基于學(xué)習(xí)進(jìn)階層級模型的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

【摘要】本文以學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展層級模型為理論支架劃分教學(xué)目標(biāo)，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法驅(qū)動學(xué)生通過解決核心任務(wù)實(shí)現(xiàn)生成式學(xué)習(xí).以“安培力”為教學(xué)案例，在原有演示實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上衍生出逐級進(jìn)階的探究和設(shè)計(jì)任務(wù)，促使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，整合各單元相關(guān)知識解決問題，最終實(shí)現(xiàn)下位概念到核心概念的轉(zhuǎn)化.通過展示實(shí)際案例，描述一種基于學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展層級模型的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計(jì)方案，為任務(wù)驅(qū)動結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐提供參考，并給出實(shí)踐過程中的一些建議.

【關(guān)鍵詞】 安培力；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)；高中物理

1 概念介紹

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)是一種以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，源于美國教育家杜威提出的實(shí)用主義理論，指教師在進(jìn)行目標(biāo)和學(xué)情分析后，將教學(xué)目標(biāo)拆分成多個小的任務(wù)目標(biāo)，學(xué)生通過在教師指導(dǎo)下完成任務(wù).在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，自發(fā)地完成知識的建構(gòu)，在做中學(xué)，一步步完成教學(xué)目標(biāo).任務(wù)驅(qū)動教學(xué)強(qiáng)調(diào)任務(wù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性和層次性，為此我們引入學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展層級模型為任務(wù)的設(shè)計(jì)提供層次劃分依據(jù).學(xué)習(xí)進(jìn)階就是學(xué)習(xí)者針對某一理論或概念，在較長時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的有計(jì)劃、有層次的一種漸進(jìn)式學(xué)習(xí).這種學(xué)習(xí)以課程標(biāo)準(zhǔn)和核心素養(yǎng)要求為前提，遵循學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律劃分學(xué)習(xí)過程，將整體的學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為認(rèn)知水平逐級遞進(jìn)的多個層級，使學(xué)習(xí)者能夠在自己的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)逐級完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí).

2 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階層級模型的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)突出為學(xué)生構(gòu)建實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)造在做中學(xué)的機(jī)會，這符合新課標(biāo)的要求，但是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的任務(wù)設(shè)計(jì)必須具備一定的系統(tǒng)性和層次性，為此我們引入學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展層級模型為任務(wù)的設(shè)計(jì)提供層次劃分依據(jù).鑒于學(xué)習(xí)進(jìn)階層級模型不是所有層級的學(xué)習(xí)都可以直接用學(xué)習(xí)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)，我們聯(lián)系任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的理念將整個進(jìn)階學(xué)習(xí)過程劃分為教師引導(dǎo)部分和學(xué)生主體實(shí)踐部分，教師引導(dǎo)部分包括經(jīng)驗(yàn)和映射層級，學(xué)生主體探究部分分為關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合層級，最后再增添一個評析環(huán)節(jié)，目的是教師和學(xué)生一起對進(jìn)階學(xué)習(xí)過程進(jìn)行分析和評價(jià)，為后續(xù)的進(jìn)階學(xué)習(xí)提供有價(jià)值的參考建議.將教學(xué)目標(biāo)分解成與學(xué)習(xí)進(jìn)階層級相對應(yīng)的核心任務(wù)目標(biāo)和子任務(wù)目標(biāo)，以此引導(dǎo)學(xué)生在解決任務(wù)的過程中一步步深入學(xué)習(xí)，邁向進(jìn)階終點(diǎn).

3 教學(xué)案例介紹

安培力作為聯(lián)系磁學(xué)和電學(xué)的關(guān)鍵概念，因其較高聯(lián)系性和靈活性，成為高考物理試題中綜合性應(yīng)用題的常見考點(diǎn)，但又因其抽象性，也常常是物理教學(xué)中的難點(diǎn).本文以“安培力”為例來設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)進(jìn)階任務(wù)，開展教學(xué)活動.

3.1 課程標(biāo)準(zhǔn)分析

課程標(biāo)準(zhǔn)中，明確要求學(xué)生需要學(xué)會判斷安培力的方向和計(jì)算安培力的大小，并且與現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用相聯(lián)系.不過安培力相對其他概念更顯抽象，像磁電式電流計(jì)、磁懸浮列車這些實(shí)例，大部分學(xué)生還缺乏親身接觸的機(jī)會.因此，需要給學(xué)生創(chuàng)造一個親身經(jīng)歷和實(shí)踐的機(jī)會，才更容易幫助學(xué)生融會貫通，做到熟練掌握與運(yùn)用.

3.2 學(xué)習(xí)進(jìn)階層級劃分

郭玉云教授通過對學(xué)習(xí)進(jìn)階的深入研究，得到一種更加符合學(xué)習(xí)者物理認(rèn)知水平發(fā)展的層級模型，包含經(jīng)驗(yàn)、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合五個層級.通過對安培力的相關(guān)教學(xué)目標(biāo)的分析，劃分安培力學(xué)習(xí)過程的進(jìn)階層級.鑒于任務(wù)驅(qū)動教學(xué)中“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的特性，經(jīng)驗(yàn)和映射兩個層級將作為教師主導(dǎo)部分，在教師的教學(xué)和演示中完成.關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)和整合三個層級作為學(xué)生主體部分，學(xué)生以合作小組的形式完成任務(wù).最后添加教師和學(xué)生共同討論完成的評析環(huán)節(jié)，總結(jié)評價(jià)學(xué)習(xí)過程中的得失，不斷改進(jìn)學(xué)習(xí)效果.

3.2.1 教師主體部分

（1）經(jīng)驗(yàn)層級：聯(lián)系生活，引入主題

核心任務(wù) 聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)引入新課主題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究欲望.

過程描述 課前學(xué)生搜集安培力相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例，教師在課堂上播放實(shí)例視頻引入課題，學(xué)生以小組的形式結(jié)合所搜集的資料討論對安培力的基本認(rèn)識.參考實(shí)例：播放航母電磁彈射器相關(guān)視頻，介紹我國第三艘航母“福建艦”搭載的最新現(xiàn)代化電磁彈射系統(tǒng).通過為磁場中的導(dǎo)線提供強(qiáng)電流來產(chǎn)生巨大安培力，艦載機(jī)在安培力的推動下實(shí)現(xiàn)短距離彈射起飛.該系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)電流大小實(shí)時(shí)控制安培力的大小也大大提高了艦載機(jī)彈射起飛的效率，延長了艦載機(jī)的使用壽命.學(xué)生觀看視頻后，將視頻中的實(shí)例與小組內(nèi)搜集的實(shí)例進(jìn)行對比和總結(jié)，認(rèn)識到磁場與電場之間的相互作用下產(chǎn)生了力，并且這個力的大小與電流和磁場直接相關(guān).

設(shè)計(jì)目的 經(jīng)驗(yàn)是物理現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中的直接表征，是與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的參考材料，通過列舉經(jīng)驗(yàn)實(shí)例以便于促進(jìn)學(xué)生將物理知識代入到生活情境中，從而有效促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立.通過列舉電磁彈射器的例子，將國家前沿科學(xué)技術(shù)與物理學(xué)習(xí)直接聯(lián)系，有利于喚醒學(xué)生愛國情懷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生后續(xù)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)熱情.

（2）映射層級：實(shí)驗(yàn)演示，構(gòu)建直觀概念

核心任務(wù) 通過實(shí)驗(yàn)演示和進(jìn)階實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛罱ǎ龑?dǎo)學(xué)生依據(jù)概念特征映射出安培力基本認(rèn)知模型，為后續(xù)進(jìn)階學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).

子任務(wù) 安培力演示實(shí)驗(yàn)

認(rèn)知建構(gòu)的第一步就是化具象為抽象，對復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)事物抽絲剝繭，取其核心和特質(zhì)構(gòu)建抽象模型，這個過程即為映射.為了實(shí)現(xiàn)這一過程，教師在課堂上進(jìn)行安培力的實(shí)驗(yàn)展示，演示帶電導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動情況.

進(jìn)階任務(wù) 情境創(chuàng)設(shè)與實(shí)驗(yàn)進(jìn)階

在安培力演示實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生僅能觀測到導(dǎo)體棒受到力的作用，卻不清楚力的大小與哪些因素相關(guān)，也沒有進(jìn)一步探究安培力與運(yùn)動學(xué)之間的聯(lián)系，但是高考考題中卻廣泛出現(xiàn)將安培力與運(yùn)動學(xué)緊密聯(lián)系的考題.為此，教師在原實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突A(chǔ)上進(jìn)行改造，模擬出真空管道超高速列車動力系統(tǒng)的簡化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停摿熊嚨膭恿ο到y(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置.將導(dǎo)體棒看做小車，當(dāng)導(dǎo)體棒中通入電流，所產(chǎn)生的安培力將驅(qū)動導(dǎo)體棒發(fā)生運(yùn)動.

設(shè)計(jì)目的 通過創(chuàng)設(shè)情境可以將生活實(shí)際與物理學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在情境中可以更直觀地了解物理概念的本質(zhì)和特征.

在實(shí)驗(yàn)搭建過程中，針對遇到的種種問題，組內(nèi)學(xué)生利用頭腦風(fēng)暴提出多個解決方案，再通過集體討論挑選出最合理且易于執(zhí)行的方案，可以切實(shí)鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并利用所學(xué)解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的主觀能動性.

3.2.2 學(xué)生主體探究部分

（1）關(guān)聯(lián)層級：定性分析，探尋關(guān)聯(lián)

核心任務(wù) 借助進(jìn)階實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄐ蕴骄堪才嗔Ψ较蚺c電流和磁場方向之間的關(guān)系.進(jìn)一步深化學(xué)生對安培力性質(zhì)的認(rèn)識，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和定性探究能力.通過調(diào)控電流和磁場方向使得導(dǎo)體棒可以按照任務(wù)要求的方向行駛.小組成員實(shí)際動手操作，不斷改變磁場和電流方向，探究不同組合方案下導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向，最終討論總結(jié)出安培力方向和電流、磁場方向之間的關(guān)系.

設(shè)計(jì)目的 映射是對物理概念模型的初步認(rèn)識，關(guān)聯(lián)就是通過猜想假設(shè)和實(shí)驗(yàn)論證，一步步探究概念相關(guān)的各個物理因素內(nèi)部的邏輯和聯(lián)系.在任務(wù)過程中，從發(fā)現(xiàn)安培力方向受到電流和磁場的影響，到進(jìn)一步的猜想假設(shè)和實(shí)驗(yàn)論證，學(xué)生體驗(yàn)了真實(shí)和完整的定_{czBPUIJbKJ7vj6d253ii66UUqeglmhmOpDGAZMEDZg8=}性探究過程，建立起了安培力方向的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，不僅加深了對安培力性質(zhì)的認(rèn)識，還潛移默化地鍛煉了動手操作和推理論證的能力.

（2）系統(tǒng)層級：定量探究，構(gòu)建系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

核心任務(wù) 借助進(jìn)階實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停刻骄堪才嗔Υ笮∨c電流和磁場大小之間的關(guān)系，聯(lián)系公式制作安培力系統(tǒng)調(diào)節(jié)方案，使得導(dǎo)體棒可以按照任務(wù)要求的速度行駛.

過程描述 學(xué)生在教師指導(dǎo)下借助進(jìn)階實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵蕴骄堪才嗔Φ拇笮∠嚓P(guān)參數(shù).對上一個實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行升級改造，通過串聯(lián)滑動變阻器來改變導(dǎo)體棒中通過的電流，觀察電流表示數(shù)獲得電路中實(shí)際電流大小，如圖1所示.在保證磁場強(qiáng)度不變的情況下，放置光電門來測量導(dǎo)體棒運(yùn)行過程中的加速度，進(jìn)一步探究導(dǎo)體棒所受外力與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系.

設(shè)計(jì)目的 在關(guān)聯(lián)層級的定性探究基礎(chǔ)上，通過定量分析深入探究各個物理量之間的數(shù)量關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)改造過程中，學(xué)生有機(jī)會充分鞏固和利用已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各部分知識間的聯(lián)系和共性規(guī)律，獨(dú)立動手操作的經(jīng)歷可以在很大程度上加深學(xué)生對相關(guān)公式的記憶和應(yīng)用.

（3）跨單元整合，綜合解決實(shí)際問題

核心任務(wù) 整合電學(xué)、磁學(xué)和運(yùn)動學(xué)相關(guān)知識，通過調(diào)整減速區(qū)設(shè)計(jì)穩(wěn)定啟停的小車模型，從而提高學(xué)生歸納整合的能力和解決綜合實(shí)際問題的能力.

過程描述 進(jìn)一步進(jìn)階實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在導(dǎo)軌末端設(shè)置減速區(qū)，減速區(qū)內(nèi)放置磁極相反的磁鐵塊，小車通過時(shí)會因受到反方向的安培力而自然減速.在保證電路電流不變的情況下，要求學(xué)生通過調(diào)控導(dǎo)軌末端的反向磁場區(qū)域的大小來保證列車最終能平穩(wěn)停車.在任務(wù)過程中，教師預(yù)先設(shè)定任務(wù)要求的電路電流和提供每塊磁鐵能產(chǎn)生的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度，學(xué)生將相關(guān)參數(shù)代入計(jì)算公式中求出減速區(qū)所需的磁鐵塊數(shù)量，再在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭羞M(jìn)一步驗(yàn)證.

設(shè)計(jì)目的 在完成關(guān)聯(lián)和系統(tǒng)層級的學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生對安培力的性質(zhì)和影響因素已經(jīng)有了比較完善和系統(tǒng)的認(rèn)識.在此基礎(chǔ)上，新的學(xué)習(xí)任務(wù)將電學(xué)、磁學(xué)與運(yùn)動學(xué)緊密聯(lián)系起來，驅(qū)動學(xué)生在完成任務(wù)的過程中對多單元物理知識進(jìn)行整合與實(shí)際運(yùn)用，有利于切實(shí)提高學(xué)生歸納整合的能力和解決綜合性實(shí)際問題的能力.

3.3 評析環(huán)節(jié)

對于學(xué)生而言，進(jìn)階學(xué)習(xí)后的及時(shí)自評、互評可以有效地幫助其發(fā)現(xiàn)自身不足，依據(jù)自身不足及時(shí)提高相關(guān)認(rèn)知能力和實(shí)踐水平.教師適時(shí)獎勵性評價(jià)也能切實(shí)提高學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中的積極性.于教師而言，深入了解學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)成效有助于總結(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中的問題和教學(xué)引導(dǎo)的缺失，不斷提高自身的學(xué)情分析能力和教育教學(xué)水平.所以，教學(xué)最后各合作小組要匯報(bào)任務(wù)情況并且相互討論和借鑒.教師作為總結(jié)者對學(xué)生的匯報(bào)結(jié)果加以匯整，發(fā)掘重點(diǎn)難點(diǎn)，為后續(xù)教學(xué)提供有價(jià)值的參考和建議.

4 結(jié)語

本文通過對“安培力”教學(xué)案例的設(shè)計(jì)和研究，總結(jié)出基于學(xué)習(xí)進(jìn)階層級模型的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)流程，詳見圖2.同時(shí)，為基于學(xué)習(xí)進(jìn)階層級模型的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計(jì)提供以下建議：聯(lián)系常見考點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)階任務(wù)，提高學(xué)習(xí)任務(wù)的實(shí)用性；依據(jù)學(xué)生學(xué)情和課標(biāo)設(shè)計(jì)進(jìn)階任務(wù)，提高學(xué)習(xí)任務(wù)的適用性；任務(wù)設(shè)計(jì)盡量與現(xiàn)實(shí)接軌，保證任務(wù)驅(qū)動教學(xué)具有足夠的真實(shí)性和趣味性.

參考文獻(xiàn)：

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