基于深度學(xué)習(xí)的初中物理深度備課

洪進(jìn)步

摘? ?要：深度備課是一種高效的、研究性的備課，學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，離不開教師的深度備課。以密度一節(jié)為例，通過深度分析當(dāng)前教學(xué)路徑的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，改進(jìn)密度概念的引出;用形象概念類比，明確密度內(nèi)涵;聯(lián)系生活實(shí)際，深化知識(shí)等途徑，重構(gòu)教學(xué)邏輯，優(yōu)化知識(shí)呈現(xiàn)方式，有效促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);深度備課;密度

密度是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》[ 1 ] 中學(xué)生接觸到的第一個(gè)理解層次的知識(shí)點(diǎn)，其地位可見一斑。由于概念的抽象性，不少學(xué)生對(duì)于密度概念的理解只滯留于淺層表面的記憶式學(xué)習(xí)。如果要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)密度概念進(jìn)行深度學(xué)習(xí)范式的理解及應(yīng)用，則需要教師改變過往表層化備課，實(shí)施深度備課。

1? 深度備課是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的必要途徑

深度備課有別于傳統(tǒng)備課，傳統(tǒng)備課根據(jù)教材內(nèi)容和編寫思路進(jìn)行按部就班式的備課。忽略學(xué)生原有的學(xué)習(xí)起點(diǎn)和知識(shí)儲(chǔ)備，深度備課遵循學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知規(guī)律，深度分析概念的原由、內(nèi)涵、外延和知識(shí)的內(nèi)在邏輯，注重不同學(xué)科的知識(shí)融合，依據(jù)學(xué)情重構(gòu)教材、教參的邏輯，結(jié)構(gòu)化地將新知識(shí)納入學(xué)生原有的知識(shí)體系中，并進(jìn)行有機(jī)整合，凸顯高效、深度、研究性等典型特征。

教師的深度備課是推進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，只有教師進(jìn)行指向?qū)W生深度學(xué)習(xí)的深度備課，學(xué)生的深度學(xué)習(xí)才能真正發(fā)生。深度學(xué)習(xí)是在教師的導(dǎo)引下開展基于理解的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)理解的深刻性，在對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)作性的分析和設(shè)計(jì)時(shí)，教師要充分了解學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)、前科學(xué)概念和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生先前的知識(shí)結(jié)構(gòu)與思維特征，深入分析教材內(nèi)容，把學(xué)習(xí)內(nèi)容依據(jù)知識(shí)發(fā)展邏輯整合、重構(gòu)為結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)載體，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)載體進(jìn)行深入思維加工，轉(zhuǎn)變科學(xué)概念，實(shí)現(xiàn)從低階到高階的思維邁進(jìn)。

2? 基于深度學(xué)習(xí)的密度深度備課

2.1? 深度分析當(dāng)前教學(xué)路徑的不足

教科書（以人教版[ 2 ] 為例）的教學(xué)路徑如下，首先提出問題：同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積成正比嗎？然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)“探究同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系”并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上描點(diǎn)連線，最后給出密度的定義及公式。教科書的內(nèi)容路徑看上去知識(shí)連貫、邏輯順暢，其實(shí)存在諸多不足，具體如下。

（1）教學(xué)路徑嚴(yán)重忽視學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)。

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生不是空著腦袋走進(jìn)教室的，他們具有自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知圖式[ 3 ] 。在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，他們的頭腦里對(duì)“同種物質(zhì)的體積越大，質(zhì)量也越大”有一定的初步概念，教科書卻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)專門探究這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。而對(duì)于“不同種物質(zhì)其質(zhì)量與體積的比一般不同”這一知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生平時(shí)接觸的較少，對(duì)其沒有足夠的認(rèn)識(shí)，但教科書卻并未設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，而是直接“告訴”學(xué)生：不同物質(zhì)，質(zhì)量與體積的比一般不同。如此“避重就輕”的設(shè)計(jì)不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)深層次的學(xué)習(xí)。

（2）內(nèi)容設(shè)計(jì)嚴(yán)重超出學(xué)生的數(shù)學(xué)水平。

一次函數(shù)（正比例函數(shù)）是人教版數(shù)學(xué)八年級(jí)下冊(cè)第19章第2節(jié)的內(nèi)容，此前，學(xué)生不具備一次函數(shù)圖像的識(shí)別和分析能力，但教科書（密度是物理八年級(jí)上冊(cè)的內(nèi)容）卻在實(shí)驗(yàn)的過程中讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，并根據(jù)圖像分析得到鋁塊的質(zhì)量與體積的比是不變的。如此超越學(xué)生的數(shù)學(xué)水平“圖像的運(yùn)用”，不僅沒有起到幫助學(xué)生深度理解相關(guān)知識(shí)的目的，反而會(huì)嚴(yán)重干擾學(xué)生對(duì)密度知識(shí)的掌握和理解。

（3）知識(shí)內(nèi)容缺乏對(duì)概念內(nèi)涵的建構(gòu)。

密度是物質(zhì)的一種特性，可用于鑒別物質(zhì)。密度概念作為一個(gè)抽象概念，如果只是介紹其定義和公式，則不利于學(xué)生對(duì)于密度概念內(nèi)涵和外延的深度理解，不利于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于“一杯水喝掉一半后，密度如何變化”之類的問題，經(jīng)常混淆和錯(cuò)亂。歸根到底，是教科書的概念結(jié)構(gòu)方式缺乏有效的類比和直觀化策略，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)抽象概念的理解僅僅停留在以記憶為主的淺層學(xué)習(xí)。

2.2? 結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，重構(gòu)教學(xué)邏輯

2.2.1? 依據(jù)學(xué)生認(rèn)知起點(diǎn)，引出密度概念

一開始，給學(xué)生介紹一塊磚的體積為1 dm3質(zhì)量為2.5 kg，接著提問：那么2塊磚質(zhì)量為多少？學(xué)生自然知道為2×2.5 kg=5 kg，再提問：3塊磚的質(zhì)量是多少……，并將數(shù)據(jù)整理成一個(gè)表格，如表1，并在表格的最后插入一行：質(zhì)量/體積。

這個(gè)表格，學(xué)生很容易理解，并可以輕松得出：同種磚的質(zhì)量與體積的比是不變的。

再列舉一些其他的物質(zhì)，例如水，一瓶水體積為500 ml質(zhì)量為500 g，兩瓶水……學(xué)生自然也能得到水的質(zhì)量與體積的比是不變的，并以此類推得出結(jié)論：同種物質(zhì)，其質(zhì)量與體積的比是不變的。

有了這樣的認(rèn)識(shí)之后，教師再順勢(shì)發(fā)問：不同種物質(zhì)，質(zhì)量與體積的比值一樣嗎？學(xué)生很容易就可以根據(jù)剛才的例子得出“比值不一樣”，但這是偶然還是巧合呢？這就需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此時(shí)教師分發(fā)給學(xué)生不同種類的金屬塊，讓學(xué)生測(cè)其質(zhì)量與體積的比值并比較是否相同。

這種引入方式，依據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平，避開學(xué)生不懂的數(shù)學(xué)知識(shí)。對(duì)于學(xué)生已有相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn)的知識(shí)不再贅述，而是引導(dǎo)完善并幫其形成系統(tǒng);對(duì)于學(xué)生接觸比較少的知識(shí)，則借助實(shí)驗(yàn)去突破，從而引導(dǎo)他們一步步深入思考和建構(gòu)，整個(gè)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，自然而然，水到渠成，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層次學(xué)習(xí)。

2.2.2? 用形象概念類比，明確密度內(nèi)涵

學(xué)生平時(shí)有接觸過價(jià)格這一概念，對(duì)其有深入的理解。因此可以用價(jià)格類比密度。列舉黃金的總價(jià)與質(zhì)量的關(guān)系，如表2所示。

根據(jù)表2，引導(dǎo)學(xué)生思考黃金的總價(jià)與質(zhì)量的比值是什么含義，學(xué)生能夠得出這個(gè)比值是“單價(jià)”，并進(jìn)一步得出“單價(jià)”是衡量物質(zhì)便宜貴賤的量。接著展示金戒指和金項(xiàng)鏈的圖片并提問：戒指和項(xiàng)鏈都是純金的，但是他們大小和質(zhì)量都不一樣（項(xiàng)鏈明顯比戒指大很多），那么單價(jià)哪個(gè)更高？學(xué)生會(huì)回答：一樣的;教師再反問：但是買下項(xiàng)鏈需要的錢更多??？學(xué)生會(huì)回答：那是總價(jià)，單價(jià)是一樣的。

此時(shí)教師再展示表1并繼續(xù)發(fā)問：根據(jù)剛剛對(duì)單價(jià)的了解，我們來思考一下，表1中的質(zhì)量與體積的比，又有什么含義呢？接著與學(xué)生一起得出：根據(jù)單價(jià)的類比，我們可以稱其為“單重”（單重其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，但卻形象），“單重”是衡量物質(zhì)“輕重”的物理量，在物理學(xué)中稱為密度。

密度對(duì)八年級(jí)的學(xué)生而言，是一個(gè)比較抽象的概念，理解起來頗有難度。利用單價(jià)這一學(xué)生熟知的概念去類比密度（單重）的概念，可以有效促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移，加深其對(duì)密度概念內(nèi)涵的理解。

2.2.3? 運(yùn)用比值定義法，引出密度公式

用單價(jià)類比建構(gòu)密度概念后，引導(dǎo)學(xué)生思考如何比較兩種物體的價(jià)格，例如，10 g黃金共3000元， 200 g白銀共6000元，金貴還是銀貴？質(zhì)量和總價(jià)都不一樣，學(xué)生自然可以想到要計(jì)算單價(jià)來比較哪個(gè)更貴，而計(jì)算單價(jià)的方法事實(shí)上就是比值定義法。

根據(jù)單價(jià)的計(jì)算方法（總價(jià)除以質(zhì)量），繼而繼續(xù)設(shè)計(jì)問題，鋁270 g體積為100 cm3，鐵79 g體積為10 cm3，哪個(gè)更重（單重更大）？并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)比較金和銀單價(jià)的方法用質(zhì)量除以體積來計(jì)算單重，接著引出密度的公式及單位。

最后提問：一杯水，喝掉一半后，水的密度變了嗎？因?yàn)橛袉蝺r(jià)這一概念作為類比，也有金戒指和金項(xiàng)鏈的單價(jià)一樣作為鋪墊，學(xué)生可以正確的理解水喝掉一半后密度（單重）不變。此時(shí)，可以要求學(xué)生用兩種方法解釋（①同種物質(zhì)，密度不變，與物質(zhì)的多少無關(guān);②水喝掉一半后，質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩种?，體積也變?yōu)樵瓉淼亩种?，但?jì)算出來的密度不變），加深學(xué)生對(duì)密度概念和公式的理解。

2.2.4? 通過實(shí)際問題解決，深度理解密度。

在建構(gòu)了密度的概念后，可以舉與學(xué)生生活緊密相關(guān)的例子來深化學(xué)生對(duì)密度的理解。

“投擲鉛球是一項(xiàng)常見的體育運(yùn)動(dòng)，但是據(jù)我所知，現(xiàn)在有一些商家卻并不是鉛這種金屬來做鉛球，而是用其他金屬，老師剛剛從體育器材室拿了幾個(gè)鉛球（規(guī)格都是質(zhì)量4 kg直徑11 cm）過來，你有沒有辦法判斷老師手上的鉛球是什么材質(zhì)的？”所給器材為：刻度尺和電子秤。

根據(jù)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生很快就能想到計(jì)算鉛球的密度來判斷鉛球的材質(zhì)，用電子秤可以測(cè)出鉛球的質(zhì)量，鉛球的體積可用刻度尺測(cè)出鉛球的直徑并用體積公式計(jì)算，學(xué)生可以很快的測(cè)出鉛球的質(zhì)量和直徑，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)鉛球的密度為大約為7.8 g/cm3，查表可得，鉛球盡然不是鉛做的，而是鐵做的！在學(xué)生的驚訝聲中，教師給學(xué)生科普：不是因?yàn)槔蠋煹你U球是偽劣產(chǎn)品，鉛球本來就是鐵做的！最早的時(shí)候，鉛球確實(shí)是鉛做的，但由于鉛有毒，因此后來鉛球改用鐵做材料了，只是鉛球這一稱呼一直未變罷了。

通過對(duì)實(shí)際問題的解決，使學(xué)生進(jìn)一步加深了對(duì)密度概念內(nèi)涵的理解，深刻認(rèn)識(shí)到密度是物質(zhì)的一種特性，可以用來鑒別物質(zhì)，從而深化知識(shí)。

3? ?總結(jié)與思考

3.1? 深度備課要深入了解學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)

奧蘇貝爾的認(rèn)知同化理論認(rèn)為，新知識(shí)的學(xué)習(xí)必須以已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過程就是同化過程，是學(xué)習(xí)者將新知識(shí)同化進(jìn)自己已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中并加以“固定”或者“歸屬”的過程[ 4 ] 。因此，在備課時(shí)，教師不僅要備知識(shí)，更要備學(xué)生。不僅要深度分析學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)水平，更要關(guān)注其他學(xué)科的進(jìn)度。各學(xué)科的知識(shí)并不是孤立存在的，物理的學(xué)習(xí)就經(jīng)常需要借助數(shù)學(xué)工具，因此教師不能只關(guān)注本學(xué)科知識(shí)，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注其他學(xué)科的內(nèi)容及其進(jìn)度。只有教師在備課時(shí)就對(duì)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和其他學(xué)科的知識(shí)及進(jìn)度有深入的把握，才能更好的把握學(xué)生的知識(shí)起點(diǎn)和思維結(jié)構(gòu)，并合理設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)的教學(xué)起點(diǎn)，從而更好促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深層次學(xué)習(xí)。

3.2? 深度備課要敢于批判和質(zhì)疑

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)批判理解，物理學(xué)科核心素養(yǎng)也要求學(xué)生“具有批判性思維的意識(shí)，能基于大膽質(zhì)疑，追求科技創(chuàng)新，實(shí)事求是，不迷信權(quán)威，能基于證據(jù)和推理發(fā)表自己的見解”。

要培養(yǎng)學(xué)生的批判和質(zhì)疑精神，教師首先要有批判和質(zhì)疑的意識(shí)與勇氣。教師應(yīng)該“用課本”而不是“教課本”，備課時(shí)如果只是按部就班教課本的復(fù)述者，而缺乏深度思考和富有個(gè)性化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣的物理課堂就失去了靈動(dòng)性和物理味，也喪失了發(fā)散思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。教學(xué)應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生建立正確的知識(shí)結(jié)構(gòu)并培養(yǎng)學(xué)生良好的核心素養(yǎng)，而不是機(jī)械的傳遞給學(xué)生雜亂無章的知識(shí)和信息[ 5 ] 。

因此，對(duì)于教材中不合理的內(nèi)容和安排，要理性分析，并敢與批判和質(zhì)疑“權(quán)威”，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)更加科學(xué)的教學(xué)方案，同時(shí)身體力行的教育學(xué)生去嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎疾⒏矣谂泻唾|(zhì)疑。只有這樣，才能有效促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)才能得到真正提升。

參考文獻(xiàn)：

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