核心素養(yǎng)視角下的高中物理深度學(xué)習(xí)策略思考

邱仁和

摘? ?要：培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)逐漸成為高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)，高中物理教學(xué)從用問題串引領(lǐng)、全方位體驗(yàn)和激發(fā)高階思維三個(gè)方面來研究和使用有效的策略方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高中物理深度學(xué)習(xí)，可以高效地發(fā)展學(xué)生的物理觀念，培養(yǎng)高階思維能力，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：高中物理;核心素養(yǎng);深度學(xué)習(xí)

高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)已經(jīng)寫入新的課程標(biāo)準(zhǔn)，它是評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的重要依據(jù)，體現(xiàn)在“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面，從四個(gè)方面指出了學(xué)生在學(xué)習(xí)了物理學(xué)科后應(yīng)具備的、能夠適應(yīng)社會(huì)和自身發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。

深度學(xué)習(xí)是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)而言的，指學(xué)習(xí)者能夠批判地學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)，能夠進(jìn)行內(nèi)化和學(xué)科滲透，然后融入到已有的知識(shí)體系中，并且可以將已經(jīng)擁有的知識(shí)遷移到全新的情境中，以此作為問題決策和解決的一種學(xué)習(xí)方式[ 1 ] ，高中物理深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)，并積極主動(dòng)地進(jìn)行遷移應(yīng)用，在此過程中進(jìn)行多領(lǐng)域的知識(shí)整合與重組，積極開展高階思維活動(dòng)，并通過交流與自我反思達(dá)到自我激勵(lì)，是自我導(dǎo)向的終身學(xué)習(xí)。

高中物理教學(xué)中使用更為恰當(dāng)有效的策略和方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)科深度學(xué)習(xí)，旨在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高階思維活動(dòng)，是物理深度學(xué)習(xí)的要求，也是提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效措施。

1? 用層次化的物理問題串引領(lǐng)高中物理課堂教學(xué)的策略

問題意識(shí)是學(xué)生的關(guān)鍵能力之一，高中物理教學(xué)將物理知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行重組，設(shè)置知識(shí)建構(gòu)的主題問題，以問題串來引領(lǐng)課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生透過物理現(xiàn)象來提出物理問題，思考物理問題，解決物理實(shí)際問題，逐步提高學(xué)生的物理問題意識(shí)。

1.1? 物理教學(xué)的內(nèi)容問題化

教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)物理情境引導(dǎo)學(xué)生充分思考，提出疑問，形成問題意識(shí)，根據(jù)物理教學(xué)內(nèi)容設(shè)置物理知識(shí)建構(gòu)的主題問題串，用問題串引領(lǐng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程，思考物理現(xiàn)象背后的物理規(guī)律，體現(xiàn)的物理思想。同時(shí)重視學(xué)生思維過程漸進(jìn)化和思維能力的層次化。比如平拋運(yùn)動(dòng)概念教學(xué)我們可以提出：①什么是平拋運(yùn)動(dòng)？②平拋運(yùn)動(dòng)初速度要沿什么方向？③受三個(gè)力作用的物體有沒有可能是平拋運(yùn)動(dòng)？④平拋運(yùn)動(dòng)的物體加速度的大小和方向怎樣？⑤我們可以用什么方法來研究平拋運(yùn)動(dòng)？ ⑥做平拋運(yùn)動(dòng)的物體它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間由哪些因素來確定？⑦已知每級(jí)臺(tái)階的水平和豎直位移，物體從最上面臺(tái)階水平拋出，要落在第四級(jí)臺(tái)階，物體的初速度要多大？如何研究？

用問題串來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠沿一個(gè)主線去思考問題和討論問題，既能聚焦問題的核心點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的激烈討論，也能避免小組學(xué)習(xí)的討論漫無目的，從而提高課堂學(xué)習(xí)的效率。這種合作學(xué)習(xí)在獨(dú)立思考和小組討論過程中既能發(fā)展物理觀念，也能培養(yǎng)科學(xué)思維。

1.2? 物理問題的產(chǎn)生情境化

教師要能夠創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情境，設(shè)置激發(fā)學(xué)生思考提出質(zhì)疑的小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生已有的知識(shí)體系產(chǎn)生沖擊，逼迫學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象進(jìn)行深入思考，激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的興趣，從而提升同學(xué)們提出物理問題的能力。如一節(jié)干電池我們用兩手指按住兩端沒事，把它和鎮(zhèn)流器串聯(lián)在一起，接在10個(gè)手拉手的同學(xué)兩端，在斷開電路的瞬間，同學(xué)們都感覺到被電擊，如果電源電壓是1.5 V，按照串聯(lián)電路每個(gè)同學(xué)分到的電壓是0.15 V，怎么可能有電擊的感覺？這是一個(gè)不可思議的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的思考和討論，然后聚焦問題討論，能不能用儀器測(cè)出電壓來呢？如果用電壓傳感器就可以發(fā)現(xiàn)電路兩端電壓瞬間得到放大。為什么會(huì)得到放大？這就要來學(xué)習(xí)電感線圈的自感問題？如何用電路來研究自感規(guī)律？經(jīng)過學(xué)生小組討論認(rèn)為，可以用燈泡亮度來定性研究自感電流的大小，用電流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向來研究自感電流的方向。這樣的學(xué)習(xí)過程是觸發(fā)學(xué)生心靈過程，學(xué)生在這一學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)了如何提出問題、思考問題和用實(shí)驗(yàn)來研究問題，發(fā)展學(xué)生的問題意識(shí)。

1.3? 物理問題的設(shè)置開放化

改變問題設(shè)置方式，提出開放式問題來改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，由學(xué)習(xí)小組來生成和改編作業(yè)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考決定物理過程發(fā)展的內(nèi)在因素，找到解決物理問題的根本著力點(diǎn)。比如：如何研究物體做平拋運(yùn)動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間有哪些途徑和方法，并舉例說明。學(xué)生經(jīng)過討論得到的辦法有①h=gt2，②x=vt，③vy=gt，④tanα=，⑤tanθ=，學(xué)生也可以通過小組討論來編寫求解平拋物體下落時(shí)間的作業(yè)題，從而更加深刻理解平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和解決平拋運(yùn)動(dòng)問題切入點(diǎn)。這個(gè)過程培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)深入思考質(zhì)疑、勇于探索實(shí)踐的科學(xué)精神。

2? 設(shè)計(jì)豐富的體驗(yàn)高中物理教學(xué)過程的策略

高中物理教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜而抽象，只有讓學(xué)生充分體驗(yàn)后進(jìn)行高階思維活動(dòng)，通過真實(shí)物理問題解決的歷練，學(xué)會(huì)遷移和應(yīng)用物理知識(shí)，才能逐步理解和掌握物理規(guī)律，把它融入到自身的物理知識(shí)體系中去，從而發(fā)展物理觀念，提升科學(xué)思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

2.1? 物理教學(xué)表達(dá)關(guān)注可視化

由于高中物理內(nèi)容繁多而且抽象難懂，所以在物理課堂教學(xué)過程中盡量將復(fù)雜的物理規(guī)律和關(guān)系可視化，主要方法有：板書、板畫、PPT、模擬動(dòng)畫、生活現(xiàn)象、體育視頻、演示實(shí)驗(yàn)、思維導(dǎo)圖，比較規(guī)律的表格、物理圖像、物理章節(jié)內(nèi)容歸納圖等等，用可視化的方法結(jié)合講授來學(xué)習(xí)和研究物理學(xué)，會(huì)使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，抽象問題具體化，更容易將學(xué)生注意力集中到問題關(guān)鍵點(diǎn)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考和討論，從而開展物理深度學(xué)習(xí)，逐步理解和掌握物理規(guī)律。比如物理圖像，它非常簡(jiǎn)潔地表達(dá)了兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，通過對(duì)物理圖像的交點(diǎn)、直線的斜率、直線的截距、包含的面積和對(duì)應(yīng)的函數(shù)的研究，深入理解圖像物理意義、物理內(nèi)容和物理過程，是一個(gè)從抽象圖像到具體物理情境的建模過程，高效培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力。

2.2? 物理教學(xué)過程重視體驗(yàn)化

物理課堂教學(xué)過程中，如果能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官進(jìn)行體驗(yàn)，調(diào)動(dòng)內(nèi)在積極性深入思考，必然是事半功倍，有些體驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生終生難忘。比如波的形成實(shí)驗(yàn)——人浪：讓10個(gè)學(xué)生排成一列，第一個(gè)同學(xué)下蹲、站立做上下運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)同學(xué)比第一個(gè)同學(xué)慢一個(gè)節(jié)拍，第三個(gè)同學(xué)比第二個(gè)同學(xué)又慢一個(gè)節(jié)拍，以此類推，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，有體驗(yàn)過的同學(xué)再看看所拍下來的視頻，已經(jīng)在心中樹立了堅(jiān)定的信念，波傳播的只是形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只是在附近來回振動(dòng)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，只是起始時(shí)刻不同，能夠準(zhǔn)確把握機(jī)械波的特點(diǎn)。再比如將書本平托在手掌上，繞手肘轉(zhuǎn)動(dòng)，體會(huì)思考書本和手之間的靜摩力如何做向心力，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，體會(huì)和分析向心力的大小變化規(guī)律，物理學(xué)習(xí)過程中，親身體驗(yàn)加上深入的思考與小組討論，能夠?qū)⑽锢硪?guī)律的理解浸入到自己的內(nèi)心深入，難以忘懷。這樣既培養(yǎng)了物理學(xué)習(xí)的興趣，也發(fā)展了物理觀念。

2.3? 物理規(guī)律分析提倡探究化

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，多開發(fā)演示實(shí)驗(yàn)和自制教具，引入學(xué)生小實(shí)驗(yàn)加以輔助。比如用單擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)來研究向心力大小和運(yùn)動(dòng)的速度、角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系，由于單擺球只受兩個(gè)力，合力等于mgtanθ，做向心力與v、w、r的關(guān)系研究起來比較容易，學(xué)生可以獨(dú)立進(jìn)行體會(huì)和研究，對(duì)研究的結(jié)論理解比較深刻。高中物理課堂教學(xué)過程中適時(shí)納入科學(xué)探究，應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)來研究物理規(guī)律。比如探究加速度與合外力關(guān)系，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小和方向等等這些實(shí)驗(yàn)探究的過程，既能提升學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來研究物理規(guī)律的意識(shí)，提高科學(xué)探究能力。也能培養(yǎng)科學(xué)研究的態(tài)度與責(zé)任。

3? 研究和解決實(shí)際物理問題促進(jìn)高階思維的策略

深度學(xué)習(xí)其核心是知識(shí)遷移、問題解決、思維提升、其本質(zhì)是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和應(yīng)用[ 2 ] ，利用生活經(jīng)驗(yàn)和日常生活中的實(shí)際問題來激發(fā)學(xué)生深入思考，進(jìn)行高階思維活動(dòng)，達(dá)到培養(yǎng)高階思維能力，提升科學(xué)思維品質(zhì)和創(chuàng)新能力。

3.1? 物理學(xué)習(xí)融入生活化

物理知識(shí)和規(guī)律充斥我們?nèi)粘Ｉ畹拿恳粋€(gè)角落，如果我們能引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中觀察和思考其中的物理學(xué)原理，既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，也能幫助學(xué)生深刻理解和遷移應(yīng)用物理規(guī)律，做到從生活中來到生活中去。比如講到汽車剎車距離，與什么因素有關(guān)？一是反應(yīng)時(shí)間，二是動(dòng)摩擦因數(shù)，因此高速交警主要治理“超速、雨天超速、超載、酒駕”四種違法行為。這四種行為分別怎樣影響停車距離，從而對(duì)行車安全造成隱患？經(jīng)過深入討論，學(xué)生理解超速會(huì)使在同樣的加速度情況下剎車距離變大;下雨天地板與輪胎之間的動(dòng)摩擦因數(shù)變小，加速度變小，剎車距離變大;超載會(huì)改變汽車剎車結(jié)構(gòu)，制動(dòng)力并不與質(zhì)量成正比，從而使加速度變小，剎車距離變大;酒駕則會(huì)使駕駛員的反應(yīng)時(shí)間變大，使剎車開始時(shí)間推遲，從而使剎車距離變大。這樣的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生倍感親切，提升了學(xué)生高階思維能力，增強(qiáng)了學(xué)生的交通安全意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

3.2? 物理真實(shí)問題解決綜合化

解決復(fù)雜的實(shí)際問題，促進(jìn)高階思維的升華，學(xué)習(xí)物理知識(shí)和規(guī)律，遵從由感性到理性，從定性到定量，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程，學(xué)生的思維過程也是一個(gè)逐步螺旋上升的過程，而解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)物理問題能夠逼迫學(xué)生如何將物理規(guī)律的遷移應(yīng)用，激發(fā)高階思維能力，整合自我的思考和學(xué)習(xí)小組的討論，融合各項(xiàng)物理知識(shí)和規(guī)律，通過深度學(xué)習(xí)的過程提升解決物理問題的能力。比如我們學(xué)習(xí)上下兩個(gè)物塊A、B通過彈簧連接，將A向下壓放開后B在什么條件下可以向上彈起，教師講評(píng)分析后布置學(xué)生動(dòng)手制作玩具（跳蛙）;學(xué)習(xí)和研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力（安培力）的大小和方向后，布置學(xué)習(xí)小組研究電磁炮的設(shè)計(jì)方案，然后通過物理實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證，提出設(shè)計(jì)大功率電磁炮的設(shè)想，建設(shè)國(guó)防保家衛(wèi)國(guó)。學(xué)生通過解決現(xiàn)實(shí)生活的復(fù)雜物理實(shí)際問題，做到高中物理深度學(xué)習(xí)，高效培養(yǎng)學(xué)生遷移應(yīng)用的能力和科學(xué)探究能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究態(tài)度和建設(shè)國(guó)防保家衛(wèi)國(guó)的責(zé)任意識(shí)。

3.3? 評(píng)價(jià)反饋與自我反思結(jié)合化

物理學(xué)習(xí)必然經(jīng)過情境創(chuàng)建、獨(dú)立思考、小組討論、規(guī)律總結(jié)、自我反思等過程，對(duì)物理規(guī)律的理解才能逐步深刻，思維能力才能得到提高。物理課堂教學(xué)是一個(gè)借助老師及學(xué)習(xí)伙伴的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資源，通過人際間的協(xié)作活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的意義建構(gòu)過程[ 3 ] 。所以物理課堂必須要有民主、平等的小組交流討論合作學(xué)習(xí)的環(huán)境，教師要關(guān)注對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)反饋，注重對(duì)學(xué)習(xí)價(jià)值的評(píng)價(jià)和反饋。學(xué)生要做到小組交流討論與自我反思相結(jié)合。比如學(xué)習(xí)超重與失重，教師通過彈簧秤掛一個(gè)100 g的鉤碼，穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)約是1 N，如果上下震動(dòng)則可以大于也可以小于1 N，把它放到電梯里，小組討論研究什么時(shí)候大于1 N什么時(shí)候小于1 N，然后用視頻和演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，再用牛頓第二定律理論分析，得到當(dāng)加速度向上（或斜向上）時(shí)超重，支持力大于重力，當(dāng)加速度向下（或斜向下）時(shí)失重，支持力小于重力，再到研究物理沿電動(dòng)扶梯斜上樓，什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象？什么情況下會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象？為什么？最后同學(xué)們進(jìn)行總結(jié)和自我反思，找到產(chǎn)生超重和失重的核心支撐點(diǎn)是什么？再到完全失重是什么？每個(gè)人只有通過獨(dú)立思考，小組討論研究，自我總結(jié)反思，做到深度學(xué)習(xí)，才能對(duì)物理規(guī)律進(jìn)行內(nèi)在的重組和建構(gòu)，達(dá)到準(zhǔn)確掌握和靈活應(yīng)用。

總之，高中物理教學(xué)只有采用正確的策略和方法，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行高階思維活動(dòng)，才能高效培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力。

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