深度學(xué)習(xí)理論下的高中物理課堂重構(gòu)

許文文

摘? ?要：深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要手段。以“曲線運動”為案例，闡述了基于深度學(xué)習(xí)理念的具體課堂教學(xué)策略，從教學(xué)目標(biāo)、知識框架、教學(xué)活動、知識運用四個角度滲透深度學(xué)習(xí)理論的研究成果，旨在剖析深度學(xué)習(xí)對于教學(xué)實驗的指導(dǎo)意義，便于深度學(xué)習(xí)在教學(xué)實踐中更好地落地生根。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);曲線運動;教學(xué)實踐

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）11-0013-4

深度學(xué)習(xí)是對新課改中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的積極響應(yīng)，在教育領(lǐng)域的深度學(xué)習(xí)是一種基于理解與遷移的學(xué)習(xí)方式，是指學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)心得思想和事實，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延兄R遷移到新的情境中，作出決策和解決問題[1]。近幾年，關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究是教育研究最熱點、最活躍的話題之一，眾多專家學(xué)者都對其進行了大量的理論和實踐研究。實際教學(xué)中，越來越多的一線教師也認(rèn)識到深度學(xué)習(xí)理念對于教學(xué)方式變革的重要性。本文是在深度學(xué)習(xí)相關(guān)理論研究指導(dǎo)下，以人教版物理必修二的“曲線運動”為例，探索如何在教學(xué)中高質(zhì)量、高效率地開展深度學(xué)習(xí)。

1? ? 確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生深度理解

教學(xué)目標(biāo)是教育者對教學(xué)活動所要達(dá)到的結(jié)果的預(yù)設(shè)，是對學(xué)習(xí)者發(fā)展的預(yù)期，引領(lǐng)著教學(xué)活動的發(fā)展方向[2]。從最早的“雙基”到“三維目標(biāo)”，再到現(xiàn)在的“核心素養(yǎng)”，目標(biāo)越來越全面，越來越內(nèi)化，越來越強調(diào)培養(yǎng)有獨立思維、有創(chuàng)新觀點、有批判能力的新時代學(xué)生。這對教學(xué)目標(biāo)提出了更高要求，即要以高階思維的發(fā)展為暗線貫穿課堂教學(xué)。據(jù)此，制定的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）知道什么是曲線運動。

（2）通過實驗歸納曲線運動中瞬時速度的方向，能在曲線運動的軌跡圖中畫出各點的速度方向;會對運動性質(zhì)進行評價。

（3）通過實驗歸納做曲線運動的條件，掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況的關(guān)系，會分析物體的受力對物體運動的影響。

（4）能將物理知識遷移，運用所學(xué)知識解決生活中的問題。

本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)旨在學(xué)生能夠靈活運用并遷移所學(xué)知識，不僅注重學(xué)生對于基礎(chǔ)知識的掌握，更為后面結(jié)合受力情況分析運動性質(zhì)的學(xué)習(xí)做鋪墊，讓學(xué)生逐步掌握分析和評價的能力。

2? ? 架構(gòu)模塊化知識，豐富學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中接觸的學(xué)科較多，內(nèi)容繁雜，缺乏自主構(gòu)建知識體系的能力和經(jīng)驗，易將知識碎片化。而深度學(xué)習(xí)強調(diào)的是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自身的經(jīng)驗，對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行深度加工，實現(xiàn)知識生成和認(rèn)知建構(gòu)的過程。要引導(dǎo)學(xué)生從物理知識入手，以深度學(xué)習(xí)為手段和方法，最終完成模塊化的知識體系建構(gòu)。

本節(jié)課以運動學(xué)的研究切入，從直線運動到曲線運動，初步搭建運動學(xué)的框架，打破之前僅限于直線運動的片面了解，讓學(xué)生對物體的運動有結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識，如圖1。

教學(xué)片段一：曲線運動的引入部分。

幾種運動對比，總結(jié)區(qū)別。用滴定管中水流在引力的影響下軌跡由直線變?yōu)榍€的實驗現(xiàn)象讓學(xué)生更真切地感受曲線運動。

【問題1】用什么物理量來描述曲線運動？（對比直線運動的描述）

【問題2】 飛機飛行中的一段軌跡，如圖2，從O點運動到A點，位移怎么表示？O點到B點，位移怎么表示？O點到C點，位移怎么表示？曲線運動中的位移與直線運動中的位移有何不同？

曲線運動是生活中常見的運動形式，將其與學(xué)生已經(jīng)掌握的直線運動對比學(xué)習(xí)，讓學(xué)生觀察二者的異同點，鼓勵學(xué)生自主生成曲線運動的研究方法。奧蘇貝爾提出“有意義學(xué)習(xí)”，實質(zhì)就是將新知識與已有知識建立起非人為的和實質(zhì)性的聯(lián)系。讓學(xué)生從已有知識出發(fā)，生長出新的知識，在知識的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)中擴展，建構(gòu)出運動的知識體系。這樣，在學(xué)生的理解中知識就不再是一個個分割的知識點，而是在結(jié)構(gòu)中的填充和擴展，有助于學(xué)生對知識的理解、記憶和遷移。

3? ? 突出實驗和學(xué)生活動，促進學(xué)生深度體驗

在教學(xué)過程中，教師要在課堂上充分激發(fā)學(xué)生的主體性、能動性和發(fā)展性。實驗與學(xué)生活動可以更好地把課堂還給學(xué)生，促進學(xué)生深度體驗、走向深度學(xué)習(xí)。在活動中，學(xué)生的思維可以得到發(fā)散，學(xué)生有更強的課堂參與感，更能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，給學(xué)生更多的發(fā)展空間。

教學(xué)片段二：曲線運動速度方向。

【實驗1：砂輪】 器材：砂輪、鋼條。

現(xiàn)象：鋼條與砂輪接觸處火花沿切線方向射出（圖3）。

結(jié)論1：如果是圓的軌跡，速度的方向是沿著切線方向的。

質(zhì)疑1：是否對所有曲線運動都成立呢？

【實驗2：曲形管道】 器材：傾斜軌道，水寫紙，墨水，裹布的小鋼球，可拆卸曲形軌道。

現(xiàn)象：小球兩次都沿軌道的切線射出（圖4）。

結(jié)論2：一般曲線運動的速度方向也是沿著切線方向的。

質(zhì)疑2：你真的知道什么是切線嗎？

【理論探究】 Geogebra軟件動畫演示（圖5）。

數(shù)學(xué)上的割線對應(yīng)了物理上的平均速度，切線就對應(yīng)的是瞬時速度。

結(jié)論3：曲線運動某點速度的方向就是該點的切線方向。

【深入研究】 根據(jù)結(jié)論3，畫出飛行軌跡上A、B、C三點的速度（圖6），觀察速度變化情況。

結(jié)論4：曲線運動一定是變速運動。

砂輪給學(xué)生強烈的感官刺激，讓學(xué)生對圓周運動的速度方向有非常直觀的認(rèn)識。那一般曲線呢？設(shè)問的同時，挑起學(xué)生探究的興趣。因為學(xué)生在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上只學(xué)習(xí)了圓周的切線，未學(xué)習(xí)一般曲線的切線方向，通過自制道具的實驗演示和連環(huán)質(zhì)疑，調(diào)動了學(xué)生的參與感和探究感，激發(fā)他們對于知識的渴求。最后，又通過對速度的深入研究，總結(jié)出曲線運動一定是變速運動的結(jié)論。

教學(xué)片段三：曲線運動的條件（見表1）。

通過學(xué)生活動，發(fā)散學(xué)生思維，讓學(xué)生在活動中探索物體做曲線運動的條件，促使高階思維目標(biāo)的達(dá)成。在深入研究中，從力的作用效果知道合力可以分解到垂直于速度和沿著速度這兩個方向，遷移了學(xué)生在學(xué)習(xí)力的分解時對力的處理方法。

這兩個部分是本節(jié)課的重難點，均以實驗為突破口，實現(xiàn)學(xué)生的高參與、高探究、高思維，充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性、體驗性和遷移性。實驗中創(chuàng)設(shè)問題引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)，使學(xué)生思維活動由外在轉(zhuǎn)為內(nèi)在，自主思考，以主人翁的身份走進課堂、走入教學(xué)。通過學(xué)生個體和環(huán)境的交互，讓知識在學(xué)生頭腦中生長出來，并在實踐中促進知識、能力、情感、價值觀的深度融合。

4? ? ?創(chuàng)構(gòu)促進深度學(xué)習(xí)的真實情境，引導(dǎo)學(xué)生積極體驗

深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生在理解知識后，還要能夠?qū)χR進行遷移，能在不同的情境中運用知識解決具體問題。情境認(rèn)知理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)是要將自己置于知識產(chǎn)生的特定情境中，通過積極參與具體情境中的社會實踐來獲取知識、建構(gòu)意義并解決問題。物理學(xué)是一門實用學(xué)科，與生活緊密相關(guān)，知識的情境化是學(xué)習(xí)的目的，更是激發(fā)學(xué)生興趣的關(guān)鍵點。

教學(xué)片段四：設(shè)計自行車擋板。

【生活情境】 下雨天，小朋友騎著沒有擋板的自行車會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？水是怎么濺起來的？

【演示實驗】 利用陀螺、水寫紙、水，當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)時在邊緣滴水，水滴瞬間加速然后被甩出，陀螺旋轉(zhuǎn)就類似于自行車車輪。

【問題解決】 設(shè)計一個經(jīng)濟實用的擋板。

本片段讓學(xué)生將生活中的情境抽象為物理模型，運用所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象，解決生活中的問題，感受生活與物理的聯(lián)系。教師要認(rèn)識到真實情境在物理教學(xué)中的重要性，物理來源于生活，服務(wù)于生活，在知識的聯(lián)系（下轉(zhuǎn)第31頁）（上接第15頁）和遷移中，融合物理與生活，讓學(xué)生真正感受到物理的魅力，領(lǐng)會學(xué)習(xí)物理的樂趣。在解決生活問題中，實現(xiàn)能力的提升，才是深度學(xué)習(xí)的價值所在。

5? ? 結(jié)? 語

本節(jié)課從課前設(shè)計到課堂實施始終圍繞著深度學(xué)習(xí)的理念展開，從高階思維的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，把握新舊知識的聯(lián)系，建構(gòu)系統(tǒng)的知識體系，讓學(xué)生在實驗和生活實例中學(xué)習(xí)并運用知識，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。本文僅是深度學(xué)習(xí)融入課堂實踐的一個案例，而深度學(xué)習(xí)是一個很寬泛、很深層的上層理論，對其開展的有效性和可操作性還需要在后續(xù)教學(xué)和研究工作中進一步探討。

參考文獻：

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[4]吳敏，劉霽華.促進深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)構(gòu)建[J].物理教學(xué)，2019，41（11）：18-20，17.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）