設(shè)計典型任務(wù) 培養(yǎng)探究能力
——以“聲現(xiàn)象”教學(xué)為例

(江蘇省常熟實驗中學(xué)，江蘇 常熟 215500)

1 典型任務(wù)簡介

典型任務(wù)是指：在科學(xué)課堂的探究任務(wù)中要包含著學(xué)生必須掌握的核心知識，要蘊含著科學(xué)方法，在任務(wù)中要設(shè)計一些有梯度的問題情境，著力培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

1.1 典型任務(wù)中包含著核心知識

加涅指出：“當(dāng)情境以及記憶內(nèi)容影響學(xué)習(xí)者，以致他的動作從他進(jìn)入這種情境之前到他進(jìn)入這種情境之后發(fā)生變化時，便產(chǎn)生了學(xué)習(xí)活動，這種動作的變化就導(dǎo)致學(xué)習(xí)的發(fā)生。”在實驗前后，學(xué)生有了體悟，思維發(fā)生了轉(zhuǎn)變，老師也完成了課堂任務(wù)，就是一堂有效率的課。典型任務(wù)中要包含核心知識，核心知識一旦確定，教師必須確保其在教學(xué)中凸顯出來并加以關(guān)注，確保學(xué)生在“走出情境后”，有知識的正確建構(gòu)。

1.2 典型任務(wù)中蘊藏著科學(xué)研究方法

科學(xué)素養(yǎng)由科學(xué)知識、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識和科學(xué)品質(zhì)等要素構(gòu)成。其中科學(xué)方法是學(xué)生獲取知識的手段，學(xué)生只有掌握了科學(xué)方法，才能更深入地理解和牢固掌握科學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效率。轉(zhuǎn)換法、控制變量法、類比法等都是物理研究中的常用方法，在教學(xué)中幫助學(xué)生運用不同的方法，可使探究過程更科學(xué)，結(jié)論更加具有普遍性。

1.3 把發(fā)現(xiàn)的機會讓給學(xué)生

物理是一門研究自然的學(xué)科，把發(fā)現(xiàn)的機會讓給學(xué)生，鼓勵其勇于探索世界，幫助其發(fā)展物理思維。發(fā)現(xiàn)問題是思維活動中最重要的環(huán)節(jié)，沒有問題的思考是膚淺的、被動的。要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的意識和能力，關(guān)鍵是創(chuàng)設(shè)有效的情境。

2 設(shè)計典型任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

2.1 創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的情境

典型任務(wù)一：探究聲音的產(chǎn)生和傳播

將發(fā)聲的音叉觸及面頰，有什么感覺？學(xué)生可感受到面頰麻麻的。可引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：聲音是由振動產(chǎn)生的。讓每位學(xué)生通過各種感官直接參與到實驗中，對生活中常見的器材更加感興趣。

筆者在書本實驗的基礎(chǔ)上加入了兩個實驗：一是敲非洲鼓，鼓聲有節(jié)奏感，悅耳動聽，學(xué)生都聽到了聲音。提問：怎么證明鼓面在振動呢？學(xué)生討論后認(rèn)為，每個人用手來觸摸太費時，由經(jīng)典詩詞“大珠小珠落玉盤”，學(xué)生想到可在鼓面上放一些輕小物體，如小紙屑、泡沫小球等，將振動的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換放大成可見的輕小物體的彈起，實驗現(xiàn)象清晰可見。這樣，不僅鞏固了知識點，為接下來學(xué)習(xí)樂音的響度作了鋪墊。二是蒙上參與“土電話實驗”的兩位同學(xué)的眼睛，在學(xué)生自己嘗試時，會出現(xiàn)兩種情況：(1)繃緊細(xì)線，聽到對方聲音；(2)細(xì)線松弛，聽不到或聽不清對方聲音。在成功獲得繃緊的細(xì)線能傳播聲音的知識后，再請一名同學(xué)悄悄捏住細(xì)線，則會出現(xiàn)振動停止，也聽不到聲音的現(xiàn)象。

2.2 讓學(xué)生在研究中學(xué)會探究實驗設(shè)計

在物理教學(xué)中，任何一個模型都是由各種變量構(gòu)成的，當(dāng)分析這些模型時，可以選擇研究其中一個變量對另一些變量的影響。

典型任務(wù)二：探究影響聲音強弱的因素

敲鼓時，要使鼓聲更響，你會怎樣做？在此之前，學(xué)生對“更響”的理解并不一定準(zhǔn)確，教師先示范輕聲說和用力喊，讓全體學(xué)生體會到聲音的大小即響度。如何改變鼓聲的響度呢？同學(xué)們可在自己課桌上先行實驗，再請學(xué)生上臺演示。

設(shè)計實驗的過程中，最重要也是最困難的就是設(shè)計表格，研究自變量和因變量的關(guān)系，通過和學(xué)生一起討論，設(shè)計了表1，層層遞進(jìn)，也為學(xué)生將來學(xué)習(xí)復(fù)雜的實驗打下基礎(chǔ)。

表1

學(xué)生討論得出結(jié)論：力的大小是影響響度的原因，力是自變量，響度是因變量。教師提問：力真的是影響響度的根本原因嗎？聲音是由振動產(chǎn)生的，改變力能改變振動的什么呢？重新設(shè)計實驗并完善之(如表2)。

表2

原來振動的幅度才是影響響度的原因。學(xué)生將上述實驗中的現(xiàn)象放大，將鼓面振動的幅度轉(zhuǎn)換成輕小物體被彈起的高度，加深了對轉(zhuǎn)換法的認(rèn)識。

2.3 讓學(xué)生在探究中學(xué)會方法

典型任務(wù)三：聲音不能在真空中傳播

圖1

將正在發(fā)聲的手機懸吊在廣口瓶內(nèi)，再抽出瓶內(nèi)的空氣(如圖1)，聲音有何變化？

學(xué)生自行分析實驗，要注意運用控制變量法，所以要使手機發(fā)出同一強度和音調(diào)的聲音，隨著不斷抽氣，瓶內(nèi)的空氣越來越少，聽到的鈴聲越來越小。

提問：聲音可以在真空中傳播嗎？不能！老師需要講解清楚，鈴聲小是因為空氣變少了，聲音變得“難”傳播，而抽氣機是無法真正實現(xiàn)將廣口瓶內(nèi)氣體完全抽出，所以我們需要在實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理，若空氣完全抽出，即處于真空狀態(tài)，那聲音將不能傳播。這種研究方法叫實驗加推理的方法，早前伽利略也用這種方法推翻了亞里士多德的理論，為牛頓第一定律的建立奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

在典型任務(wù)的設(shè)計中，密切聯(lián)系學(xué)生的生活，教學(xué)情境貼近現(xiàn)實，這樣的課堂有利于學(xué)生利用現(xiàn)有知識去解決生活中的問題，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，還能讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，學(xué)會科學(xué)研究方法，提升他們的科學(xué)探究能力。