初中物理常態(tài)課的深度學(xué)習(xí)策略

朱舒雁

[摘要]常態(tài)課是學(xué)校教學(xué)的基本形式，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的主要途徑。相較于淺層學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)注重搭建新舊知識(shí)間的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)在理解的基礎(chǔ)上記憶，關(guān)注學(xué)生解決問題能力的提升：文章以“物體的浮與沉”為例，從概念初構(gòu)、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐應(yīng)用三方面，闡述初中物理常態(tài)課中的深度學(xué)習(xí)策略。

[關(guān)鍵詞]初中物理;常態(tài)教學(xué);深度學(xué)習(xí)

[中圖分類號(hào)]

G633.67

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（2020）17-0042-02

常態(tài)課是學(xué)校教學(xué)的基本形式，是學(xué)校教學(xué)的主形式。在常態(tài)課中，深度學(xué)習(xí)是教師引導(dǎo)學(xué)生積極參與層次逐級(jí)遞增的學(xué)習(xí)任務(wù)，逐步加深對(duì)新舊知識(shí)的理解，并能把所學(xué)的知識(shí)遷移到問題解決中，最終使學(xué)生的思維得到發(fā)展的學(xué)習(xí)。本文將以“物體的浮與沉”為例，從概念初構(gòu)、實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)踐應(yīng)用三方面，闡述初中物理常態(tài)課中的深度學(xué)習(xí)策略。

一、依托原型，初構(gòu)概念

生活中，學(xué)生雖已對(duì)“漂浮、懸浮、沉底、上浮、下沉”等概念有了一定認(rèn)識(shí)，但這種認(rèn)識(shí)比較粗淺，且描述不夠物理化。在教學(xué)過程中，教師可創(chuàng)設(shè)“洗水果”情境，由水果在水中的運(yùn)動(dòng)過程和最終的平衡狀態(tài)，引入“漂浮”“沉底”“懸浮”“上浮”“下沉”：①小番茄浸沒在水中后會(huì)“下沉”，最終“沉底”;②大蘋果浸沒在水中后會(huì)“上浮”，最終“漂浮”;③小番茄在某種特殊液體中“懸浮”。實(shí)物場(chǎng)景為學(xué)生建立概念提供了具體的模型，在激活學(xué)生原生經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)完成淺層的概念學(xué)習(xí)。

接著，教師再以螺旋上升的難度設(shè)計(jì)提問：①觀察漂浮、懸浮、沉底三個(gè)狀態(tài)，尋找它們的共同點(diǎn)和區(qū)別;②從受力的角度分析漂浮、懸浮、沉底三個(gè)狀態(tài)的共同點(diǎn)和區(qū)別。學(xué)生在問題引導(dǎo)下深入思考，逐步加深對(duì)漂浮、沉底、懸浮三個(gè)狀態(tài)的理解。

二、深化探究，引導(dǎo)學(xué)生思維

1.設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，引發(fā)思維沖突

根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生一般認(rèn)為“輕的物體上浮，重的物體下沉”。學(xué)習(xí)浮力后，學(xué)生會(huì)認(rèn)為“受到浮力大的物體上浮，受到浮力小的物體下沉”。教師利用三種常見水果（小番茄、蘋果、大杧果），設(shè)計(jì)兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：“較輕的小番茄在水中下沉，而較重的蘋果在水中下沉”“另一個(gè)較輕的蘋果在水中上浮，而體積更大的杧果卻在水中下沉”。

教師通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)打破學(xué)生的原有認(rèn)知，暴露學(xué)生思維的矛盾點(diǎn)，讓學(xué)生意識(shí)到，物體受到的重力和浮力都會(huì)影響物體的浮與沉。學(xué)生為思維沖突尋找合理假設(shè)的過程就是體驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的過程。

2.設(shè)計(jì)系列問題，構(gòu)建知識(shí)框架

在得到猜想“物體的浮沉與物體受到的重力和浮力都有關(guān)”后，教師馬上為學(xué)生提供一些器材：燒杯、水、鹽、藥匙、3個(gè)正方體金屬塊等，要求學(xué)生利用器材使沉底的小番茄上浮、使漂浮的空瓶沉底，初步驗(yàn)證猜想是否正確?；顒?dòng)后，學(xué)生匯報(bào)并總結(jié)：增大浮力或減小重力可使物體上浮，增大重力或減小浮力可使物體下沉。教師再根據(jù)學(xué)生改變物體浮沉的方法設(shè)計(jì)問題串，引導(dǎo)學(xué)生初步得到“物體的浮沉條件”。

例如，在“物體上浮條件”的教學(xué)中，可設(shè)計(jì)以下問題引導(dǎo)。

問題1.如果只加一勺鹽，小番茄浮起來了嗎？小番茄受到的浮力如何變化？重力如何變化？

問題2.加一勺鹽后小番茄仍沉底和加了所有鹽后小番茄漂浮，兩者都增大了小番茄受到的浮力，但結(jié)果卻不同。你們認(rèn)為，這可能是什么原因？

問題3.如果想讓一個(gè)物體上浮，到底該滿足什么條件？

又如，在“物體下沉條件”的教學(xué)中，可沒計(jì)以下問題引導(dǎo)。

問題1.在“使漂浮的空瓶沉底”活動(dòng)中，你們小組開始在瓶子里加了一個(gè)鐵塊，空瓶沉底了嗎？空瓶受到的重力如何變化？浮力如何變化？

問題2.接著你們小組又在瓶子里加了一個(gè)鐵塊，鐵塊重力又增加了一些，同時(shí)浮力也增大了一些，瓶子沉底了。你認(rèn)為，這可能是什么原因？

問題3.如果想讓一個(gè)物體下沉，又該滿足什么條件？

教師通過逐步深入的提問，引導(dǎo)學(xué)生自我反省，連接學(xué)生的思維斷層，并在潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，培育創(chuàng)新思維

能根據(jù)原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并完成任務(wù)，是學(xué)生知識(shí)成功遷移的重要標(biāo)志。在前面的活動(dòng)中，學(xué)生雖已得到“物體的浮沉條件”，但信度不高。為此，教師為學(xué)生提供兩個(gè)鐵塊、空瓶和一些細(xì)線等，并布置任務(wù)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用數(shù)據(jù)來驗(yàn)證“物體上浮時(shí)，浮力大于重力;物體下沉?xí)r，浮力小于重力”。實(shí)驗(yàn)前，教師引導(dǎo)學(xué)生：物體的初始狀態(tài)是浸沒在水中，松手后再觀察其上浮或下沉。因此，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的是物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力。

根據(jù)已學(xué)知識(shí)“稱重法測(cè)浮力”，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出并比較物體重力及其浸沒在水中時(shí)受到的浮力，證明“物體下沉?xí)r，受到的浮力小于重力”。

驗(yàn)證“物體上浮時(shí)，受到的浮力大于重力”的難點(diǎn)在于如何測(cè)出原本漂浮的物體浸沒在水中時(shí)的浮力。學(xué)生在“使漂浮空瓶沉底”的活動(dòng)中已經(jīng)知道，利用“沉墜法”可使空瓶浸沒在水中。根據(jù)已學(xué)知識(shí)“利用量筒測(cè)量漂浮在水面上物體的體積”，學(xué)生也知道用針壓法可使物體浸沒在水中。具體方案如下：

方案1.第一，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空瓶在空氣中受到的重力;第二，將鐵塊放入空瓶，測(cè)出總重力;第三，使其浸沒在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);第四，將空瓶與鐵塊的重力減去彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，算出空瓶浸沒在水中時(shí)受到的浮力;第五，比較空瓶的重力和其浸沒在水中時(shí)受到的浮力。

方案2.第一，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空瓶在空氣中受到的重力;第二，用玻璃棒將空瓶壓入水中，測(cè)出排開水的總重力;第三，根據(jù)“阿基米德原理”得到空瓶浸沒在水中時(shí)受到的浮力;第四，比較空瓶的重力和其浸沒在水中時(shí)受到的浮力。

除了以上方法可驗(yàn)證物體的浮沉條件，利用“轉(zhuǎn)換”的思想可以更便捷地完成實(shí)驗(yàn)。即若兩個(gè)體積相等的物體（一上浮一下沉）浸沒在水中，它們排開水的體積相等，受到的浮力也相等。為了引導(dǎo)學(xué)生深入體驗(yàn)“轉(zhuǎn)換”思想，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師為學(xué)生提供體積相等的一個(gè)鐵塊和一個(gè)木塊，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：用最少的步驟同時(shí)驗(yàn)證兩個(gè)物體的浮沉條件。

設(shè)計(jì)方案：第一，用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出鐵塊和木塊在空氣中受到的重力;第二，將鐵塊浸沒在水中（不碰底），讀出測(cè)力計(jì)示數(shù);第三，計(jì)算鐵塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力，此浮力大小等于木塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力;第四，比較并得出結(jié)論。

三、實(shí)踐應(yīng)用，問題解決

物體的浮沉方法在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用很常見，比如潛水艇。在介紹潛水艇的浮沉原理時(shí)，教師先創(chuàng)設(shè)“海底斷崖”情境，即海水密度急劇下降，潛艇所受浮力急劇減小。問學(xué)生如何利用已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)實(shí)現(xiàn)自救，再播放視頻介紹潛水艇的浮沉原理。

教師展示兩個(gè)氣球，一個(gè)在空氣中下沉，一個(gè)在空氣中上浮，問：氣球在空氣中的不同狀態(tài)可能是什么原因造成的？由此將物體在液體中的浮沉條件遷移到氣體中，并引導(dǎo)學(xué)生用新學(xué)的物理知識(shí)解釋熱氣球和孔明燈升空的原理，提升學(xué)生解決問題的能力。

綜上所述，深度學(xué)習(xí)是常態(tài)課堂培育物理核心素養(yǎng)的保障與體現(xiàn)，學(xué)生通過積極參與解決難度逐級(jí)遞增的任務(wù)，深度理解概念、自主構(gòu)建知識(shí)框架，在經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)中發(fā)展思維和創(chuàng)新能力，最終提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]鄺偉東.聚焦常態(tài)課堂追求有效教學(xué)[C]∥國家教師科研基金管理辦公室.國家教師科研專項(xiàng)基金科研成果（漢字文化卷2），2015.

（責(zé)任編輯 易志毅）