用，4、多次測量的目的，5、實驗結論，6、實驗數據圖像。每個小組在充分討論和思考的基礎上，派一名代表上講臺對每一個方面進行總結和歸納，這樣也符合“最近發展區”的教育理念。

基于目前小組合作現狀，為了提高物理探究的效能，利用任務卡學習來優化小組合作方式顯得尤為重要。

三、濃縮典型例題，鞏固提高

1.小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個。

（1）請你用筆畫線代替導線，把圖13甲所示的實驗電路補充完整。

（2）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? （寫出一種）;排除故障后，改正錯誤后操作實驗，下左表是小彬同學完成的實驗記錄，經檢查，實驗數據無誤，但是根據這些數據不能得出正確結論。分析其原因是______________________________________________。

（3）如果保留第一次實驗數據重新實驗，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，應使定值電阻R兩端電壓為V，此時電流表的示數如上圖2所示，則R的阻值為Ω。

（4）再換上20歐的電阻后，滑動變阻器的滑片P較上一次應更靠近（選填“A”或“B”）端，使電壓表的示數為V。

（5）小彬記錄正確的數據后，分析數據可得出的結論是：___________ ___________________。

（6）實驗結束后，小彬問老師在此實驗中能否換用50Ω的定值電阻進行實驗？老師指導小彬分析了不能更換的原因。你認為其原因是_______ _________________。

（7）小龍和小關在探究中電流和電壓的關系時，利用電壓表和電流表測得了多組數據，記錄如下表。請根據表中給出的數據，判斷分析出他們實驗時的電路可能是圖4中的

（8）小明繼續用這組器材測量定值電阻RX的阻值，他連接好電路進行試驗，當P滑到某一位置時，兩表讀數如圖丙所示，由此可知R=____Ω。你認為這個結果可靠嗎？_________理由是____________________ _____。

老師通過歸納和創新例題，將電學實驗的主要知識點都濃縮在一道題目上，在課堂上，充分給與學生思考的時間，讓學生們利用總結的知識，鞏固提高！充分提高物理課堂的效率。

四、利用任務卡2，讓學生小組合作探究目標更加清晰

任務卡2的設計，融入STEM理念設計，STEM教育不是科學、技術、工程、數學和藝術教育的簡單疊加，而是將五門學科內容組合形成有機整體，以整合的教學方式培養學生掌握知識和技能，并能進行靈活的解決真實世界的問題（圖1）。

在電學實驗復習中，通過特殊方法來測量未知電阻的大小，本來就是難點，通過任務卡2，讓學生擔任工程師、設計師、測算師以及監督員的角色，此次試驗，每個小組的實驗器材都不同（如圖2），積極調動小組各成員的積極性，讓整個小組的探究活動井然有序，每個小組也都能夠高效的探究。學生在這個過程中不僅學到了科學知識，提高了科學探究能力，而且鍛煉了人際交往和團隊協作能力，最終真正體會到學習的樂趣。

蘇霍姆林斯基曾說過：在人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者和探索者。在學生的精神世界里這種需要特別強烈。從心理學角度分析知識的獲得是一種主動的認識活動，學習者不應是信息的被動接受者而應該是知識獲取過程的主動參與者。任務卡學習正是為學生提供了這樣一種參與實踐活動的可能，最大限度地保護了孩子們這種與生俱來的天性，充分挖掘這種極難得的寶貴的教育資源。

參考文獻

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