指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式探討①

(江蘇省太倉高級中學(xué),江蘇 蘇州 215411)

1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)被視為達(dá)成核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的必由之路，兼具理念和策略的雙重屬性，國內(nèi)外學(xué)者對其內(nèi)涵進(jìn)行了深入的研究。有學(xué)者指出：深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，是學(xué)生積極主動地、批判性地學(xué)習(xí)新的知識和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的學(xué)習(xí)。也有學(xué)者認(rèn)為：深度學(xué)習(xí)是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)。

深度學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)習(xí)者認(rèn)知、情感、態(tài)度的高投入性、學(xué)習(xí)過程的沉浸性，不僅要了解和記憶事實性的知識，還要在此基礎(chǔ)上體驗知識發(fā)生的過程。強調(diào)學(xué)習(xí)者能夠在眾多知識與思想間建立關(guān)聯(lián)，把握學(xué)科的核心思想、意義與本質(zhì)。

2 指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式的變革

教學(xué)方式涉及教師的教育哲學(xué)、理念和價值取向，反映著教師的教學(xué)倫理準(zhǔn)則和教學(xué)思想境界，教學(xué)方式的變革關(guān)鍵在于教學(xué)理念的落實，要突破傳統(tǒng)的教學(xué)思維定勢，以開放的視野、超越知識傳授的理念設(shè)計課程教學(xué)，實現(xiàn)從專注“教”到助力“學(xué)”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，促進(jìn)協(xié)同學(xué)習(xí)意義上的教學(xué)關(guān)系的建構(gòu)。

指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式的變革需要學(xué)生沉浸式投入，整合傳統(tǒng)與現(xiàn)代、加大學(xué)的成分，創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學(xué)生具身體驗，課堂從封閉走向開放，增加學(xué)生自我反思的時間和機會。

3 指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式變革的策略

基于上述認(rèn)識，指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式變革的策略可以從宏觀、中觀和微觀三個層面予以著力。在宏觀層面營造和諧平等的課堂文化，整合傳統(tǒng)經(jīng)驗與現(xiàn)代技術(shù)；在中觀層面創(chuàng)設(shè)具身體驗的問題情境，設(shè)計有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)；在微觀層面利用問題驅(qū)動沉浸式投入，引導(dǎo)學(xué)生批判的自我反思。

3.1 營造和諧平等的課堂文化

和諧平等的課堂文化是一種凝聚人心的“引力場”，學(xué)生置身于這種文化氛圍中，會處于愉悅、振奮和團(tuán)結(jié)的狀態(tài)，師生和生生間相互影響、共同進(jìn)步。教師和學(xué)生是一種平等、共享和合作的關(guān)系，教師作為平等中的首席，維護(hù)著課堂的平等性、民主性，引導(dǎo)學(xué)生全身心參與到課堂的對話、傾聽、協(xié)商、合作中，尊重每位學(xué)生的話語權(quán)。營造和諧平等的課堂文化是深度學(xué)習(xí)得以扎根的土壤，課堂文化的形成是教師用心經(jīng)營和維護(hù)的結(jié)果，教師和學(xué)生擁有共同的愿景。

3.2 整合傳統(tǒng)經(jīng)驗與現(xiàn)代教育技術(shù)

傳統(tǒng)的經(jīng)驗是前輩們經(jīng)過檢驗并行之有效的教學(xué)觀念或策略，有重要的指導(dǎo)意義和價值。在現(xiàn)在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，一些傳統(tǒng)的經(jīng)驗需要改變或整合，這樣可以更好地幫助學(xué)生把握問題本質(zhì)，建構(gòu)知識的意義。

案例1：在“電容器的電容”教學(xué)中，借助DIS(數(shù)字化實驗系統(tǒng))進(jìn)行研究，幫助學(xué)生深度理解電容器電容的內(nèi)涵。

在傳統(tǒng)實驗教學(xué)中，筆者利用自制的電容充、放電實物線路板(如圖1)，連接電源、電流表和電壓表，通過投影，利用單刀雙擲開關(guān)實現(xiàn)電容器的充、放電，讓學(xué)生觀察電流表和電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況。實驗時需要引導(dǎo)學(xué)生觀察：指針由于慣性，實驗中會左右晃動。但是剛開始指針是靜止的，根據(jù)動力學(xué)知識，起始階段指針的偏轉(zhuǎn)方向就是它實際的擺動方向。

在整合了DIS的實驗中，研究電容器容納的電荷量Q和兩極板電勢差U間的定量關(guān)系，需要借助DIS的電流傳感器和電壓傳感器進(jìn)行實驗。

圖1

圖2

表1

設(shè)計意圖：借助作圖法得出電容器的i-t圖像，通過定量探究得到實驗數(shù)據(jù)，促進(jìn)學(xué)生深度理解電容的物理意義。

3.3 創(chuàng)設(shè)親身體驗的問題情境

基于對身心二元論的批判和反思，引發(fā)了將主體身體體驗引入認(rèn)知過程的身心一元論的第二代認(rèn)知科學(xué)——親身認(rèn)知理論的誕生。親身認(rèn)知理論強調(diào)心智、理性能力有賴于身體的生理、神經(jīng)結(jié)構(gòu)及活動體驗，知識的獲得、能力的提升根植于人的身體以及身體與世界的相互作用中。

案例2：在“電表的改裝”的教學(xué)中，在學(xué)習(xí)了電流表和電壓表的改裝原理后，展示電流表和電壓表的正面，引導(dǎo)學(xué)生嘗試畫它們的內(nèi)部電路圖，在學(xué)生畫好后，老師打開電流表和電壓表的后蓋，給學(xué)生觀看內(nèi)部實際線路(如圖3、圖4)，讓學(xué)生對實際線路進(jìn)行分析并與自己畫的電路圖進(jìn)行比較。

圖3

圖4

設(shè)計意圖：通過學(xué)生的親自動手作圖、觀察和分析，理解電表改裝的原理。

3.4 設(shè)計有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)

有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)需要學(xué)生經(jīng)過一定程度的努力才能達(dá)到，也就是學(xué)習(xí)任務(wù)要落在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)是深度學(xué)習(xí)的催化劑，學(xué)生在任務(wù)解決的過程中習(xí)得知識及內(nèi)在邏輯，發(fā)展自己的“認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)”，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

案例3：在“電感和電容對交變電流的影響”教學(xué)中，可以設(shè)置如下兩個挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)。

任務(wù)1.如圖5所示，試分析電容器的作用，電容值應(yīng)大一些還是小一些？

圖5

任務(wù)2.讓學(xué)生設(shè)計包括低音和高音的雙聲道揚聲器電路。結(jié)合學(xué)生設(shè)計，給出參考設(shè)計出如圖6所示的電路圖。

圖6

設(shè)計意圖：任務(wù)1為任務(wù)2做鋪墊，讓學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決有挑戰(zhàn)性的實際問題。

3.5 利用問題驅(qū)動沉浸式高投入學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)的發(fā)生離不開學(xué)生持續(xù)性的高投入，課堂上設(shè)置有效的問題是促進(jìn)學(xué)生沉浸式、高投入學(xué)習(xí)的有效途徑，利用有梯度的問題幫助學(xué)生跨越認(rèn)知的鴻溝，并增加學(xué)習(xí)的深度。問題的設(shè)置要有充分的廣度、深度和關(guān)聯(lián)度，以激發(fā)學(xué)生深度思考的欲望。

案例4：在“電動勢”教學(xué)中，可以設(shè)置問題串，促進(jìn)學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)，結(jié)合圖7，理解非靜電力的作用和電源內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化。

圖7

問題1：在電源外部電子怎樣移動？

問題2：在電源內(nèi)部電子怎樣移動？

問題3：電源內(nèi)部的電場方向如何？

問題4：電源內(nèi)部的電子受到電場力的方向如何？做什么功？

問題5：是什么力克服電場力做功？這個力做正功還是做負(fù)功？

問題6：在非靜電力做功過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？

設(shè)計意圖：非靜電力是一個抽象、難理解的概念，用以上有梯度的問題驅(qū)動學(xué)生從它的作用效果出發(fā)認(rèn)識其本質(zhì)。

3.6 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行批判性自我反思

批判性思維、創(chuàng)造性思維和復(fù)雜問題解決能力等高階思維能力的發(fā)展是深度學(xué)習(xí)的標(biāo)志，引導(dǎo)學(xué)生對知識學(xué)習(xí)的過程和結(jié)果進(jìn)行反思，追尋知識背后所蘊含的思想與方法、情感與態(tài)度、意義與價值，獲得復(fù)雜問題的創(chuàng)造性解決方案，以提升其綜合能力。

案例5：在“電阻定律”教學(xué)中，在實驗探究得出金屬絲的電阻與其長度成正比、與其橫截面積成反比的關(guān)系后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行批判性自我反思。

師：通過理論分析，能不能得到金屬絲的電阻與其長度成正比這一結(jié)論？

生1：可以。金屬絲長度加倍，相當(dāng)于兩個相同的電阻串聯(lián)，電阻也加倍，與長度成正比。

師：非常好，金屬絲的電阻與其橫截面積成反比的關(guān)系又怎樣得到呢？

生2：金屬絲橫截面積加倍，相當(dāng)于兩個相同的電阻并聯(lián)，電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?，與橫截面積成反比。

設(shè)計意圖：實現(xiàn)實驗探究和理論探究相結(jié)合，進(jìn)行靈活的遷移應(yīng)用，對實驗探究的結(jié)果通過理論分析，進(jìn)行批判性反思，促進(jìn)知識的融會貫通。

指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)方式變革倡導(dǎo)親身體驗、實際問題解決等以“學(xué)”為中心的教學(xué)行為，通過教與學(xué)方式的深度變革，教師從知識的擁有者與傳遞者變?yōu)閷W(xué)生知識創(chuàng)生和多維意義構(gòu)建的引領(lǐng)者與合作者，有效引導(dǎo)學(xué)生從被動的信息加工者變?yōu)橹鲃拥膶嶋H

問題解決者，幫助學(xué)生突破核心知識，建構(gòu)核心概念，發(fā)展高階思維，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。