開(kāi)展思維性實(shí)驗(yàn)，知道物理深度學(xué)習(xí)

◇ 山東 薛 猛

思維性實(shí)驗(yàn)是一種鍛煉學(xué)生思維能力的實(shí)驗(yàn)，它可以幫助學(xué)生更好地發(fā)展自身的思維能力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維寬度，讓學(xué)生以批判性的思維去看待問(wèn)題，同時(shí)還可以提升學(xué)生的實(shí)踐能力，幫助學(xué)生深度學(xué)習(xí).

1 巧設(shè)認(rèn)知沖突，調(diào)動(dòng)情感

教師在教學(xué)過(guò)程中要靈活運(yùn)用學(xué)生的原有認(rèn)知，巧妙地設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，以此來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心以及深入研究的沖動(dòng)，使學(xué)生在認(rèn)知沖突引導(dǎo)下，對(duì)學(xué)習(xí)的知識(shí)展開(kāi)深度的思考，了解認(rèn)知沖突的原因.例如，在教學(xué)“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)機(jī)械能的理解并不深刻.為了讓學(xué)生有充分的興趣去了解機(jī)械能，對(duì)機(jī)械能有足夠的認(rèn)知，教師可以通過(guò)實(shí)例調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣：在機(jī)械能守恒的情況下，永動(dòng)機(jī)是否能夠存在? 學(xué)生通過(guò)現(xiàn)實(shí)的認(rèn)知會(huì)想到永動(dòng)機(jī)的創(chuàng)設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的，其中的損耗是不可避免的，那么為什么會(huì)出現(xiàn)機(jī)械能守恒定律呢?通過(guò)這樣的問(wèn)題引入教學(xué)，學(xué)生自然而然會(huì)去思考和分析問(wèn)題.機(jī)械能守恒定律指的是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但是機(jī)械能的總量保持不變，也就是Ek0＋Ep0＝Ek1＋Ep1.學(xué)生在認(rèn)知沖突的影響下，會(huì)集中注意力思考為何出現(xiàn)這種情況，從而使思維能力得到鍛煉，對(duì)知識(shí)也會(huì)有更深刻的理解.

教師巧妙設(shè)計(jì)的認(rèn)知沖突是一個(gè)很好的展開(kāi)點(diǎn)，方便教師對(duì)后續(xù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鋪墊，讓學(xué)生以飽滿的精神面對(duì)新的知識(shí)，這樣學(xué)生也更容易學(xué)習(xí)新的知識(shí)，快速形成對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)知.

2 批判反思，使知識(shí)得到內(nèi)化和升華

學(xué)生在明確了認(rèn)知沖突產(chǎn)生的原因后，還要對(duì)知識(shí)進(jìn)行批判性學(xué)習(xí)，通過(guò)批判反思來(lái)理解知識(shí)的內(nèi)涵，從而使知識(shí)得到內(nèi)化和升華，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為自身的知識(shí)底蘊(yùn)，這樣學(xué)生既較好地理解了知識(shí)，也充分地消化和吸收了知識(shí).例如，在教學(xué)“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”的時(shí)候，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生雖然了解和學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，但是并沒(méi)有進(jìn)行自我總結(jié)和反思.針對(duì)這一點(diǎn)教師可以讓學(xué)生自主探究機(jī)械能守恒定律，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)創(chuàng)建模型進(jìn)行思考：一個(gè)質(zhì)量為10g的小球自然下落時(shí)，它的動(dòng)能是逐漸增加的，而它的勢(shì)能是逐漸減少的，那么減少的這部分勢(shì)能是不是就是增加的動(dòng)能呢? 學(xué)生通過(guò)原理分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，選擇實(shí)驗(yàn)儀器，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.有些學(xué)生選擇打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行探究，通過(guò)對(duì)紙帶的研究會(huì)發(fā)現(xiàn)：小球的速度可以得到，那么小球的動(dòng)能變化量就會(huì)得知；始末位置確定，那么小球的重力勢(shì)能變化量也會(huì)得知.二者進(jìn)行比較就可以得出相應(yīng)的結(jié)論，從而對(duì)機(jī)械能守恒定律進(jìn)行驗(yàn)證.學(xué)生通過(guò)探究過(guò)程實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的理解和吸收，形成深度學(xué)習(xí).

學(xué)生批判性地學(xué)習(xí)知識(shí)有助于學(xué)生理性思維的發(fā)展，學(xué)生將一個(gè)完整的知識(shí)點(diǎn)揉碎和展開(kāi)的過(guò)程，也是對(duì)知識(shí)進(jìn)行全方位分析的過(guò)程.這樣學(xué)生對(duì)于知識(shí)的認(rèn)知就不再局限于表面，而是從更深的層次對(duì)知識(shí)進(jìn)行了解，從而更好地掌握知識(shí).

3 聯(lián)系生活實(shí)際，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用

學(xué)生在掌握了新的知識(shí)之后通常處于一種較為興奮的狀態(tài)，為了幫助學(xué)生更好地鞏固所掌握的知識(shí)，教師可以將知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)，借機(jī)鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際生活更好地掌握知識(shí).例如，在教學(xué)“科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律”的時(shí)候，學(xué)生雖然很好地理解了機(jī)械能守恒定律，但是對(duì)于機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用并不是特別熟練.針對(duì)這一點(diǎn)教師可以通過(guò)實(shí)際生活來(lái)鍛煉學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用.時(shí)鐘里面的鐘擺可以看作一個(gè)簡(jiǎn)易的擺動(dòng)模型，小球質(zhì)量為m，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，最大偏角為60°，如果阻力可以忽略，小球機(jī)械能守恒，那么小球在最低點(diǎn)的速度是多少? 學(xué)生會(huì)利用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行計(jì)算：如果最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，那么球擺到最高點(diǎn)的機(jī)械能即為小球的重力勢(shì)能，也就是mg(L－Lcos60°)＝mgL/2，而最低點(diǎn)的機(jī)械能就是小球的動(dòng)能，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到小球最低點(diǎn)動(dòng)能也為mgL，然后根據(jù)動(dòng)能公式就可以得到小球的速度.通過(guò)這樣的鍛煉，學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力會(huì)有很大的提升.

深度學(xué)習(xí)更加注重學(xué)生的應(yīng)用能力，聯(lián)系生活的問(wèn)題就是一塊很好的試金石，學(xué)生可以通過(guò)生活問(wèn)題來(lái)提升自身的應(yīng)用能力，更好地把控自身對(duì)知識(shí)的理解程度；教師也可以通過(guò)生活問(wèn)題來(lái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，彌補(bǔ)學(xué)生的不足.

思維性實(shí)驗(yàn)既可以鍛煉學(xué)生的思維，也可以提升學(xué)生的應(yīng)用能力，還可以幫助學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，讓學(xué)生以愉悅的心情學(xué)習(xí)物理，進(jìn)而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的.