指向深度學(xué)習(xí)的初中物理雙師課堂的實(shí)踐研究
——以“新能源與可持續(xù)發(fā)展”為例

曾映智

（廣東省深圳市第二實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東深圳 518003）

一、問題的提出

初中物理深度學(xué)習(xí)圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，開展以實(shí)驗(yàn)研究為主的多種學(xué)習(xí)活動，運(yùn)用多種思維方式，解決綜合復(fù)雜問題，促進(jìn)低階思維走向高階思維，從而獲得結(jié)構(gòu)化的物理核心知識[1]。深度學(xué)習(xí)聚焦高階能力的培養(yǎng)[2]，是落實(shí)和培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要教學(xué)手段。雙師課堂是一種遠(yuǎn)程協(xié)作教學(xué)模式[3]，由線上線下教師協(xié)作完成，將優(yōu)質(zhì)教育資源有效整合。5G網(wǎng)絡(luò)等多種現(xiàn)代技術(shù)支持下的雙師課堂，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)中諸多要素的全新組合[4]，對促進(jìn)物理深度學(xué)習(xí)提供了更多的可能和途徑。本文以“新能源與可持續(xù)發(fā)展”為例，基于深度學(xué)習(xí)理論，建構(gòu)了初中物理雙師互動課堂教學(xué)模式，通過多種技術(shù)與教學(xué)的融合實(shí)踐，以期對創(chuàng)新教育教學(xué)提供一些借鑒。

二、概念界定

（一）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與，獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對舊知識與習(xí)得的新知識進(jìn)行有效和精細(xì)化的深度加工，最終達(dá)到所學(xué)知識與情境建立聯(lián)系并實(shí)現(xiàn)遷移的目的，從而有效發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。

（二）雙師課堂

雙師課堂是指在同一間教室由兩位教師相互配合、任教，通過師生互動、師師互動等多種互動方式來創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，以此來提高課堂教學(xué)效果。其中，兩位教師可以是真人教師與AI教師組成，也可是兩位專業(yè)的教師的組合。

三、研究現(xiàn)狀

“雙師課堂”教學(xué)模式的主旨是以信息技術(shù)促進(jìn)教育均衡發(fā)展，其具體實(shí)施狀況受到諸多的關(guān)注。金煜良在分析了“雙師課堂”模式的基礎(chǔ)上，從東莞教育的現(xiàn)狀和需求探索了具有特色的“雙師教學(xué)”模式[5]。張巧文闡述了“雙師課堂”模式對鄉(xiāng)村教師培訓(xùn)的價(jià)值，解讀“雙師教學(xué)”模式的操作流程并做了詳細(xì)描述[6]。伊娟分析了“雙師課堂”模式在某小學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了“雙師教學(xué)”模式下農(nóng)村教師專業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，提出了“雙師教學(xué)”模式下農(nóng)村教師專業(yè)發(fā)展路徑[7]。

綜合來看，國內(nèi)在“雙師課堂”教學(xué)模式的研究還在起步階段，且大多集中在高等教育、職業(yè)教育方向，主要強(qiáng)調(diào)對促進(jìn)教育均衡發(fā)展的重要作用。但在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域“雙師課堂”的研究相對較少，在促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)方面的教學(xué)實(shí)踐尤為少見。

四、指向深度學(xué)習(xí)的雙師課堂教學(xué)模式

面向深度學(xué)習(xí)的雙師教學(xué)模式流程圖

雙師課堂教學(xué)具有多種形式[8]，雙師教學(xué)是指兩位類似專業(yè)的教師在同一課堂中，根據(jù)教學(xué)任務(wù)的分配，相互配合的教學(xué)形式。上圖為面向深度學(xué)習(xí)的初中物理雙師教學(xué)的模式流程圖。在課前環(huán)節(jié)，線下教師分享學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況、教師教學(xué)水平等，兩位教師基于學(xué)情與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)同備課，并分配教學(xué)任務(wù)。課中環(huán)節(jié)是雙師教學(xué)的“主戰(zhàn)場”，兩位教師根據(jù)先前的任務(wù)分配進(jìn)行授課，以真實(shí)的物理情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與興趣，再將物理情境中包含的物理知識以問題、任務(wù)驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行合作探究，實(shí)驗(yàn)探究過程中，教師將問題層層推進(jìn)，挖掘思維的深度，促成學(xué)生深度學(xué)習(xí)，最后學(xué)生展示自己探究的結(jié)果，并接受質(zhì)疑和補(bǔ)充。課后環(huán)節(jié)兩位教師的教學(xué)反思是必不可少的，研討教學(xué)過程中的優(yōu)點(diǎn)與不足，思考是否真地促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

五、教學(xué)實(shí)踐

對“新能源與可持續(xù)發(fā)展”課例教材上的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)教材的編排雖然體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念，重視學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，但教材中對太陽能、核能的利用情況僅做簡單的介紹。此外，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核電站發(fā)電原理均是學(xué)生較難理解與掌握的知識點(diǎn)。基于對教材的分析以及對學(xué)生情況的了解，教師對本章內(nèi)容進(jìn)行重新整合，增加太陽能、核能發(fā)電原理、核電站構(gòu)造等拓展知識，并設(shè)計(jì)了相關(guān)的探究活動，促成新舊知識的融合與遷移應(yīng)用，讓學(xué)生在解決綜合問題中習(xí)得高階能力，達(dá)成初中物理深度學(xué)習(xí)。

針對本節(jié)課中核能部分關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、核電站發(fā)電原理核電站構(gòu)造等知識點(diǎn)，均是學(xué)生較難理解與掌握，教材配套的素材也不足以支持教師做深入講解等問題，本節(jié)課借助5G網(wǎng)絡(luò)與全息技術(shù)的力量引入專業(yè)的核電研究者講解這一部分的知識，運(yùn)用指向深度學(xué)習(xí)的雙師課堂教學(xué)模式，不僅可以極大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，也能更好地突破教學(xué)難點(diǎn)。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

PPT展示常規(guī)汽車與新能源汽車的車牌，提出問題：這兩種車牌有何區(qū)別？為什么鼓勵使用新能源汽車？有何好處？

【設(shè)計(jì)意圖】利用生活常見的場景，吸引學(xué)生興趣，啟發(fā)思考。

（二）拓展知識，啟發(fā)思維

圖文展示并講解“能源危機(jī)”與環(huán)境污染，指出使用新能源勢在必行，簡介常規(guī)能源和新能源的區(qū)別。對新能源的利用，主要是指將各種新能源轉(zhuǎn)化為電能。利用動態(tài)圖片和模具拓展了水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的原理。

利用三維教學(xué)素材，配合3D教學(xué)一體機(jī)和3D眼鏡，給學(xué)生提供類似于觀看3D電影感受的沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生身臨其境體驗(yàn)和理解太陽能轉(zhuǎn)化為電能的兩種方式（光熱發(fā)電和光伏發(fā)電）。

【設(shè)計(jì)意圖】現(xiàn)行教材中對太陽能利用情況僅做簡單介紹，對于現(xiàn)代人類利用太陽能產(chǎn)生電能的方法沒有提及，針對這一不足，教師增加了太陽能轉(zhuǎn)化為電能的兩種方式（光熱發(fā)電和光伏發(fā)電）的介紹。針對太陽能光熱發(fā)電廠難以接觸、半導(dǎo)體P-N節(jié)發(fā)光原理難以理解等問題，利用3D顯示技術(shù)，給學(xué)生營造沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生身臨其境體驗(yàn)和理解光熱發(fā)廠的基本組成和P-N節(jié)發(fā)電原理。使得這一具有不小難度的學(xué)習(xí)任務(wù)，在技術(shù)賦能下，轉(zhuǎn)化為可視化的場景。學(xué)生在沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境中，經(jīng)歷了復(fù)雜且有一定難度的問題學(xué)習(xí)的過程，理解掌握學(xué)科概念，啟發(fā)學(xué)科思維。

（三）問題驅(qū)動，合作探究

提供太陽能電池板、導(dǎo)線、小燈泡、開關(guān)等器材，連接電路，用太陽能電池板代替干電池驅(qū)動小燈泡工作。提出問題：①太陽能電池與干電池的區(qū)別；②太陽能電池輸出電壓及其影響因素；③輸出電壓超過小燈泡額定電壓時(shí)，電路如何改進(jìn)。

【設(shè)計(jì)意圖】在此實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，教師發(fā)揮引導(dǎo)作用，運(yùn)用問題鏈[9]，將問題層層推進(jìn)，在反思和追問中，挖掘思維的深度。在實(shí)驗(yàn)探究中通過問題解決，形成能力，培育良好的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。此外，實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)也是對前面所學(xué)電學(xué)知識的遷移應(yīng)用，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)新舊知識的融合，面向?qū)嶋H問題的解決，逐步優(yōu)化問題解決的策略。

（四）遠(yuǎn)程互動，啟發(fā)思維

借助5G遠(yuǎn)程全息技術(shù)，將身在異地的核電研究者史老師“請”到課堂中，講解①原子的構(gòu)成與核能的產(chǎn)生—核裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）；②原子彈原理—不可控核裂變；③核電站的構(gòu)造與發(fā)電原理；④我國核電站的分布以及核廢料的處理等知識。

【設(shè)計(jì)意圖】核能的來源、種類、核能發(fā)電原理、核電站的構(gòu)造與運(yùn)行等問題，現(xiàn)有的素材不足以支持教師對這些問題做深入地講解，因此借助技術(shù)的力量，讓專業(yè)的研究人員向?qū)W生普及關(guān)于核電知識，在這新穎的學(xué)習(xí)方式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情非常高漲。興趣是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，而激發(fā)學(xué)生的興趣是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要手段。同時(shí)，利用全息技術(shù)，將核裂變、核電站構(gòu)造等難以理解的知識用可視化的方式呈現(xiàn)，助力學(xué)生抽象思維的形成和建構(gòu)。另外，5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低延時(shí)的特點(diǎn)[10]，讓學(xué)生與教師幾乎能實(shí)時(shí)“面對面”互動交流，及時(shí)解決學(xué)生的疑問，促進(jìn)學(xué)生的思考。

（五）展示交流、培養(yǎng)責(zé)任

引導(dǎo)學(xué)生交流分享生活中節(jié)能減排的做法。

【設(shè)計(jì)意圖】科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科核心素養(yǎng)之一，通過交流分享節(jié)能小貼士，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)能意識與社會責(zé)任。

六、教學(xué)效果

（一）技術(shù)賦能，提升課堂效率

在3D顯示、5G全息等新技術(shù)的支持下，筆者將難以理解的物理概念、思維過程用可視化的方式呈現(xiàn)，突破了教學(xué)的難點(diǎn)，同時(shí)助力學(xué)生的抽象思維等高階思維的培養(yǎng)與形成。另一方面，5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低延時(shí)的特點(diǎn)，有效緩解了傳統(tǒng)雙師課堂中交互體驗(yàn)的問題，使得學(xué)生與線上教師的交流幾乎是零延時(shí)的，快速有效解決學(xué)生的疑問。

（二）雙師配合，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

雙師課堂不是兩位教師在課堂上簡單的組合疊加，而是在課前、課中、課后三個階段雙師之間精密的合作研討、專業(yè)的智慧分工、高效的動態(tài)調(diào)整。雙師課堂中雙師的配合，發(fā)揮兩位教師的優(yōu)勢，在物理知識的廣度、深度做了較好的拓展，以問題驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，學(xué)生在自主合作探究過程中挖掘思維的深度，在問題解決過程中習(xí)得知識與能力。深度學(xué)習(xí)是一種有意義的學(xué)習(xí)方式，表現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中的主動性，而技術(shù)支持下的雙師課堂，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性高漲，在活動中提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

七、結(jié)語

提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)是物理教學(xué)的價(jià)值與目的，而深度學(xué)習(xí)是使核心素養(yǎng)落地的重要教學(xué)手段，新一代技術(shù)與教學(xué)的融合，為物理深度學(xué)習(xí)提供新的形式與途徑。雙師課堂中，線上線下教師優(yōu)勢互補(bǔ)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理情境，通過實(shí)驗(yàn)探究等活動，習(xí)得解決復(fù)雜問題的能力，促進(jìn)高階思維的形成，提升物理核心素養(yǎng)，為學(xué)生的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。