深度學習視域下高中物理單元整體教學探究

摘" 要：深度學習理念強調(diào)“理解—構(gòu)建—應(yīng)用評價”的層次性思維，這與單元整體教學設(shè)計理念相匹配。本文以2019年人教版高中物理必修第一冊中的“運動和力的關(guān)系”單元整體教學為例，通過理論分析，探討通過單元整體教學來提升物理教學深度的路徑。文章按照“理解—構(gòu)建—應(yīng)用評價”的維度階段，梳理深度學習視域下高中物理單元整體教學設(shè)計，旨在深化學生對“運動和力的關(guān)系”的理解和提高學生深度學習能力。

關(guān)鍵詞：深度學習；單元整體教學；運動和力的關(guān)系

1" 引言

隨著《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）的實施，學生的深度學習在高中物理教學活動中愈顯重要?！墩n程標準》提出“提高學生綜合運用知識解決實際問題的能力，幫助教師和學生把握教與學的深度和廣度”［1］，強調(diào)促進學生的深度學習，旨在培養(yǎng)學生的分析、應(yīng)用、評價、整合的高階思維，促進學生培養(yǎng)自主探索與解決問題的能力。

2019年人教版高中物理必修第一冊第四章為“運動和力的關(guān)系”單元，該單元主題與內(nèi)容緊密結(jié)合，整體課時以定律、實驗、運算、應(yīng)用、現(xiàn)象的順序進行編排，內(nèi)容邏輯清晰，適合進行單元整體教學設(shè)計，能夠使學生快速構(gòu)建系統(tǒng)的知識架構(gòu)并綜合運用所學知識進行實踐。因此，本文將以該單元為例，論述深度學習視域下高中物理單元的整體教學設(shè)計過程。

2" 單元整體教學提升物理教學深度學習效果的理論分析

2.1" 深度學習與單元整體教學的定義與理論聯(lián)系

何玲與黎加厚曾對深度學習進行定義，即深度學習是指在理解分散知識的基礎(chǔ)上，將知識整合并構(gòu)建成系統(tǒng)的知識體系，并將知識融入原有的認知結(jié)構(gòu)中，分析、聯(lián)系、評價眾多概念，將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策和解決實踐問題的學習。［2］

單元整體教學是指以一個完整的學習單元作為教學的基本單位，將各種相關(guān)的學習內(nèi)容有機地組織起來，使學生在整個學習過程中形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，以便能夠整體性地理解與應(yīng)用相關(guān)的概念與知識內(nèi)容。［3］

以上兩個理論都十分注重學生的綜合性理解和應(yīng)用能力。深度學習教學理論通過將知識整合為系統(tǒng)的知識體系，鼓勵學生運用所學的知識解決實踐問題和做出決策。單元整體教學理論通過組織相關(guān)的學習內(nèi)容，幫助學生形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，以便能整體性地理解與應(yīng)用相關(guān)的概念和知識。這兩個理論可以相互支持和補充，深度學習教學理論提供了關(guān)于知識整合和應(yīng)用的框架，而單元整體教學理論則提供了組織和連接學習內(nèi)容的方法。

2.2" 單元整體教學提升深度學習效果的維度

單元整體教學提升深度學習效果的維度體現(xiàn)為“理解—構(gòu)建—應(yīng)用評價”遞進過程（見圖1）。第一層次為知識的理解性。知識的理解是深度學習的基礎(chǔ)，其目標是促進學生對所學知識的深入理解和內(nèi)化，培養(yǎng)學生自主學習能力、批判性思維和問題解決能力。第二層次為知識的構(gòu)建性。深度學習需要在學習之初以整體性的視角進行梳理，發(fā)現(xiàn)不同知識點之間的相互聯(lián)系，構(gòu)建系統(tǒng)的知識框架，通過將新知識與已有的知識框架和概念相結(jié)合，建立更為完整和深入的知識體系。第三層次為知識的遷移性與應(yīng)用性。深度學習注重將所學的知識與實際問題相連接，可以通過實踐、項目等方式來應(yīng)用評價所學知識，并檢驗其效果。單元整體教學提升深度學習效果的維度有明顯的知識層次推進性，包括知識理解、聯(lián)系構(gòu)建、遷移與知識的應(yīng)用評價。［4］

2.3" 深度學習視域下的單元整體教學設(shè)計邏輯

單元整體教學設(shè)計步驟如圖2所示。第一步，確定該單元的主題與單元整體的學習目標，明確學生單元結(jié)束后需要掌握的知識；第二步，將整個單元的內(nèi)容劃分為小單元，每個小單元圍繞特定的概念、主題或技能進行展開，為每個小單元制定具體的學習目標，確保學生在每個小單元結(jié)束時能夠達到特定的目標；第三步，根據(jù)單元內(nèi)容和學習目標，設(shè)計相應(yīng)的教學策略，選擇適當?shù)慕虒W方法，以促進學生的主動參與和學習；第四步，在單元整體教學的過程中，持續(xù)進行評估和反饋，以了解學生的學習進展和理解程度；最后一步，對單元整體內(nèi)容進行知識整合和總結(jié)，促進學生從整體上掌握理解單元整體概念，并形成更深入的理解和綜合應(yīng)用能力。

在深度學習視域下，高中物理單元整體教學設(shè)計在強調(diào)單元學習按照深度學習層次性階段——“理解—構(gòu)建—應(yīng)用評價”來整體化有序設(shè)計單元教學，即理解為確定單元主題和整體學習目標、劃分單元內(nèi)容和制定單元學習目標，構(gòu)建為設(shè)計教學策略，應(yīng)用評價為評估與反饋、整合與總結(jié)。

3" 單元整體教學知識的理解階段單元整體教學設(shè)計

提升深度學習的第一層維度為知識的理解階段。其內(nèi)涵為清晰地理解知識的內(nèi)在含義，掌握知識的普遍方式與原理，通過觀察、總結(jié)、舉例得出結(jié)論，并且借助學習與應(yīng)用來鞏固對知識的理解，同時強調(diào)對分散知識進行基礎(chǔ)的理解與掌握。

3.1" 確定單元主題與單元

整體學習目標確定單元主題與單元整體

學習目標是深度學習視域下單元整體教學設(shè)計的基礎(chǔ)。具體而言，第一步，分析所涉及的《課程標準》和學科知識體系，確定需要覆蓋的關(guān)鍵概念與知識點；第二步，選擇一個明確的主題作為單元的中心；第三步，制定單元整體學習目標。

“運動和力的關(guān)系”單元

整體探討了牛頓運動定律的提出、應(yīng)用、現(xiàn)象，通過定量、定性、實驗探究等方式著重對運動與力的關(guān)系進行研究。通過對整個單元進行分析，確定本單元中心主題為“運動和力的關(guān)系”，并且確立單元整體學習目標（見表1）。

3.2" 劃分單元內(nèi)容

深度學習視域下單元整體教學設(shè)計的重點是劃分單元內(nèi)容。劃分單元內(nèi)容需要分析其結(jié)構(gòu)和中心主題，識別邏輯相關(guān)的主題和子主題，為每個主題確定具體的知識點和關(guān)鍵概念，并分析各個主題之間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯關(guān)系，最后根據(jù)主題之間的聯(lián)系和難度，確定單元內(nèi)容的學習順序。

“運動和力的關(guān)系”單元圍繞中心主題，設(shè)計六節(jié)課程。第一節(jié)“牛頓第一定律”是整體單元的基礎(chǔ)，也是后續(xù)學習的前置知識。第二節(jié)通過“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗解釋了第三節(jié)“牛頓第二定律”。第四節(jié)“力學單位制”明晰了力學單位的基本運算，為第五節(jié)“牛頓運動定律的運用”與第六節(jié)“超重和失重”現(xiàn)象分析判斷提供了前置知識?！斑\動和力的關(guān)系”單元整體設(shè)計符合單元整體教學的順序邏輯與學生的學習邏輯。本文通過整體分析“運動和力的關(guān)系”單元，確定了教學順序，劃分了單元內(nèi)容，并梳理了各單元內(nèi)容的關(guān)鍵概念與知識點（見表2）。

3.3 "制定單元內(nèi)容學習目標

制定單元內(nèi)容學習目標是根據(jù)單元劃分的內(nèi)容，以整體性知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建、關(guān)鍵概念和知識點的掌握為前提進行目標設(shè)計。學習目標的設(shè)計需要先制定明確、具體、可衡量和可達到的學習目標，再對學習目標進行分解，以確保目標保持邏輯上的進階關(guān)系。

以“運動和力的關(guān)系”單元第3節(jié)“牛頓第二定律”為例，通過分析該單元內(nèi)容的關(guān)鍵概念，即牛頓第二定律的含義、牛頓第二定律的應(yīng)用范圍以及合外力、速度和加速度的關(guān)系，制定三個單元學習目標（見表3），并根據(jù)邏輯分解學習目標，以滿足學習目標具體、明確、可衡量和可達到的要求。

4" 單元整體教學中知識的構(gòu)建階段

單元整體教學提升深度學習的第二層維度為知識的構(gòu)建階段。其內(nèi)涵為通過第一層知識的理解，進而將理解的知識匯總為系統(tǒng)性的知識架構(gòu)，旨在為學生建立知識體系。

設(shè)計教學策略是深度學習視域下單元教學設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。在整體設(shè)計之前，需分析學生對前置知識的掌握程度、興趣水平及學習質(zhì)量，根據(jù)學生的狀態(tài)選擇適合的教學策略，最后進行教學活動設(shè)計。

以第一節(jié)“牛頓第一定律”為例進行教學活動設(shè)計。首先，確定該內(nèi)容知識構(gòu)建階段的學習目標；其次，分析學生對該內(nèi)容關(guān)鍵概念、知識點的掌握情況與興趣水平，調(diào)查發(fā)現(xiàn)學生對牛頓第一定律知識有一定的了解與興趣；再次，根據(jù)調(diào)查結(jié)果選擇小組合作討論模式，并進行實踐教學活動設(shè)計（見表4）；最后，結(jié)合教學，設(shè)計牛頓第一定律知識框架（見圖3），在小組學生講演結(jié)束后引導學生完善小組知識框架。

5" 單元整體教學知識的應(yīng)用評價階段

單元整體教學提升深度學習的維度第三層為知識的應(yīng)用評價階段。其內(nèi)涵為學生將知識系統(tǒng)化后解釋現(xiàn)實案例，以及利用所學知識解決現(xiàn)實問題，主旨是培養(yǎng)學生的應(yīng)用、評價、創(chuàng)造的高階思維能力。

5.1" 評估與反饋

評估與反饋是深度學習視域下單元整體教學中教師對學生的學習質(zhì)量的檢驗，其評價需要引入學習評價量表，以幫助教師更好地評估學生的學習質(zhì)量。

當代教育心理學家羅伯特·斯滕伯格（Robert J.Stemberg）提出了一個簡化的學習評估量表（見表5），對學生分析性、創(chuàng)造性和實踐性能力進行檢測。在教學中，教師可以利用此表評估學生的學習質(zhì)量。

5.2" 整合與總結(jié)

整合與總結(jié)是單元整體教學的結(jié)尾。通過整合和總結(jié)，學生能夠?qū)卧w知識和技能有機地結(jié)合起來，并形成更深入的理解和綜合應(yīng)用能力。

“運動和力的關(guān)系”單元整體教學中，整合與總結(jié)環(huán)節(jié)要求學生總結(jié)六節(jié)課的內(nèi)容知識點，并將它們

整合成系統(tǒng)知識框架，便于學生以整體性思維進行學習與思考，也有利于學生對知識的記憶與提取。單元總體思維導圖強調(diào)整體性知識架構(gòu)搭建，它沒有固定的標準化模式，學生可通過不同方式進行思維導圖的繪制，如按照教材單元內(nèi)容劃分方法，或者便于學生自身理解的方法進行繪制（見圖4）。

6" 結(jié)論

深度學習視域下的單元整體教學

能夠幫助教師將分散的學習內(nèi)容有機地組織起來，建立知識系統(tǒng)框架。通過知識應(yīng)用的評估、反饋和總結(jié)，教師可及時了解學生的學習進展和理解程度，從而及時進行調(diào)整。深度學習視域下單元整體教學設(shè)計旨在促進學生的深入理解，使他們能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用于實際問題的解決，并培養(yǎng)學生的綜合性思維能力與問題解決能力。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020：5．

［2］何玲，黎加厚.促進學生深度學習［J］.現(xiàn)代教學，2005（5）：29-30．

［3］李懷源.單元整體教學的概念、特征及實施策略［J］.湖北教育（教育教學），2021（3）：5-7．

［4］馬蘭.整體化有序設(shè)計單元教學探討［J］.課程·教材·教法，2012，32（2）：23-31．