基于任務驅動法的初中物理學習任務結構化設計研究

作者簡介：馬小紅（1984—），女，貴州省黔西市第五中學。

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（下文簡稱“義教新課標”）強調以核心素養為導向，增強課程的綜合性和實踐性，明確要求教師注重引導學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養科學探究能力和創新意識。任務驅動教學法要求教師依據課程要求設計富有挑戰性的學習任務，喚起學生內在的學習動力，幫助學生在完成任務的過程中掌握知識、提升學科核心素養[1]。在初中物理教學中應用任務驅動教學法，意味著要將傳統的“概念一公式一習題”線性結構課堂，轉化為整合物理情境、物理問題、探究活動和實驗操作等學習要素的多維結構課堂，并進行物理學習任務的結構化設計。

一、物理學習任務結構化設計的內在邏輯

義教新課標強調設計合適的教學情境與學習任務，引導學生主動參與物理實踐活動。這里提到的“合適的學習任務”，本質上是指設計具備結構化特性的物理學習任務。而物理學習任務的結構化設計能夠驅動物理實踐活動實現系統化轉變[2]。具體而言，高質量物理學習任務的設計要遵循學科本質邏輯、認知建構邏輯與生活實踐邏輯三個內在邏輯。

（一）把握學科本質邏輯，明確物理基本結構

物理學科構建了嚴謹而完備的概念體系與理論框架。其中，學科理論框架由四個核心要素構成，即物理概念、物理規律、物理方法和物理思維。這些要素之間存在著緊密的內在關聯性。在教材編排中，這一宏觀的學科理論框架通過具體的物理核心概念得以微觀化呈現。基于這一特點，教師在進行學習任務設計時，應當以義教新課標為指導，結合教材內容，系統梳理和明確各教學單元所涵蓋的物理學關鍵概念，以確保教學活動與學科本質特征的有機統一。

以人教版物理八年級下冊第八章“運動和力”的教學為例。該章節以“運動與力的關系”為核心學習主題，教材內容涵蓋“牛頓第一定律”“二力平衡”“摩擦力”以及“同一直線上二力的合成”幾大理論模塊，并設置“阻力對物體運動的影響”“探究二力平衡的條件”“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”等實驗探究活動。通過對義教新課標要求與教材內容的綜合分析，本章節關鍵概念可歸納為四個核心要素：力（力的定義、作用效果）；運動狀態（運動狀態變化的標志）；力的合成（合力的等效替代性、同一直線合力計算）；平衡力（二力平衡條件及其與運動狀態的關系）。這些核心概念體系為章節教學提供了堅實的理論支撐。學生深入理解這些關鍵概念及其內在關聯，有助于把握本章節所反映的微觀物理結構，進而掌握章節學習任務設計的學科邏輯主線一—探究物體運動狀態變化與所受外力之間的內在規律。

綜上，教師要把握學科的本質邏輯，從學科的角度出發，聯系章節的主概念、主目標，進行物理學習任務的結構化設計，真正讓物理教學發揮出核心素養培養的育人價值。

（二）整合認知建構邏輯，構建物理核心問題

物理學習本質上是一個認知建構的動態過程。教師應充分考量初中生的認知發展特征與思維水平，對物理概念、物理規律、物理方法和物理思維等核心要素進行符合學生最近發展區的教學處理，以促進學生對物理知識的深度理解與有效內化。

以前述第八章的教學為例，教師可構建以下核心問題：（1）如何通過實驗觀察建構“力改變物體運動狀態”的概念認知？（2）如何區分力的不同作用效果并建立力與運動狀態變化的科學關聯？（3）如何通過實驗探究歸納二力平衡的條件？（4）如何理解力的概念并將其遷移至實際問題解決？（5）如何將力與運動狀態變化的關系應用于日常生活情境？

上述問題序列涵蓋實驗探究方法、概念形成機制、規律發現路徑以及物理認知過程中的知識應用轉化等多個維度。其本質在于將教材章節所蘊含的物理基本結構進行具象化闡釋，為物理學習任務設計提供基于學生認知建構邏輯的理論切入點。

（三）融入生活實踐邏輯，構建物理學習情境

物理學作為探索自然界基本規律的基礎學科，其教學內容與學生的日常生活存在一定的內在關聯性。在設計物理學習任務時，教師要從學生既有的生活經驗出發，對物理學科的基本概念進行結構化轉化，將物理學方法論和物理思維模式有機融入與學生生活經驗相關的真實情境之中，從而增強物理學習與現實生活、社會實踐之間的關聯。

以前述五個核心問題為例，教師在將其轉變為學習任務時，可從物理現象、實驗設計等方面與生活實際建立聯系。比如，問題（1）可以從生活中物體受力運動的實例入手，通過簡易實驗引導學生探究力與運動狀態變化的關系；問題（4）可以結合二力平衡在建筑結構、交通工具等領域的應用，引導學生運用二力平衡原理解決生活實際問題；等等。

二、物理學習任務結構化設計的基本路徑

從內在機制審視，物理學習任務的結構化設計涵蓋了三個核心維度：學習內容的知識結構化、學習情境的場域結構化以及學生學習經驗的認知結構化。教師應當將三種內在機制進行系統整合，使其形成協同效應，并將其與物理學習任務設計有機結合，進而構建將學科本質、認知規律與生活實踐融于一體的綜合性物理學習邏輯體系[3]。下面以人教版八年級下冊第八章“運動和力”為例展開說明。

（一）提煉指向物理基本問題的學習任務

任務驅動教學法以問題解決為核心學習導向，其中的“問題”是指根植于物理學科基本結構、能夠引導學生深度探究的物理基本問題[4]。所謂基本，包含了三重內涵：其一，本質性，即問題需作為驅動知識建構的核心線索，貫穿物理學習的全過程；其二，根基性，即問題需反映物理學科的本質屬性，體現學科領域的核心特征；其三，必要性，即問題需成為學生理解物理基本結構的關鍵支點。物理基本問題與物理大概念具有內在一致性，即同樣具備中心性（學科核心）、聯結性（知識整合）、遷移性（應用拓展）等典型特征。以物理基本問題為依據設計學習任務，既有助于教師深入挖掘物理現象的教學價值，也能引導學生在解決問題的過程中逐步提升科學探究能力與物理思維水平。

以“運動和力”為例。該單元包含“力”“運動狀態”“力的作用效果”“二力平衡”等關鍵概念，其中，“力與運動狀態的關系”作為核心概念貫穿全章，是聯結各關鍵概念的核心紐帶。基于此，該章節的物理基本問題可提煉為“力如何影響物體的運動狀態”；相應地，學習主題需與這一基本問題相呼應，確定為“探究力與運動的關系”及“理解力的作用效果”。

（二）設計序列化與進階性學習任務

在明確章節學習主題與物理基本問題后，教師需精心設計學習任務，引導學生圍繞特定主題，開展以問題解決為導向的物理實踐活動。具體來說，教師需以學科本質邏輯（知識結構）、認知建構邏輯（學生認知發展規律）、生活實踐邏輯（現實聯結）為依據，將學習目標與基本物理問題有機整合，凸顯任務的序列化關聯與進階性特征。

根據“運動和力”的章節編排特點及學習要求，章節學習目標可設定為：（1）通過完成“阻力對物體運動的影響”的實驗探究，理解牛頓第一定律的建立過程，掌握慣性的概念并能進行簡單應用；（2）通過完成“探究二力平衡的條件”的實驗探究，歸納平衡狀態的受力規律，能分析靜止或勻速直線運動物體的受力情況；（3）通過完成“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗探究，掌握摩擦力的測量方法并進行實際應用；（4）通過完成“研究同一直線上二力的合成”的實驗探究，理解合力與分力的等效替代思想，能計算同一直線上二力的合力。

圍繞章節學習目標，教師可設計如下四個序列化學習任務。

任務一：探究阻力對物體運動的影響。完成教材中的“阻力對物體運動的影響”實驗（小車從斜面同一高度滑下，在毛巾、木板、玻璃表面滑行），觀察并記錄小車的滑行距離；通過阻力越小，滑行越遠的現象推理出“若不受阻力，物體將保持勻速直線運動”的規律，進而歸納牛頓第一定律；結合急剎車人前傾、拍打灰塵等實例，分析慣性表現，得出“慣性是物體固有屬性”的結論。

任務二：探究二力平衡的條件。完成教材中的“探究二力平衡的條件”實驗（水平小車兩端掛等重鉤碼，改變力的大小、方向、作用點），觀察并記錄小車的狀態，歸納二力平衡條件；結合懸掛電燈、汽車勻速行駛等實例，用平衡條件分析拉力與重力、牽引力與阻力的關系。

任務三：探究影響滑動摩擦力大小的因素。完成教材中的“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”實驗，利用二力平衡原理測量摩擦力；分析數據，得出“摩擦力與壓力、粗糙程度有關”的結論；結合“鞋底花紋”“加潤滑油”等場景，設計增大或減小摩擦的方案。

任務四：探究同一直線上二力的合成。完成教材中的“研究同一直線上二力的合成”實驗，理解合力與分力的等效性；推導“同向合力 Ψ=Ψ 二力之和，反向合力=二力之差”的規則；根據兩人推車、反向拉車等實例，計算合力并判斷物體運動趨勢。

這三個學習任務沿著“探究力與運動狀態的關系一發現力的條件一應用力學知識解決實際問題”的思路有序展開，圍繞“力如何影響物體的運動狀態”的主題，構建了一個互動性、體驗性強的任務情境，能夠幫助學生實現學科核心素養的階梯式提升。

（三）組織與學習任務對應的多樣化物理探究活動

物理教學的多維建構需要以學習主題為統領，以學習任務為驅動，以探究活動為路徑，系統整合情境創設、方法指導、資源支持和評價反饋等核心要素。在確定學習主題與學習任務的基礎上，教師需要將學習任務進一步細化為具體的探究活動，確保學習任務具有可操作性以及實踐層面的結構化特征。

以前述“任務二：探究二力平衡的條件”為例，該任務可細化為三個探究活動。探究活動1：探究二力平衡的條件（實驗操作）。提供小車、鉤碼、細線、定滑輪等器材，學生需進行以下操作：（1）在小車兩端掛等重鉤碼，觀察小車是否靜止；（2）一端加鉤碼，觀察小車是否運動；（3）改變一側鉤碼方向，觀察小車狀態；（4）將其中一個力作用在另一物體上，觀察小車狀態。學生需記錄實驗現象并填寫表格，歸納二力平衡的條件。

探究活動2：繪制思維導圖梳理與分析實例（知識結構化）。組織學生利用思維導圖梳理二力平衡的核心要素（條件、適用場景、與非平衡力的區別），結合懸掛靜止的電燈、勻速直線行駛的汽車等生活實例，分析物體受力是否滿足平衡條件；通過對比推桌子未推動與推桌子加速運動的情境，深化對“平衡狀態對應受力平衡”的理解。

探究活動3：設計簡易平衡裝置（實踐遷移）。提供吸管、回形針、硬紙板等材料，要求學生設計一個簡易平衡玩具，需滿足二力平衡條件；展示作品時說明設計原理，并嘗試改變一側重量，總結平衡變化。

上述探究活動基于物理現象觀察、實驗設計操作和應用拓展等視角，構建了多樣化的物理探究情境，同時結合了科學實驗方法、數據記錄與分析方法、模型構建方法以及物理規律等的實踐應用。學生通過完成探究活動，能夠收獲數據記錄表、實驗報告、思維導圖、平衡結構模型等學習成果。這些學習成果以及現場演示、討論和分享的實際表現，均為教師展開反饋指導和對學生進行過程性評價提供了重要依據。

結語

總的來說，物理學習任務的結構化設計以核心素養為導向，以學科核心概念為統領，強調學科本質邏輯、認知建構規律與生活實踐邏輯的統一，通過系統化的學習任務與情境設計，促進學生主動建構知識體系，協同發展科學思維、探究能力和科學態度，實現物理核心素養的階梯式提升，為物理核心素養的培養提供了有效路徑。

【參考文獻】

[1」唐和生，李度，廖洋洋，等．基于物理驅動深度學習的結構形狀優化設計[J.湖南大學學報（自然科學版），2024，51（11）：33-42.

[2」萬銀潔，蔣惠琴.結構化的單元學習任務設計［J].江蘇教育，2019（30）：16-19.

[3]童文昭，王后雄.促進知識結構化的循證教學：設計與實施［J].現代遠程教育研究，2024，36（1）：54-62，72.

[4］許三龍．“問題導學，任務驅動”在初中物理課堂中的實踐路徑［J].天津教育，2025（3）：120-122.