深度學(xué)習(xí)下的高中物理大概念教學(xué)方法探尋

李宏彬

摘 要：通常人們所說(shuō)的大概念便是指一個(gè)紐帶，其連接著宏觀課程理念與微觀教學(xué)設(shè)計(jì)。促進(jìn)中學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的思維起點(diǎn)、重要過(guò)程以及知識(shí)方面的價(jià)值追求，逐漸由淺入深、考慮各個(gè)方面，同時(shí)明確重點(diǎn)目標(biāo);把探究整合作為整個(gè)過(guò)程的基礎(chǔ)，不斷推進(jìn)轉(zhuǎn)變概念;加以重視科學(xué)所得的論證，有效進(jìn)行意義理解;制訂相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行高中物理大概念教學(xué)的有效方案就是實(shí)現(xiàn)遷移應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);高中物理;大概念;教學(xué)方法

所謂的大概念，其還有一個(gè)別稱是大觀念，中國(guó)目前內(nèi)外研究的焦點(diǎn)問(wèn)題便是大概念。克拉克基布魯姆等人通過(guò)相關(guān)的研究表明，大概念是由小概念理解和連接而成;也有相關(guān)學(xué)者強(qiáng)調(diào)理解的建筑的材料是大概念，可以用來(lái)幫助人們連接其他有關(guān)的零散知識(shí)點(diǎn)，埃里克森覺(jué)得學(xué)科當(dāng)中的核心概念便是所謂的大概念;威金斯與麥格泰覺(jué)得大概念可等同于車轄，其能夠把各種各樣各方面的有關(guān)聯(lián)性的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)結(jié)起來(lái)，同時(shí)提倡通過(guò)逆向設(shè)計(jì)揭露和了解大概念，也有學(xué)者從科學(xué)教育的角度進(jìn)行分析并提出相關(guān)的大概念：查莫斯也是通過(guò)開(kāi)展研究STEM的大概念才得出結(jié)論，他認(rèn)為大概念可以進(jìn)行分類，分為過(guò)程大概念、內(nèi)容大概念這兩類。

在中國(guó)，教育部于2018年1月便就出臺(tái)了多個(gè)學(xué)科有關(guān)的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)，并且在這些標(biāo)準(zhǔn)的前言部分明確表示，把學(xué)科大概念作為課程核心，不斷使課程內(nèi)容富有結(jié)構(gòu)化，把主題內(nèi)容作為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容再具有情境化，不斷完善對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行確切的落實(shí)工作。著名學(xué)者更是表示實(shí)施科學(xué)教育要圍繞大概念，還有兩位專家明確表達(dá)了相關(guān)的大概念課程設(shè)計(jì)路徑。郭玉英教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)針對(duì)大概念進(jìn)行組織相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，并設(shè)計(jì)出合理的教學(xué)方案。

一、 大概念教學(xué)和深度學(xué)習(xí)的含義

（一）大概念教學(xué)的含義

在一門學(xué)科當(dāng)中，最精華、最重要、最關(guān)鍵、最有價(jià)值的內(nèi)容便是所謂的大概念。大概念擁有著“魔術(shù)貼”和“文件夾”類似的相關(guān)功能作用。進(jìn)行大概念模式的教學(xué)就是大概念作為教學(xué)的核心，然后進(jìn)行選擇和整合分散的相關(guān)概念、問(wèn)題、經(jīng)驗(yàn)、事實(shí)等。并且經(jīng)過(guò)科學(xué)合理的整體設(shè)計(jì)與落實(shí)開(kāi)展，為學(xué)生構(gòu)造富有高層次的、有意義價(jià)值的、結(jié)構(gòu)化的概念系統(tǒng)。

（二）深度學(xué)習(xí)的含義

對(duì)所處學(xué)習(xí)狀態(tài)的性質(zhì)描述便是所謂的深度學(xué)習(xí)，其涉及了學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)的投入程度、思維能力和學(xué)習(xí)體驗(yàn)等多方面，著重強(qiáng)調(diào)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的徹底理解和對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的批判性認(rèn)可、吸收與利用，追求高效率的學(xué)習(xí)遷移和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，這屬于一項(xiàng)對(duì)思維能力要求高的認(rèn)知活動(dòng)，其需要較多的投入和富有價(jià)值的學(xué)習(xí)過(guò)程。

二、 深度學(xué)習(xí)上的高中物理大概念教學(xué)方案

（一）從整體出發(fā)逐步走向局部，并明確核心目標(biāo)

在以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，很多教師把大部分的關(guān)注放在課時(shí)層面的設(shè)計(jì)上面，較少部分的教師能做到從整體出發(fā)，并且關(guān)注相關(guān)單元層面的設(shè)計(jì)方案與計(jì)劃實(shí)施，即重點(diǎn)關(guān)注局部而導(dǎo)致忽視整體。這樣就會(huì)帶來(lái)高難度落實(shí)新課標(biāo)要求的理念，以及培養(yǎng)對(duì)學(xué)科核心的素養(yǎng)，教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要做到顧全整體與局部的關(guān)系，處理好“森林與樹(shù)木”的和諧關(guān)系，以大概念為基本，從整體出發(fā)逐步走向局部，同時(shí)需要明確核心目標(biāo)，這也是教學(xué)的重中之重。

“在機(jī)械運(yùn)動(dòng)情境下，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)與相互作用的概念”這便是新課標(biāo)知識(shí)明確提出的，也是該篇章節(jié)需要理解的大概念。教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)運(yùn)動(dòng)與相互作用關(guān)系的認(rèn)識(shí)需要通過(guò)牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，逐步形成較為準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀。

從整體到局部可以分析為多種方式，先揭示先前錯(cuò)誤的概念：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，接著指出核心目標(biāo)：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候就要做到由外而內(nèi)，由表及里，慢慢地在腦海中形成抽象化概括所學(xué)的大概念。

（二）把探究整合作為基礎(chǔ)，推進(jìn)概念轉(zhuǎn)換

在學(xué)科專家眼中，大概念是清晰和有較多用途的，但是初學(xué)者眼中的大概念充滿迷糊與抽象的。需要做到在現(xiàn)實(shí)和事實(shí)的基礎(chǔ)上，不斷產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突，以此進(jìn)行不斷地探究整合、不斷地抽象概論、不斷地深入理解，來(lái)完成從模糊概念上升到科學(xué)概念的完美轉(zhuǎn)化，促使概念持續(xù)發(fā)展“變大”。

在物理課堂中，有一節(jié)課內(nèi)容是需要用一個(gè)正方形的塑料板，在中間放一個(gè)可通氣的圓柱狀，氣流可以通過(guò)圓柱狀，從上面到塑料板的下面。剛開(kāi)始的時(shí)候，教師可讓學(xué)生在課桌上嘗試用力持續(xù)不斷地輕微推動(dòng)該裝置，裝置會(huì)向前運(yùn)動(dòng)，一旦學(xué)生的力量停止時(shí)，便會(huì)靜止。這樣，學(xué)生會(huì)得出什么結(jié)論？

學(xué)生甲：運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)力來(lái)維持。

物理教師：這也是兩千多年前的亞里士多德得出的觀點(diǎn)，下面請(qǐng)大家手臂用較大的力猛推該裝置，再觀察變化。

學(xué)生乙：發(fā)現(xiàn)該裝置脫離手的力之后，還會(huì)繼續(xù)緩慢向前運(yùn)動(dòng)一段距離，才達(dá)到停止效果。

物理教師：那么請(qǐng)問(wèn)，這又說(shuō)明了什么呢？

學(xué)生丙：桌面對(duì)它產(chǎn)生的一些摩擦力，卻阻礙了其運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)便不再需要力來(lái)進(jìn)行一定的維持。

物理教師：那它是如何進(jìn)行摩擦力的減小，讓該裝置脫離手的力后能夠運(yùn)動(dòng)得更加遠(yuǎn)一些呢？

學(xué)生?。嚎梢試L試把潤(rùn)滑油涂在桌面上。

物理教師：這個(gè)方法很好，現(xiàn)在給每個(gè)小組提供一個(gè)適當(dāng)大小的氣球，請(qǐng)各位同學(xué)在結(jié)合該裝置進(jìn)行討論可以采取的相關(guān)措施。

有的學(xué)生想到一個(gè)方法，便是把用力吹大氣球之后，直接套在該裝置上。這樣的話，氣球里的氣體便可以經(jīng)過(guò)小孔流到塑料板和接觸面之間，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣墊，有助于大大地縮小摩擦力，若想使現(xiàn)象變得更加明顯，可以把套上氣球后的裝置放在較為粗糙的地面上來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的研究實(shí)驗(yàn)，再用力推一下后會(huì)發(fā)現(xiàn)該裝置會(huì)運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)的一段距離之后，才達(dá)到停止的效果。

接下來(lái)教師帶領(lǐng)學(xué)生用伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行更深一步的探討研究，第一次在運(yùn)動(dòng)道上鋪上一層帶有毛面的棉布，在高處釋放一個(gè)小球，小球就會(huì)滾到另一側(cè)上運(yùn)動(dòng)一小段距離。第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)軌道上鋪上一層光滑的絲綢，在同一高度進(jìn)行自由釋放小球，小球落到另一側(cè)會(huì)比上一次運(yùn)動(dòng)的距離更遠(yuǎn)。第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，要把軌道清理干凈，將小球從上兩次同一高度進(jìn)行自由釋放，小球便可以運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)接近等高的位置。經(jīng)過(guò)這一些對(duì)比性試驗(yàn)，合理推測(cè)：當(dāng)沒(méi)有產(chǎn)生摩擦阻力時(shí)，小球便會(huì)運(yùn)動(dòng)到等高的地方。第四次，將另一側(cè)運(yùn)動(dòng)軌道的角度調(diào)小再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小球還是差不多運(yùn)動(dòng)到和之前一樣的等高的地方，但運(yùn)動(dòng)距離變得更遠(yuǎn)一些，繼續(xù)推測(cè)：確保另一側(cè)水平放置時(shí)，因?yàn)樾∏蛘也坏较惹暗雀呶恢脤?huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，這便也是伽利略的觀點(diǎn)：物體具有某一速度的時(shí)候，倘若沒(méi)有摩擦阻力的影響，物體仍會(huì)保持這樣的速度繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。