初中科學課程任務型教學模式的探索與實踐
——以“流體壓強與流速的關系”教學為例

郭 艷

(湖州市第五中學仁皇山校區，浙江 湖州 313000)

0 引 言

目前，任務型教學模式越來越受到一線教學研究人員的關注[1]，它改變了傳統課堂教學以教師為中心的形式，突出了學生在教學活動中的地位.教師更多地承擔了課堂教學引導者、交流活動促進者的角色.任務型教學模式是教師根據學生已有的知識設計具體的任務活動，學生在教師指導下完成序列化任務[2].在完成任務的過程中，學生對學習活動有了全新的認知及體驗，對完成任務的方法也有了更深的理解，更易實現學習遷移.在教學實踐中，教師通常將學生分為幾個小組，讓他們合作完成任務活動，這樣更有利于促進學生的知識學習與能力培養的融合，也有利于提升學生學習的自主性[3].

任務型教學模式已在初中英語[4]、語文[5]、思想政治[3]等課程教學中廣泛應用，且體現了良好的教學效果.但目前的研究很少涉及任務型教學模式在初中科學課堂教學中的應用.而初中科學課程以提高學生科學素養為宗旨，更注重對科學本質的探索，因此更適合采用任務型教學模式.本文結合“流體壓強與流速的關系”的教學案例，基于任務型教學模式，融合教學內容涉及的生活場景設計教學過程與實施步驟，以進一步提升教學效果.

1 教學模式

任務型教學模式在初中科學課程教學中運用時，任務設計要符合任務挑戰性原則、任務連貫性原則、動機激發性原則、設計聚焦性原則和理解深度性原則，即任務設置應合適、有趣、富有挑戰性，從課前、課中到課后的每一步任務設計都應連貫緊密.教學是一個復雜過程，教師應以一種開放的、多元的、非線性觀念對教學過程進行整體把握[6]，教學設計應不斷激發和維持學生的學習動機，使其善于有效地在變式的、關鍵的、聯系實際的和新穎的情境中運用知識.初中科學課程的任務型教學模式如圖1所示.這樣的課堂教學采用“任務中心”教學模式，與傳統的“知識中心”或“主題中心”相背，摒棄了課堂圍繞教學主題或知識的方式加以施教的弊端.教師的教和學生的學都是圍繞如何完成某項具體任務展開的.該教學模式要求教師的教學思路清晰，教學過程條理分明；要求學生明確學科學習目標，熟練掌握所學內容，善于發現問題、分析問題和解決問題.

圖1 初中科學課程的任務型教學模式Fig.1 Task based teaching mode of science course in junior middle school

2 教學實踐

“流體壓強與流速的關系”是初中科學課程的典型教學案例，選自浙教版八年級上冊《科學》第二章第三節，屬于物質科學領域.本文以此為例闡述任務型教學模式的應用.

2.1 教學設計

根據《初中科學課程標準》，“流體壓強與流速的關系”的教學要求是學生能夠理解流體壓強與流速的定性關系，并簡單解釋有關現象.具體目標可分為三個層面：一是在科學探究方面應達到以下目標：①通過探究流體壓強和流速的關系，學會依據實驗現象作出假設，如依據向兩張紙條中央吹氣后產生的現象猜想氣體壓強與流速的關系；②通過探究提升觀察技能，如用一根玻璃管向另一根斜插在燒杯中玻璃管吹氣，觀察產生的現象，進一步理解流體壓強與流速的關系.二是在知識與技能方面具有以下要求：①能說出流體壓強與流速的定性關系，并會運用這一關系解釋生活中的各種現象；②了解飛機升力產生的原因.三是通過本次實驗引導學生體會合作學習的樂趣，讓學生學會溝通，并提升其情感、態度、價值觀等；通過學習流體壓強與流速的關系在生活中的應用(如伯努利原理在飛機飛行等生活中的應用)和防范(如地鐵前的安全黃線)，懂得科學在給生活帶來便利的同時也存在隱患.

整節課的中心任務是探究流體壓強和流速之間的定性關系，并可分為兩個環節：尋找流體壓強與流速關系的證據；發現兩者之間的定量關系.這兩個環節應穿插在教學過程中.這部分的內容主要通過探究活動描述流體壓強與流速的關系及其在生活中的應用.這既是液體的壓強、大氣壓強等知識的延伸拓展，又是后續學習大氣壓與人類生活關系的基礎，體現了教材編排的延續性和邏輯性.同時，教材與實際生活聯系緊密，既呈現了較多的實驗活動，又有利于提高學生的學習興趣.因此，在教學引入階段，教師應采用學生較熟悉的高鐵站和較簡單的噴霧器兩個例子；為逐漸強化學生對流體壓強與流速關系的理解，可設計3項教學任務，即探究氣體壓強與流速的關系、探究液體壓強與流速的關系、定量分析流體壓強與流速的關系，使學生從定性、定量兩個層面加深理解；通過分析機翼工作原理，強化學生對流體壓強與流速關系的理解，訓練學生利用理論思維分析和解決問題.教學流程設計如圖2所示.在該教學流程中，3項任務的探究是教學的核心環節.整個教學過程從生活場景入手，由定性理解到定量分析與理解，總結規律后再通過對實際應用問題的分析加以強化，這樣的教學方法符合學生的一般認識規律，也符合科學探究的規律，有助于提升學生的綜合科學素養.

圖2 教學流程設計Fig.2 Teaching procedures design

2.2 教學過程

2.2.1 導入新課，介紹概念

采用任務型教學模式要讓學生理解任務并認同該項任務的合理性，教師可通過一些熟悉的生活場景來引入，播放兩個實驗視頻：①在高鐵站做的實驗視頻：用相同的兩個塑料模特(一個站在安全黃線內，一個站在安全黃線外)，當高鐵高速駛過時，觀察兩個塑料模特出現的現象；②用玻璃杯、吸管制作的神奇吸管簡易噴霧器的視頻.

引導學生針對這些現象積極討論、發言.教師再根據學生的回答進行總結與引導.如拋出問題串：兩個情境中是否存在某種聯系？它們是否包含著相同的物理規律？以簡易噴霧器實驗現象為例，水為什么會從吸管中噴出……總結后引入新課：這種現象與我們今天所學的內容——流體壓強與流速的關系有關.

介紹流體概念.教師可以杯子中冰融化成水的現象為例，設計相應的問題，引導學生總結流體的特性：雖然質量保持不變，但冰塊融化后水的形狀卻發生了改變；由于水會流動，它的形狀變得與玻璃杯一樣，形成了一個確定的、平整的上表面.當學生認識到水是一種流體后，教師再引導學生進一步思考：如果將這些水煮沸，使水變為水蒸氣(一般會呈現為氣液二態同時存在的蒸汽形式)，那么從玻璃杯中逸出的蒸汽將四處流動并充斥于整個房間.這種氣態物質沒有確定的表面，因而也是一種流體.最后總結：像液體與氣體這樣可以流動且沒有固定形狀的物質稱為流體.

2.2.2 布置任務，引發討論

教師回顧氣體壓強和液體壓強方面的內容，并提問：氣體和液體壓強產生的原因是什么？然后根據學生的回答進行總結：氣體和液體內部的壓強是由于其受到重力作用，同時又具有流動性產生的；最后引導學生思考：氣體和液體流動的快慢對氣體和液體壓強是否有影響？接下來布置任務：

任務一：探究氣體壓強與流速的關系.

為完成該任務，教師可設計兩項活動：一是將兩張紙豎直平行放置，然后向兩張紙的中間吹氣，觀察并記錄實驗現象；二是將乒乓球置于漏斗下方，然后從漏斗口用力吹氣再放手，觀察并記錄實驗現象.教師可先做演示，然后由學生獨立完成.之后教師選取其中的一個例子進行分析.如向兩張紙的中間吹氣，紙片靠攏實驗，引導學生思考兩張紙靠攏的原因.教師提問學生：紙片能夠靠攏是否是因為受到力的作用？根據學生的回答教師進一步提問：如果受到力的作用，同學們能不能夠對其進行受力分析，嘗試說說紙片靠攏的根本原因？學生受力分析完成后，教師引導學生用科學、完整的語言進行表述.教師再次提問：知道了因兩張紙片內部和外部之間存在壓力差而導致紙片靠攏，那么是什么原因導致紙片內外的壓力差？根據學生的回答引出是因為吹氣使得兩張紙中間的氣體流速增大，導致紙片之間的氣體壓強減小，且小于外部壓強，在受力面積相同的情況下兩張紙片內部受到的壓力小于外界大氣壓力，從而導致紙片靠攏.其原理如
圖3 所示.

圖3 紙片靠攏實驗原理Fig.3 The principle of paper drawing experiment

最終得出結論：氣體流動較快時，壓強變小.為加深學生對這一規律的理解，教師可繼續讓學生以小組為單位進行討論.實驗沒成功的學生也可繼續實驗，同時思考為什么這樣做可以實現實驗目的，并由小組代表作解釋.最后由教師予以總結、補充.

任務二：探究液體壓強與流速的關系.

同為流體的液體是否也存在這種規律？教師可設計兩項活動：一是將穿有大頭針的兩個泡沫塊放于水中，然后用注射器向兩個泡沫塊中間噴水，觀察泡沫塊的運動情況；二是用玩具水槍垂直于水平面噴射水流，取一個乒乓球置于上方數厘米的水流中，觀察乒乓球能否浮起.學生分組進行實驗，每組代表敘述觀察到的現象并進行解釋.教師根據學生的回答總結：液體流動較快時，壓強變小.最后綜合氣體與液體的實驗，得出結論：流體流動較快時，壓強變小.

任務三：用傳感器演示流體壓強與流速的關系.

以上任務僅得出了壓強與流速的定性關系.為更直觀地演示流體壓強與流速的定量關系，教師可設計一個拓展性實驗：將3根粗細不同的管子連接在一起，再與傳感器相連，在分別通入空氣和水時，用傳感器研究氣體和液體壓強與流速的關系.其目的在于利用傳感器采集壓強數據，通過讓學生觀察壓強與流速的聯系圖像，使學生從定量角度更好地理解兩者的關系.

2.2.3 演示模型，拓展提升

上述任務完成后，教師可結合一些應用進一步講解，以加深學生對概念的理解.以飛機的機翼工作原理為例討論：大家知道飛機的機翼是什么形狀嗎？同時拿出幾種形狀的機翼模型，讓學生辨一辨哪種應該是機翼的形狀.為驗證學生的結論，教師可設計以下實驗：把機翼模型串在吸管上，用電吹風模擬氣流，觀察哪種模型能上升.當學生觀察到只有流線型的機翼模型才能上升后，教師先引導學生從流體壓強與流速關系的角度進行思考，然后結合原理圖進行講解.機翼工作原理如圖4所示.在講解過程中教師要讓學生知道飛機上升的復雜性，且目前實驗所呈現出來的規律只是飛機上升的部分原理.

圖4 飛機機翼模型實驗原理Fig.4 Experimental principle of aircraft wing model

2.2.4 總 結

當學生順利完成上述任務后，教師可讓學生回顧課堂開始時觀看高鐵站視頻，思考為什么乘客必須站在安全線以外候車，使學生從其規律的應用與防范等角度思考問題、理解原理、解釋現象.

2.3 教學反思

在“流體壓強與流速的關系”教學中，教師以高鐵站前的安全黃線和簡易噴霧器為例，通過模擬實驗視頻展現神奇的實驗現象，激發學生的學習興趣，探究流體壓強與流速的關系.在確立中心任務后，教師設計一系列任務環節，各環節緊緊相扣.在教學過程中，教師引導學生主動思考，分析現象，總結規律，并用其解釋新的現象，這對提升學生的綜合探究能力具有較大的意義.但教師還應注意以下幾點：一是在介紹任務、拋出問題中，要引導學生積極思考、主動探究；二是要做好提示、引而不發，引導學生主動表達思想；三是要從學生回答中提煉文字,做好總結，鼓勵學生根據自己的思路得出結論.科學課程中的許多知識點都可通過任務型教學模式進行設計.因此，教師要主動進行設計，積極開展教學實踐.

3 結 語

任務型教學模式以學生綜合素質養成為中心，其在學習任務、激活舊知、示證新知、應用新知和融會貫通中均有所體現.這種教學模式的應用也是一個理論與實踐相結合的過程.通過該模式在初中科學課程“流體壓強與流速的關系”教學中的應用發現：學生在科學的探究過程、知識技能、結果分析等方面都有了不同程度的提高；學生一改往日認為科學課無聊、乏味的觀念，變得逐漸喜歡科學課.學生從開始不熱衷參加任務活動，到后來積極參與、大膽發言等，都體現了任務型教學模式的實效.但在初中科學課的其他教學內容中進一步推廣這種教學模式，依然存在一些需要提升的地方.比如:如何設計學生更感興趣的任務;如何構建層次化的任務訓練體系等，都需要不斷探索與實踐.