基于深度學(xué)習(xí)的高中物理課堂構(gòu)建探析

唐桂平(江蘇省淮安市洪澤湖高級(jí)中學(xué) 223100)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》明確將科學(xué)思維與科學(xué)探究能力作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的組成內(nèi)容,這意味著物理教學(xué)要進(jìn)行深層次的學(xué)習(xí)探究與拓展。為提供更具挑戰(zhàn)性和實(shí)踐性的學(xué)習(xí)體驗(yàn),教學(xué)中需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)情境,將物理知識(shí)融入現(xiàn)實(shí)世界,讓學(xué)生能在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)。同時(shí),教師在課堂中扮演重要角色,通過(guò)有效引導(dǎo)和指導(dǎo),激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性和參與度,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中成為真正的知識(shí)探索者。

一、進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的課堂背景: 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境

深度學(xué)習(xí)要基于真實(shí)情境,給學(xué)生提供一個(gè)貼近實(shí)際、具有實(shí)踐性的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種背景下的教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和參與度,培養(yǎng)他們?cè)谡鎸?shí)場(chǎng)景中應(yīng)用物理知識(shí)解決問(wèn)題的能力,從而加深對(duì)知識(shí)的理解和內(nèi)化。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往局限于理論知識(shí)的講授和計(jì)算題的練習(xí),學(xué)生很難將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)。創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境能將物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界相聯(lián)結(jié),使學(xué)生能夠在真實(shí)情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用。創(chuàng)設(shè)情境需要將物理知識(shí)融入學(xué)生日常生活和實(shí)際場(chǎng)景中,使其在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)。通過(guò)引入真實(shí)的生活事件或物理項(xiàng)目,學(xué)生能更好地理解物理概念和原理,并將其應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題的解決中。

以人教版高中物理必修一“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例,教師可以提出一個(gè)學(xué)習(xí)挑戰(zhàn),讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)裝置,保護(hù)一個(gè)雞蛋從一定高度自由落下時(shí)不破碎。這個(gè)項(xiàng)目創(chuàng)設(shè)了真實(shí)情境,模擬了現(xiàn)實(shí)生活中可能會(huì)遇到的問(wèn)題。學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí),包括自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、速度和加速度的計(jì)算等,來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)有效的保護(hù)裝置。他們需要考慮裝置的結(jié)構(gòu)、材料的選擇、緩沖措施等因素,以減小雞蛋落地時(shí)的沖擊力,從而保護(hù)雞蛋不破碎。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目,學(xué)生不僅能夠?qū)ⅰ白杂陕潴w運(yùn)動(dòng)”中的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中,還能培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和解決問(wèn)題能力。他們需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推斷,不斷改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣的教學(xué)情境能將學(xué)生從傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)中解放出來(lái),在實(shí)際問(wèn)題中發(fā)揮自己的思考和創(chuàng)造能力。

二、進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ): 教師有效引導(dǎo)與學(xué)生高度投入

在基于深度學(xué)習(xí)的高中物理課堂構(gòu)建中,教師的有效引導(dǎo)和學(xué)生的高度投入是兩個(gè)關(guān)鍵要素。一方面,教師的有效引導(dǎo)是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。教師在課堂中扮演著重要角色,不僅是知識(shí)傳授者,更應(yīng)成為學(xué)生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)者和啟發(fā)者。教師應(yīng)該采用啟發(fā)式教學(xué)方法,通過(guò)提出問(wèn)題、引導(dǎo)思考、激發(fā)好奇心等方式,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探索,促進(jìn)他們的自主學(xué)習(xí)和深度思考。另一方面,學(xué)生的高度投入是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的重要保證。學(xué)生應(yīng)當(dāng)積極參與課堂活動(dòng),對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行主動(dòng)提問(wèn)、思辨和探索,也要積極與同學(xué)進(jìn)行合作、討論和交流,互相啟發(fā)和促進(jìn),共同構(gòu)建知識(shí)的共同體。

以學(xué)習(xí)人教版高中物理必修一“摩擦力”為例,可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)探究的方式來(lái)理解和應(yīng)用摩擦力的概念和原理。首先,可以提出一個(gè)問(wèn)題,如何減小或增大物體的摩擦力? 激發(fā)學(xué)生思考和探索欲望,使他們主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中。然后,組織學(xué)生進(jìn)行小組合作,共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中,教師通過(guò)提問(wèn)、討論和解釋,引導(dǎo)學(xué)生理解摩擦力的概念和原理,并指導(dǎo)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中進(jìn)行操作和觀察。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察,收集大量數(shù)據(jù)后,需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推斷,與小組成員討論交流,分享實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果,互相啟發(fā)和促進(jìn)。這種深度學(xué)習(xí)的過(guò)程,不僅提高了學(xué)生對(duì)摩擦力的理解和掌握程度,更培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)。

三、構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的課堂共同體

1.愿景引導(dǎo):凝聚個(gè)體與群體的期待

在高中物理課堂中,教師需要明確并傳達(dá)積極而具有挑戰(zhàn)性的愿景?？梢允枪膭?lì)學(xué)生充分發(fā)展自己的思維能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),或者是激勵(lì)學(xué)生將所學(xué)物理知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題,促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。通過(guò)愿景引導(dǎo),向?qū)W生傳遞對(duì)物理學(xué)的熱愛(ài)和追求,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理的重要性和意義。這種愿景引導(dǎo),不僅僅是教師的期待,也是學(xué)生個(gè)體和整個(gè)學(xué)習(xí)群體的期待。教師可以與學(xué)生一起探討和制定學(xué)習(xí)目標(biāo),并將其與愿景相連接。通過(guò)與學(xué)生的互動(dòng)和合作,了解學(xué)生的興趣和需求,進(jìn)一步調(diào)整和精化課程愿景。教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)自己的潛力和興趣,讓他們對(duì)學(xué)習(xí)物理保持持續(xù)的動(dòng)力和激情。

以人教版高中物理必修三“串聯(lián)電路與并聯(lián)電路”為例,可以向?qū)W生展示電路在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用,如電子設(shè)備、電動(dòng)車(chē)輛、太陽(yáng)能發(fā)電等。通過(guò)這些實(shí)際應(yīng)用的例子,激發(fā)學(xué)生對(duì)電路的興趣,并引導(dǎo)學(xué)生思考如何運(yùn)用所學(xué)電路知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。與學(xué)生一起制訂學(xué)習(xí)目標(biāo),如探索如何設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)能、高效的電路系統(tǒng),以應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染等挑戰(zhàn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考和討論,讓他們了解到學(xué)習(xí)電路知識(shí)的重要性,以及將所學(xué)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的潛力。這樣的愿景引導(dǎo)能夠推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和自主學(xué)習(xí),促進(jìn)深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)。

2.氛圍營(yíng)造:打破學(xué)生的心理圍墻

創(chuàng)造積極、包容和鼓勵(lì)的學(xué)習(xí)氛圍,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力,使他們更加積極主動(dòng)地參與深度學(xué)習(xí)。在課堂上,教師應(yīng)該傳遞一種尊重和關(guān)懷的態(tài)度,讓學(xué)生感受到他們的存在和重要性。教師可以?xún)A聽(tīng)學(xué)生聲音,關(guān)注他們的需求和興趣,并積極回應(yīng)和支持他們的學(xué)習(xí)。還可以鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)自己觀點(diǎn)和想法,給予肯定和鼓勵(lì),打破學(xué)生內(nèi)心困惑和顧慮,建立起師生之間的信任關(guān)系。與此同時(shí),也要?jiǎng)?chuàng)造積極、包容的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和成就感。教師可以通過(guò)組織互動(dòng)活動(dòng)、小組合作和討論等方式,促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)和合作。這種互動(dòng)可以促使學(xué)生之間的交流和思想碰撞,拓寬他們的視野,打破個(gè)人心理圍墻。也可以鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn),讓他們相互學(xué)習(xí)和借鑒,形成學(xué)習(xí)共同體。

例如,在“串聯(lián)電路與并聯(lián)電路”討論電路概念時(shí),教師可以邀請(qǐng)學(xué)生分享自己對(duì)電路的理解或?qū)嶋H應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),通過(guò)肯定和鼓勵(lì),激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和自信心。其次還提供一系列的電路實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生以小組形式設(shè)計(jì)、搭建和測(cè)試電路,通過(guò)互相交流和合作,共同解決實(shí)際問(wèn)題。接下來(lái),再鼓勵(lì)學(xué)生展示自己的電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果或解決問(wèn)題的思路,從而啟發(fā)其他同學(xué)。教師可以提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生進(jìn)行展示、分享或小組討論,從而促進(jìn)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)交流和合作。這種學(xué)生間的分享和互相學(xué)習(xí)打破了學(xué)生個(gè)人心理圍墻,激發(fā)了他們對(duì)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和深度思考。

3.情境創(chuàng)設(shè):升級(jí)學(xué)習(xí)的進(jìn)階

創(chuàng)設(shè)具體問(wèn)題的情境,有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和深度思考,使學(xué)生在實(shí)際情境中應(yīng)用物理知識(shí),從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)應(yīng)用的進(jìn)階。在課堂上,教師在情境創(chuàng)設(shè)中可以充分利用多種教學(xué)工具和資源,以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和深度思考。比如,可以通過(guò)使用模型、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或計(jì)算機(jī)模擬軟件等教學(xué)工具,讓學(xué)生親自進(jìn)行實(shí)際操作和觀察,從而深入理解物理現(xiàn)象和原理。通過(guò)實(shí)踐,學(xué)生能夠親身體驗(yàn)物理規(guī)律的實(shí)際效果,增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的直觀認(rèn)知。教師還可以引入來(lái)自真實(shí)世界的數(shù)據(jù)和案例,讓學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、解釋和實(shí)證研究,從而進(jìn)一步深化對(duì)物理概念和知識(shí)的理解。這種情境創(chuàng)設(shè)可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力,提高他們的學(xué)習(xí)效果和成就感。

例如,在探索“串聯(lián)與并聯(lián)電路”實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以引入計(jì)算機(jī)模擬軟件,讓學(xué)生通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)探索電路。使用計(jì)算機(jī)模擬軟件,學(xué)生可以自由地調(diào)整電路參數(shù),觀察電流、電壓和功率的變化,并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。例如,使用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件模擬不同電阻值和電源電壓下串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特性,并通過(guò)數(shù)據(jù)的收集和分析來(lái)驗(yàn)證電路規(guī)律。這樣的虛擬實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生更深入地理解電路原理,并培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析能力。這樣的情境教學(xué)策略,可以使教學(xué)從演示進(jìn)階到動(dòng)手操作的直接學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和成就感,促進(jìn)他們學(xué)習(xí)主動(dòng)性和深度思考。

4.變式訓(xùn)練:促進(jìn)知識(shí)的遷移運(yùn)用

變式訓(xùn)練強(qiáng)調(diào)知識(shí)的靈活遷移和運(yùn)用,旨在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力,幫助他們建立與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系,將學(xué)習(xí)遷移到實(shí)際生活應(yīng)用上,從而提高學(xué)習(xí)的深度和效果。在變式訓(xùn)練中,可以設(shè)計(jì)不同形式和難度的問(wèn)題,要求學(xué)生在不同的情境中應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行解決。這種訓(xùn)練形式不僅考查學(xué)生對(duì)基本概念和原理的理解,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)靈活應(yīng)用到不同情況的能力。也可以設(shè)計(jì)開(kāi)放性、多樣化的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生自主選擇自己感興趣的物理問(wèn)題進(jìn)行深入研究,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、模擬或數(shù)據(jù)分析,最終呈現(xiàn)自己的研究成果。這樣的變式訓(xùn)練可以激發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)造力,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。

例如,“串聯(lián)電路與并聯(lián)電路”這節(jié)課,教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)問(wèn)題,要求學(xué)生分析一個(gè)復(fù)雜的串并聯(lián)電路,其中包含多個(gè)電阻和電源。學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的串并聯(lián)電路規(guī)則,計(jì)算電路中各元件的電流和電壓,解決電路問(wèn)題,如等效電阻、功率計(jì)算或電路穩(wěn)定性分析等。同時(shí),對(duì)不同能力的學(xué)生要采取個(gè)性化的訓(xùn)練方法,根據(jù)學(xué)生水平與興趣,設(shè)計(jì)多層次的學(xué)習(xí)任務(wù),如簡(jiǎn)單的串并聯(lián)電路設(shè)計(jì)、電路問(wèn)題的探尋與優(yōu)化、電路的應(yīng)用場(chǎng)景或電路的故障排除等。通過(guò)這樣的變式訓(xùn)練,學(xué)生不僅鞏固了對(duì)串并聯(lián)電路的理解,還培養(yǎng)了將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到復(fù)雜情境中的能力,進(jìn)一步培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)素養(yǎng),為其未來(lái)學(xué)習(xí)與職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。