促進深度學習下概念教學的有效建構

摘 要：深度學習是一種理解性學習，教師在概念教學中將新知與舊知有效建構在一起從而更新學習者原有認知結構，使得學生達到鞏固舊知、突破新知、實現(xiàn)新知與舊知共同作用的教學目標，達到幫助學習者理解所學知識的目的.本文以“力臂概念”引入為例，淺談如何有效建構概念，實現(xiàn)深度學習下由知識本位向能力素養(yǎng)轉變的有效過程.

關鍵詞：深度學習;概念教學;有效建構

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）02-0040-02

作者簡介：洪松（1971-），男，福建福州人，大專，中學一級教師，研究方向：初中物理教學與研究.

深度學習（deeper learning）是一種理解性學習，是學習者將新知與舊知有效建構在一起從而更新學習者原有認知結構，并會對遇到的新情境提出科學解決策略的學習[1]，進而使得學生達到鞏固舊知、突破新知、實現(xiàn)新知與舊知共同作用的教學目標，達到幫助學習者理解所學知識的目的.與深度學習相反的是淺層學習（surface learning），是一種以學生被動地、單一地接受碎片化知識與技能的學習方式，是一種重復簡單化認識書本知識，談不上加深理解與創(chuàng)新能力，將深度學習下的知識簡單短路，是造成學生出現(xiàn)高分低能的原因，更是應試教育的典型縮影.

1 深度學習的特征

教師應當深入理解深度學習的特征，貫徹落實在物理教學過程中培養(yǎng)學生“物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任”四方面的核心素養(yǎng)，是實現(xiàn)由“知識本位轉向素養(yǎng)中心”的關鍵之一，是引導學生實現(xiàn)深度學習的本質所在.基于此，筆者從弄清概念之間的聯(lián)系、在教師指引下設計指導、自主科學探究等方面探討深度學習的特征，如圖1所示，筆者將深度學習與淺層學習在橫向與縱向上進行對比，可以明顯發(fā)現(xiàn)：（1）在物理觀念方面：相對于淺層學習下的學生接受學習、被動學習、只會運用公式解題而言，深度學習對學生的合作學習能力、運用高階思維對碎片化知識系統(tǒng)加工、創(chuàng)新或智慧的產(chǎn)生、發(fā)現(xiàn)新問題等方面有較強的指導作用;（2）在科學思維方面：深度學習是學生在運用高階思維對碎片化知識進行科學加工的基礎上，積極且主動地建構知識，實現(xiàn)對建構知識的有效遷移及物理在生活與社會中解決實際問題，進而實現(xiàn)深度學習下激發(fā)學生認知沖突的有效策略;（3）在實驗探究方面：美國實用主義教育家杜威認為，教育的過程就是經(jīng)驗的不斷改造過程，一切都來源于經(jīng)驗，“行”先于“知”[2]，正如物理教育家朱正元教授所說“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的教育思想，即深度學習下學生可以充分利用生活中器材進行簡單實驗，并對實驗進行拓展與創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)新問題，得出新結論;（4）在科學態(tài)度與責任方面：對比深度學習與淺層學習（如圖1所示），可以發(fā)現(xiàn)深度學習的優(yōu)點在于充分調動學生學習積極性與主動性、發(fā)展學生解決問題能力與創(chuàng)造力、體驗探究實驗的樂趣，促使探究實驗下學生的外部動機向學習興趣下的內部動機轉化.

2 深度學習下概念教學思路

物理概念是關于客觀事物共同的屬性及本質在人們頭腦中的科學反映，是在觀察與理解的基礎上運用多種思維方法，去其真?zhèn)蔚确潜举|因素，抓住某一類物理現(xiàn)象的共同本質特征，進行抽象形成概念.在形成概念的過程中，教師通過引導學生進行深度學習能夠促進概念的科學建構，避免大量“偽概念”或“假建構”的存在，進而避免口口聲聲喊素質教育，背地卻死記硬背概念的現(xiàn)象.如圖2所示，是教師在促進學生深度學習下概念教學的基本思路.

在深度學習下概念教學的具體思路上，教師創(chuàng)設情境是引導學生進行深度學習的基礎，是連接學生知識轉換的橋梁，從而使學生能對學習過的某一知識作出推論和預測，進而能夠解釋與此相關的物理現(xiàn)象.在此過程中學生不僅實現(xiàn)認知沖突下的概念形成，更重要的是享受認知沖突過程帶來的樂趣，具有遷移能力，能夠運用科學探究方式得出物理概念，以及綜合物理學科中不同板塊知識來解決變式問題，最終發(fā)展學生解決問題能力與提升創(chuàng)造能力.

3 深度學習下概念教學的案例分析

在“杠桿”教學中不可避免地要涉及力臂的概念，力臂更是探究杠桿平衡條件的一個重要概念，由于力臂概念比較抽象，教師如何通過引導學生深度學習的方式創(chuàng)設情境激起學生認知上的沖突，從而幫助學生有效建構力臂概念.如圖3所示，是傳統(tǒng)的課堂教學中教師通過作圖的方式對力臂概念一帶而過，這是單純的數(shù)學中作垂直問題，嚴重脫離了物理教學的本質，然后讓學生通過大量杠桿作圖來訓練力臂的畫法，這是典型的應試教育，是將復雜概念建構的教學過程給“短路”.

3.1 實驗原理

利用建構思想，結合力的三要素引入力臂概念.

3.2 實驗效果

通過認知沖突將抽象的力臂概念形象化.

3.3 實驗器材

多本書、兩只圓珠筆.

3.4 實驗過程

創(chuàng)設情境：教師按照如圖4所示的方式將多本書放在課桌上，將兩只鉛筆以十字交叉的形式放置，這時教師用力向下壓上面鉛筆的一端，可以觀察到書一端被輕輕抬起，這時保持手壓的鉛筆靜止不動，處于平衡狀態(tài)，此時可以將手壓的鉛筆看成杠桿，支點O在兩只鉛筆的交叉點.

概念建構：現(xiàn)分析手壓的鉛筆（杠桿），手壓鉛筆有向下的力，書本對鉛筆也有向下的作用力，力的教學過程中已經(jīng)學習力的三要素，即力的大小、方向、作用點，又因為鉛筆處于平衡狀態(tài)，即作用在鉛筆上的兩個力大小相等、方向相反，在同一條直線上.

知識轉換：現(xiàn)從力的三要素角度分析作用在杠桿上的兩個力的關系.力的大?。河檬种钢苯虞p輕抬起書的一端，比較此時抬起書的力與通過鉛筆抬起書的力是否相等，可以發(fā)現(xiàn)兩個力大小不等;力的方向：手壓鉛筆的力與書對鉛筆的作用力方向全部向下;手壓鉛筆的力與書本對鉛筆的作用力方向也不在同一直線上.

3.5 力臂引入

認知沖突：作用在杠桿上保持平衡的兩個力與二力平衡的條件相違背，難道之前學習的二力平衡的條件錯誤嗎？不是的，因為作用在杠桿上力使杠桿保持平衡的情況，不僅與力、支點有關，還與另一個無形的因素有關，這就是支點到力的作用線的垂直距離，即力臂L大小（形成概念），進而教師引入動力臂L1（支點到動力作用線的距離）與阻力臂L2（支點到阻力作用線的距離）的概念.

教師采用將力臂概念與力的三要素相結合有效引導學生建構知識的教學方式，學生將會深入理解力臂概念，激發(fā)學生能結合認知沖突，實現(xiàn)深度學習下由知識本位向能力素養(yǎng)轉變的有效過程.

實驗鞏固：以活塞式抽水機為例，如圖5所示，學生自主參與畫出杠桿的五要素.

實驗拓展：以體育課上托鉛球活動為例，如圖6所示，學生在課堂上自主模擬托鉛球，畫出杠桿模型的五要素，進一步加深對力臂概念的理解.

4 結束語

以上是筆者對深度學習下概念教學的有效建構的基本過程，深度學習不能簡單地理解為有難度的學習，更不是將簡單概念復雜化的學習，而是教師在教學過程中要符合學生的認知規(guī)律，用建構的思想促進學生對新知的理解以及對舊知的鞏固，從而達到深度學習下概念教學的有效建構.

參考文獻：

[1]羅金友.運用深度學習理論 促進深度學習——初中物理課堂教學策略初探[J].中學物理，2020，38（16）：56-58.

[2]田美.深度學習下激起學生認知沖突的有效策略——以“杠桿中力臂的引入”為例[J].中學物理，2020，38（06）：4-6.

（收稿日期：2020-10-07）