基于深度學習的初中物理大單元教學策略探究

摘 要：初中物理學科知識具有較強的連貫性，教師采用大單元教學策略將多個單元的知識進行有機整合，能夠有效提高教學質(zhì)量，為學生提供全面、系統(tǒng)的教學內(nèi)容。為進一步培養(yǎng)學生物理學科思維，使其掌握物理概念及規(guī)律的本質(zhì)，教師需要在大單元教學策略中融合深度學習理念，促進學生學科綜合素養(yǎng)的形成。文章結(jié)合對大單元教學的分析，對基于深度學習的初中物理大單元教學策略進行探究。

關鍵詞：深度學習；初中物理；大單元教學

作者簡介：胡德華（1986—），男，貴州省銅仁市松桃苗族自治縣第二中學。

大單元教學策略的應用為深度學習理念的實現(xiàn)提供了重要載體。在初中物理教學中，為促進學生多種思維能力的形成，教師一方面需要注重單元知識的整合，另一方面需結(jié)合物理實驗以及實際生活現(xiàn)象，引導學生深入探究各類物理概念，在幫助學生理解物理規(guī)律以及概念的同時引導學生實現(xiàn)深度學習，促進學生學科綜合素養(yǎng)的形成和物理教學質(zhì)量的提升。

一、深度學習大單元教學策略價值分析

（一）符合物理學科教學規(guī)律

初中物理學科包含眾多概念以及物理規(guī)律，這些概念及規(guī)律在促進學生思維能力發(fā)展方面具有重要的教育價值。在傳統(tǒng)教學中，部分物理教師為加快教學進度，將物理概念或規(guī)律單獨提煉出來為學生講解。這種教學方式雖然能夠加深學生對物理知識的理解，但并未結(jié)合學生日常生活經(jīng)驗或已積累的知識引導他們從多個維度進行學習，致使學生難以實現(xiàn)新舊知識的銜接。

深度學習大單元教學策略下，教師不僅需要將內(nèi)容相似的教學內(nèi)容整合為大單元，還需要結(jié)合學生日常生活或者社會案例引導學生探究物理知識在現(xiàn)實生活中的應用。學生通過討論以及實驗檢驗的方式論證自己的猜想，能增強知識遷移能力，在真實的生活情境中學以致用，最終充分發(fā)揮物理學科在思維及學習能力培養(yǎng)方面的重要價值。

（二）重視學生學習過程

以人教版初中物理教材為例，現(xiàn)階段初中物理教材中包含眾多有趣的物理實驗，教師需要結(jié)合這些物理實驗，引導學生從生活現(xiàn)象的角度出發(fā)探究各種實驗的科學本質(zhì)。深度學習大單元教學策略下，無論是實驗探究、猜想假設還是結(jié)論獲取環(huán)節(jié)，都需要教師以問題為導向，關注學生在學習過程中多種學習能力以及情感價值觀的變化，通過項目推進的方式幫助學生明確學習方向，結(jié)合多種學習策略解決實際問題。相比于傳統(tǒng)教學策略，依托深度學習理念的大單元教學策略能夠幫助教師進一步發(fā)揮物理教材中各種物理實驗的教育價值，改變原有注重學習結(jié)果的教學重心，重點關注學生的學習過程［1］。

（三）符合學生認知思維發(fā)展規(guī)律

初中生的抽象思維正處于發(fā)展階段，其可能因認知偏差對一些抽象復雜的學科概念存在一定學習困難，但他們對新鮮事物普遍具有較強的好奇心以及學習興趣［2］。深度學習大單元教學策略下，教師一方面可以結(jié)合教材進行教學，另一方面可以利用互聯(lián)網(wǎng)平臺為學生提供各種有趣的現(xiàn)實生活案例作為教學內(nèi)容補充。各種有趣的生活現(xiàn)象或者實驗現(xiàn)象能夠充分激發(fā)學生的學習興趣，教師引導學生對各種現(xiàn)象進行猜想假設并為其提供實驗器材進行實踐，能夠進一步發(fā)揮學生的主觀能動性，使其以積極的心態(tài)參與到各項學習活動當中。相比于傳統(tǒng)教學方式，深度學習大單元教學符合學生認知思維發(fā)展規(guī)律，可以滿足學生個性化學習需求，有利于學生學科素養(yǎng)的形成［3］。

二、基于深度學習的大單元教學概述及流程分析

（一）深度學習理念

深度學習理念下學生的學習方式以及學習過程具有主動、重視理解記憶以及涉及高階思維的特點［4］。教師需要創(chuàng)新原有教學方式，主動為學生傳遞課堂核心學習內(nèi)容或為學生提供具有挑戰(zhàn)性的綜合性任務，引導學生結(jié)合自身認知水平，圍繞物理學科核心概念，從物質(zhì)觀、運動觀、相互作用觀和能量觀等角度出發(fā)進行綜合分析。在此期間，學生需要采用自主學習以及合作探究的方式，利用物理模型、科學推理論證以及批判性思維解決實際問題，在與他人碰撞思維的過程中習得優(yōu)秀學習策略并解決自身存在的學習問題，最終培養(yǎng)問題解決能力問題、創(chuàng)新思維、合作學習能力，促進自身學科核心素養(yǎng)的發(fā)展［5］。

作為一種綜合性較強的理念，深度學習理念在為學生綜合素養(yǎng)形成開辟新的發(fā)展道路的同時，對教師的教學能力也提出了更高的要求。教師需要重視學生的知識習得過程，根據(jù)學生學習進程靈活調(diào)整教學內(nèi)容以及考評策略，引導學生進行知識整合及自主建構(gòu)，確保教學質(zhì)量［6］。

（二）大單元教學策略

大單元教學策略在現(xiàn)階段初中物理學科領域中的應用較為廣泛。大單元教學需要教師以單元為教學設計單位，著重突出教學內(nèi)容的統(tǒng)整性以及遞進性，改變原有以課時為主導的教學設計策略，將知識作為教學核心內(nèi)容，為學生構(gòu)建一個科學完整的單元知識框架體系，引導學生循序漸進地了解知識、掌握知識、靈活運用知識［7］。實踐證明，大單元教學是實施深度學習的有效手段。

為發(fā)揮大單元教學策略的價值，教師需要重視以下幾點。首先，教師需要注重對單元知識的梳理，將各單元整合為大單元時需要明確每個單元的側(cè)重點［8］。其次，教師需要明確教學期望，采用大單元教學策略本質(zhì)上是引導學生實現(xiàn)深度學習，發(fā)揮深度學習的應用價值。因此，教師一方面需要基于大單元為學生設立宏觀學習目標，讓學生知道單元的知識框架，另一方面還需要結(jié)合大單元中的獨立單元知識為學生設立微觀學習目標，讓學生知道每節(jié)課需要掌握什么知識、知曉什么概念。最后，教師需要采用新型教學評價方式。新型教學評價以深度學習要求為內(nèi)核，教師需要重點關注學生在接受大單元教學活動后，學習能力是否達到深度學習對應的層級要求，例如學生是否能夠掌握物理知識的內(nèi)涵、是否能夠結(jié)合實際生活探究物理知識的體現(xiàn)、是否能夠在不同情境下利用所學物理知識解決實際問題等等［9］。

（三）深度學習大單元教學流程分析

深度學習大單元教學流程主要包括四個方面。其一，教師需要在教學活動開展前期與學生構(gòu)建有效的溝通渠道，利用一對一訪談或者應用題測試的方式了解學生的基礎知識以及實踐技能掌握情況。同時，教師還需要關注學生學科學習興趣以及學生在學習過程中的行為動機，盡可能全面地收集學生的學習數(shù)據(jù)，以確保大單元教學活動符合學生實際學情［10］。其二，教師需要對教材進行分析，一方面需要將教材中內(nèi)容相似或者具有階段性的單元整合為大單元教學內(nèi)容，另一方面還要根據(jù)學生實際學情靈活調(diào)整教學內(nèi)容。其三，教師需要為學生設計具有一定挑戰(zhàn)性的綜合問題。挑戰(zhàn)性的綜合問題需要以實際生活為案例，確保學生能夠在日常生活中做到知識應用。其四，教師需要以深度學習要求為內(nèi)核構(gòu)建教學評價體系，將過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合，注重學生的知識習得過程，了解教學活動結(jié)束后學生的能力達到了深度學習的哪一層級。

三、初中物理深度學習大單元教學策略

（一）學生學情分析

教學活動開始前，教師需要采取多元化方式對學生學情進行分析，在日常教學期間與學生加強溝通交流，主動詢問學生近期遇到的學習困難。對于頻繁出現(xiàn)學習問題的學生，教師一方面需要鼓勵這些學生，另一方面需要及時記錄學生學習能力的變化情況以及他們遇到的不同問題。例如，教師通過溝通交流發(fā)現(xiàn)少數(shù)學生對物理概念存在認知偏差，致使其難以正確分析物理實驗現(xiàn)象。對此，教師需要加強對物理概念的講解，將物理實驗或者有趣的生活現(xiàn)象與物理概念相聯(lián)系。

若物理教師采用線上線下相結(jié)合的教學方式為學生開展教學活動，則需要重視線上學習平臺的后臺管理系統(tǒng)的重要價值。依托后臺管理系統(tǒng)，教師能夠?qū)崟r監(jiān)測每位學生線上學習時長、作業(yè)完成情況以及討論區(qū)問題回答情況。利用數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)建模的方式能夠?qū)⒚课粚W生基本學習情況進行可視化呈現(xiàn)，以便教師及時了解學生實際學情，調(diào)整教學策略。

（二）大單元教學整合

以人教版初中物理教材為例，為幫助學生形成正確的物理觀念并提高學生的思維水平，針對內(nèi)能、比熱容以及能量轉(zhuǎn)化守恒這些重要知識點，教師可以將八年級上冊第3章《物態(tài)變換》、九年級全一冊第13章《內(nèi)能》和第14章《內(nèi)能的利用》統(tǒng)整為大單元，根據(jù)不同單元內(nèi)容分別為學生設計多個實際問題。例如，根據(jù)《物態(tài)變換》章節(jié)要求學生理解液化放熱知識點；結(jié)合《內(nèi)能》中比熱容的概念引導學生進一步探究不同物質(zhì)的熔點；利用多媒體設備為學生播放有關鍋爐以及火爐的紀錄片，引導學生結(jié)合《內(nèi)能的利用》章節(jié)探究能量的轉(zhuǎn)化和守恒。

（三）問題設計與實驗流程

在上述大單元整合的基礎上，此次深度學習大單元教學可以設計兩個綜合性問題：暖氣原理、火爐燒水效率。教師需要將班級學生劃分成5人小組，要求每個學習小組選出一名組長、一名記錄員以及三名組員。三名組員需要從課外書、物理教材以及互聯(lián)網(wǎng)平臺等渠道收集有關暖氣的案例以及數(shù)據(jù)信息。在此期間，組長需要協(xié)調(diào)每位組員的學習過程，幫助每位組員明確自身職責。記錄員需要及時將每位組員收集到的信息進行整理，利用思維導圖總結(jié)各種物理現(xiàn)象以及實驗結(jié)果涉及的物理概念。

完成上述準備工作后，教師需要明確教學期望并為學生設計綜合性問題。由于本次課涉及內(nèi)能、能量守恒定律以及物態(tài)變化等物理學概念，因此教師需要確保學生在完成各項學習環(huán)節(jié)后能夠?qū)ι鲜鑫锢砀拍钜约跋嚓P實驗產(chǎn)生清晰直觀的認知。為此，教師可以要求學生利用正確的信息資訊收集方式探究暖氣的原理以及火爐燒水效率，并通過組間合作的方式思考如何提高熱機效率。

例如，教師可向?qū)W生提出問題：冬季時期，一些北方學校會采用鍋爐燒水的方式為整個教學樓供暖。請大家探究，若用煤燃燒來提供2.8×107J的熱量，需完全燃燒多少千克煤？理論計算與實際應用之間是否存在差值？并談談暖氣工作原理、我國年煤炭消耗量以及提高火爐燒水效率的方式。

這一問題涉及煤的熱值以及煤發(fā)熱值和質(zhì)量關系，學生需要利用互聯(lián)網(wǎng)平臺調(diào)查我國冬季煤炭消耗量以及煤炭的熱值，并結(jié)合熱值以及比熱容等物理量探究煤炭燃燒期間熱量的損耗。在探究暖氣工作原理以及我國年煤炭消耗量問題時，學生可親自前往鍋爐廠進行社會調(diào)研，也可利用互聯(lián)網(wǎng)平臺收集相關資訊。在探究提高火爐燒水效率方式的問題時，教師可以制作簡易裝置并帶領學生在安全環(huán)境下開展物理學實驗，要求學生從散熱角度探究如何利用最少量的煤炭將水燒開，在確保安全的前提下引導學生對實驗裝置進行改進。

為進一步幫助學生理解物理知識概念，教師可通過創(chuàng)設生活化情境的方式，結(jié)合實際生活案例，引導學生探究日常生活中煤炭、液化罐等燃料的應用場景。學生需要分別從燃燒效率、環(huán)境保護以及安全性的角度出發(fā)展開探究。

四、基于深度學習的教學評價

基于深度學習的教學評價需要教師采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方式。

在過程性評價方面，教師需要從核心知識、深度思維以及情感體驗三個角度出發(fā)，觀察學生在學習初期是否對核心概念建立起了初步認知，在經(jīng)過一段時間學習后是否能夠?qū)ξ锢碇R產(chǎn)生不同見解，在知識探究過程中遇到困難時是否可以與其他同伴協(xié)力解決。

在終結(jié)性評價方面，教師需要分別從科學思維以及物理觀念角度出發(fā)，了解學生學科核心素養(yǎng)水平，如學生是否能夠意識科學創(chuàng)新思維對社會發(fā)展的重要意義、是否能夠利用物理知識解決現(xiàn)實生活中的問題等。每次大單元教學結(jié)束后，教師可以進行一次小測，以檢測學生對大單元知識的掌握情況，然后查缺補漏、對癥下藥，為學生找到改進學習方式的方法。

結(jié)語

綜上所述，基于深度學習理念的大單元教學策略在初中物理教學領域中能發(fā)揮重要價值。實際教學期間，教師不僅要實現(xiàn)各章節(jié)單元知識點的有效整合，還要利用各種物理學實驗以及生活現(xiàn)象引導學生深入探究物理知識的本質(zhì)，從而幫助學生在多種教學活動中提高思維品質(zhì)、錘煉各種技能。

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