基于核心素養(yǎng)的高中物理深度學(xué)習(xí)的探討

摘 要：深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，它強調(diào)批判的理解、內(nèi)容的整合、知識的建構(gòu)、問題的解決、能力的提高和思維的發(fā)展等，這對于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，使學(xué)生形成自身發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力有著重要的作用。實際教學(xué)中，教師可通過轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、激發(fā)主動參與、聯(lián)系生活經(jīng)驗以及開展多元對話等來實現(xiàn)學(xué)生物理知識的深度學(xué)習(xí)，進而達成物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中物理；深度學(xué)習(xí)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）6-0073-3

《高中物理課程標準》提出培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，即要讓學(xué)生掌握基本的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等。而“深度學(xué)習(xí)”是一種基于理解的學(xué)習(xí)[1]。它是基于以往教學(xué)多注重符號知識的傳遞、表層化記憶和機械式訓(xùn)練的淺層學(xué)習(xí)而言的，并非加深知識的難度，而是強調(diào)批判的理解、內(nèi)容的整合、知識的建構(gòu)、問題的解決、能力的提高和思維的發(fā)展[2]。它倡導(dǎo)學(xué)生越過符號層面進入知識背后去獲取意義，主張在研究中學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生深入分析和思考，使學(xué)習(xí)成為一個探尋意義、獲得意義的過程?？梢?，深度學(xué)習(xí)對于學(xué)生核心素養(yǎng)目標的實現(xiàn)起著非常重要的作用。實際教學(xué)中，教師可通過轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、激發(fā)主動參與、聯(lián)系生活經(jīng)驗以及開展多元對話等方式實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，促進深度學(xué)習(xí)的信度

傳統(tǒng)教學(xué)中，教師對于學(xué)生知識獲得的評價主要是看學(xué)生能否考取高分等，致使教師的教學(xué)重點僅僅停留在知識的符號表征層面。有研究提出，知識是由符號表征、邏輯形式和意義三個不可分割的部分組成[3]，這與學(xué)科核心素養(yǎng)是密切相關(guān)的?？梢哉f，科學(xué)態(tài)度和責(zé)任與知識的意義層面是一致的。因此，物理教學(xué)中，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變觀念，正確認識知識獲得與核心素養(yǎng)培育的深層聯(lián)系，促進其知識意義的獲得。如機械波教學(xué)中，“人浪”體驗時，教師組織學(xué)生胳膊挽胳膊站成一排，學(xué)生甲充當(dāng)波源，他自己一人是主動蹲起，其他人必須是前面的人拽你胳膊蹲下你再蹲，拽你胳膊起立你再起，認真體會形成機械波的三個關(guān)鍵詞：帶動、重復(fù)、滯后。當(dāng)波源學(xué)生甲位于隊列端點時，觀察波的單向傳播；當(dāng)波源學(xué)生甲位于隊伍中間時，可以觀察到兩列波雙向?qū)ΨQ傳播。體驗完可以讓參與者交流看法，激活學(xué)生的經(jīng)驗，促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)，形成科學(xué)的物理觀念。在這種參與式的活動中，學(xué)生再次去體會繩波、水波的形成過程，從而對于機械波的概念和傳播特點也理解得更加透徹，促進了知識意義的獲得和物理觀念的形成。

2 聯(lián)系生活經(jīng)驗，培養(yǎng)深度學(xué)習(xí)的興趣

深度學(xué)習(xí)強調(diào)在知識意義挖掘的同時，應(yīng)為學(xué)生提供精神養(yǎng)料，使其學(xué)習(xí)成為快樂的生命歷程。物理教學(xué)中，教師可以從引入生活實例、創(chuàng)設(shè)趣味情境、展現(xiàn)思維過程等方面來誘發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)其主動參與知識學(xué)習(xí)。如一位老師講“重力勢能”優(yōu)質(zhì)課時，在教室前門的天花板上固定了一大塊灰色巖石，其實是泡沫塑料，學(xué)生和聽課老師一進門，都被頭頂?shù)膸r石嚇得往下蹲了一下，師生在一片“虛驚”之中開啟了學(xué)習(xí)之旅！又如，在學(xué)習(xí)了電動勢和內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系后，再輔以這樣一個比喻：在一個小島上，有一個面包師和另外4個人，他們能吃的只有面包師做的面包。面包師每天只能做1 m高的面包（面包師相當(dāng)于電源，1 m高的面包相當(dāng)于電動勢），每個人只能吃0.2 m高的面包，其中面包師消耗0.2 m高的面包（相當(dāng)于內(nèi)電壓），其他4個人（相當(dāng)于外電阻）消耗0.8 m高的面包（相當(dāng)于外電壓）。如果再來5個人，則面包師只能消耗0.1 m高的面包，其他9個人消耗0.9 m高的面包，即外電阻變化時，電動勢不變，內(nèi)、外電壓均變，但內(nèi)、外電壓之和不變。如此，聯(lián)系生活，類比思考，激發(fā)興趣，可有效促進學(xué)習(xí)的深度。

3 激發(fā)主動思考，拓寬深度學(xué)習(xí)的維度

深度學(xué)習(xí)要求在教授符號知識的同時，積極引導(dǎo)學(xué)生對自然、社會和人生等展開深入思考，在知識與生活經(jīng)驗建立聯(lián)系的基礎(chǔ)上增強對知識的理解。所以，教學(xué)中應(yīng)緊密聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗，不僅增強物理與生活的親近感，而且能夠讓學(xué)習(xí)深入到知識的意義層面，拓寬知識理解的厚度。如老師在教學(xué)中將一些交通事故情境化，比如，給出最高行駛速度、剎車痕跡長度、動摩擦因數(shù)等物理量，讓學(xué)生判斷該車輛是否超速等。類似這樣的題目本身并不難，但如果教師能夠在問題解決后進一步引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗，聯(lián)想交通法規(guī)，思考為了安全行駛，駕駛員在開車過程中應(yīng)注意什么？交通法規(guī)又禁止了什么？學(xué)生不僅能加深對題目中所用知識的掌握，而且對于通常所說的“三禁”也會有更深的理解。即：“禁超載”是因為在總制動力、行駛速度一定的情況下，質(zhì)量越大，剎車過程中加速度越小，位移越大；“禁超速”是因為在制動力、質(zhì)量一定的情況下，行駛速度越大，位移越大；“禁酒駕”則是因為駕駛員反應(yīng)遲緩，延長了采取剎車措施的時間，導(dǎo)致行駛位移偏大；而像“雨天路滑，謹慎行駛”和“請保持車距”的提示，則是說明剎車距離還受路面和前后車距等因素的影響，以防交通事故的發(fā)生[4]。

又如，筆者在執(zhí)教“超重與失重”一節(jié)課時，設(shè)計的教學(xué)流程如下：

（1）導(dǎo)入新課：如圖1所示，普通的水為什么在王亞平的手里卻能變出漂亮的水膜、晶瑩的水球？

乘坐電梯時，為何有體重“時重時輕”的感覺？

（2）理論分析：物體向上加速或向下減速時，出現(xiàn)超重現(xiàn)象；物體向下加速或向上減速時，出現(xiàn)失重現(xiàn)象。物體超重和失重現(xiàn)象與運動方向無關(guān)，且重力不變。

（3）提煉升華：加速度向上時，出現(xiàn)超重現(xiàn)象；加速度向下時，出現(xiàn)失重現(xiàn)象。

（4）生成新知：完全失重——物體對支持物的壓力（或懸掛物的拉力）等于零的現(xiàn)象。

（5）深化成果：加速度并非一定要沿豎直方向，只要物體有豎直方向的分加速度時，就會產(chǎn)生超重或失重現(xiàn)象。

（6）回應(yīng)導(dǎo)入：

水膜、水球：由于水處于完全失重或微重力狀態(tài)，在水分子間的張力作用下呈現(xiàn)水膜或球狀水滴。

（7）實踐探究：如圖2，一塑料瓶盛有一定量的水，底部開一個小孔。當(dāng)瓶子在豎直方向上突然向上提起再到靜止的過程中，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？說明原因。

（8）教學(xué)反思：在教學(xué)前、中、后的全過程中，以“超重、失重”為中心，以“問題串”為切入點，以“實驗和理論探究”為手段，以“日常生活和現(xiàn)代科技”為情景，由淺入深，層層遞進，體現(xiàn)了“學(xué)本課堂”的教學(xué)理念，通過“過程與方法”的體驗，有效獲得了知識，拓寬了思維，形成了素養(yǎng)。

4 開展多元對話，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的效度

傳統(tǒng)教學(xué)中，以傳遞為主的講授方式恰巧忽視了學(xué)生對知識的情感體驗與意義生成，知識的有效獲得難以實現(xiàn)。深度學(xué)習(xí)超越傳遞中心的藩籬，是走向真正意義上的對話中心的學(xué)習(xí)。正如卡西爾所言：往一個人的靈魂中灌輸真理，就像給一個天生的瞎子以視力一樣不可能。如果不通過人們在相互的提問與回答中不斷地合作，真理就不可能獲得[5]。但有調(diào)查顯示，傳統(tǒng)課堂中交流的問題絕大多數(shù)是由教師提出的，74.5%的學(xué)生雖在課堂中能積極思考，但很少發(fā)表意見。而對于生生間的交流討論，70%以上的學(xué)生能夠提出與主題相關(guān)的問題[6]。因此，實際教學(xué)中，教師可以結(jié)合教學(xué)目標，精心選擇對話素材，營造出輕松和諧的課堂氛圍，引導(dǎo)學(xué)生想說、敢說、會說。通常，教師可從物理學(xué)史、科技成果以及社會生活中獲取素材，通過對話教學(xué)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思考。如在學(xué)習(xí)“伽利略對自由落體運動的研究”時，可設(shè)計兩個活動，一個是扔手絹比賽，班上的兩個大力士，看誰扔的遠，學(xué)生甲拿起手絹就扔，而學(xué)生乙用手絹包了個鑰匙串扔了出去，比甲扔的遠得多。問學(xué)生，學(xué)生乙臂力過人嗎？學(xué)生大笑，展開了基于情境的有效對話，為“空氣阻力影響自由落體運動快慢”埋下伏筆；另一個活動是讓學(xué)生來一場跨越時空的對話，比亞里士多德晚出生兩千年的伽利略勇敢質(zhì)疑亞里士多德，學(xué)生在角色扮演對話中真切體會伽利略之于近代物理實驗加邏輯推理的研究方法。

再如，功是物理學(xué)中一個重要的基本概念，比較抽象復(fù)雜，學(xué)生難以理解，可通過如下設(shè)計予以突破。

（1）提出問題：猜想力做功的多少與力和位移兩要素間會有何種關(guān)系？嘗試說明分析依據(jù)。

分析交流：如果以W 表示功的大小， F表示力的大小，s 表示位移的大小，根據(jù)功的定義，可作如下猜想：F越大，s越大，則 F 的作用效果越明顯，W 就越大。這說明，W與F和s之間應(yīng)存在某種簡單關(guān)系。

（2）實驗研究：如圖3所示，用繩子通過動滑輪提升物體，嘗試探究拉力對物體做功（W）與拉力（F）和位移（s）間的關(guān)系。

（3）合作探究：在使用動滑輪提升重物時，拉力F是物重 G的一半，拉力上升的距離s是重物上升高度 h的 2倍。如果把拉力F與上升的位移s相乘，正好等于物重G與物體上升位移h的乘積，即 Fs = Gh。若改用滑輪組，F(xiàn)s = Gh仍成立。

（4）形成結(jié)論：力和物體在力的方向上位移的乘積是一個有意義的物理量，總等于物體能量的變化。于是，我們不妨用力和位移的乘積來計算功。物理學(xué)中，功等于力和物體在力的方向上發(fā)生位移的乘積：W=Fs。

這樣，通過引入做功多少與力和位移有關(guān)的實例，把功的引入建立在實際問題之中，在疑問中通過猜想和交流，感到力與在力的方向上位移的乘積是有物理意義的，這時才提出功的概念。這樣做，是讓學(xué)生明白，功的概念不是憑空產(chǎn)生的，從而使學(xué)生在探究中主動思考，習(xí)得了科學(xué)思維方法，又增加了“功”的概念的厚重度，促進了“功”的觀念的形成。

不難理解，教學(xué)中只有師生互動，多元對話，教師才能突破從書本到書本，從符號到符號，從自身到學(xué)生的單向、線性的知識灌輸傾向。而學(xué)生的知識學(xué)習(xí)也才能不僅僅限于固化的符號知識，而是在與教師、同伴、文本的平等對話與深度交流中對所學(xué)知識進行理解和內(nèi)化，提高學(xué)生核心素養(yǎng)形成的效度。

當(dāng)然，核心素養(yǎng)與學(xué)科教學(xué)的深度融合還僅僅是處于探索階段，其有效實施還需始于課堂，終于課堂。只要我們緊緊抓住“學(xué)”這個中心，通過目標導(dǎo)學(xué)、支架助學(xué)、練習(xí)測學(xué)、展示所學(xué)、多元互學(xué)、點撥悟?qū)W、達標固學(xué)、拓展擴學(xué)等要素的有效組合，相機誘導(dǎo)，就會讓“深度學(xué)習(xí)”真正在學(xué)生身上發(fā)生[7]，學(xué)科核心素養(yǎng)的培育也就潛移默化地形成了。

參考文獻：

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[2]方紅德.指向核心素養(yǎng)的深度學(xué)習(xí)在單元復(fù)習(xí)課中的實施策略——以粵教版《圓周運動》單元復(fù)習(xí)課為例[J].中學(xué)物理，2017，35（12）：6-8.

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[5]姚林群，郭元祥.新課程三維目標與深度教學(xué)——兼談學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)[J].課程·教材·教法，2011（5）：12-17.

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[7]劉新選.高中物理翻轉(zhuǎn)課堂試微[J].物理教學(xué)，2015（1）：41-42.（欄目編輯 李富強）