基于深度學(xué)習(xí)的初中物理情境化課堂構(gòu)建

深度學(xué)習(xí)是指在教師的引領(lǐng)下，在知識概念掌握和運(yùn)用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步為學(xué)生設(shè)置有挑戰(zhàn)性、有難易遞進(jìn)的學(xué)習(xí)主題、學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生更加全身心投入學(xué)科問題的探究中。有難度、有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，體驗(yàn)成功后能帶給學(xué)生更多的自信和成就感，且有助于學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的落地。相較于其他學(xué)科，物理學(xué)科具有一定的特殊性，大部分知識點(diǎn)都需要學(xué)習(xí)者親自去實(shí)驗(yàn)探究。

八年級學(xué)生初次接觸物理，被很多神奇的實(shí)驗(yàn)、奇妙的生活現(xiàn)象所吸引，但由于課堂氛圍環(huán)境偏差，學(xué)習(xí)方式枯燥乏味，實(shí)驗(yàn)探究機(jī)會較少，久而久之，許多學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識、批判質(zhì)疑能力不但得不到訓(xùn)練，反而對物理學(xué)科日漸排斥。故此，創(chuàng)新優(yōu)化物理課堂環(huán)境，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍、生活情境實(shí)驗(yàn)探究環(huán)境很有必要。系統(tǒng)把握和聯(lián)系課內(nèi)與課外、教材知識與生活素材，情境導(dǎo)入真實(shí)的物理問題，讓學(xué)生自主思考、深度學(xué)習(xí)。八年級下冊“滑輪”是初中物理乃至整個(gè)中學(xué)物理知識體系中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容板塊，也是關(guān)于“力”的基礎(chǔ)內(nèi)容及進(jìn)階后的核心知識點(diǎn)。與已經(jīng)學(xué)習(xí)過的“力”的知識點(diǎn)相比，難度增大不少，知識細(xì)節(jié)需要深度進(jìn)階學(xué)習(xí)。

一、活動體驗(yàn)

以任務(wù)的形式設(shè)置真實(shí)的問題情境，讓學(xué)生在探究中面對接二連三的問題和困惑，陷入深層次的思考，回顧舊知，預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)新知，在持續(xù)的體驗(yàn)中，促成體驗(yàn)知識的生成。這種生成的知識，都是學(xué)生親身經(jīng)歷的、發(fā)現(xiàn)的、形成的、發(fā)展的知識，并且還經(jīng)過了多次試錯(cuò)過程，所以能夠真正為學(xué)生個(gè)人所運(yùn)用。

設(shè)置情境任務(wù)：自己拉自己。分組組織討論，各小組學(xué)生陷入思考，什么叫自己拉自己？怎么拉？教師利用媒體課件，為學(xué)生呈現(xiàn)幾幅“自己拉自己”的畫面?？梢运阶笥依?，可以垂直上下拉。在教室內(nèi)，上下拉，暫時(shí)沒有條件；水平拉，可以簡單分組演示，讓學(xué)生自主體驗(yàn)一番。如果學(xué)生愿意的話，也可以一起去操場，借助操場上的健身設(shè)備，使用支架、繩子、吊籃等，簡單演示證明即可。只要證明自己把自己拉離了地面，就算成功。水平左右拉，同理。

設(shè)置問題思考一：如何才能拉動自己？設(shè)置問題思考二：原理是什么？

各小組學(xué)生在重復(fù)的實(shí)驗(yàn)探究中，總結(jié)出來一般規(guī)律。即自己拉自己的過程中，需要繩子繞在一個(gè)地方，繞的地方如果是光滑的圓棍、圓柱子，那么它的角色作用就是一個(gè)定滑輪。人為什么能拉動自己，拉動自己的前提，必須有和自己相反的力，且大于自己的體重。即自己拉自己時(shí)所使用的力，只要大于被拉的力和摩擦力之和，就可以讓自己沿著方向移動。

圖1 深層學(xué)習(xí)下的物理課堂“滑輪”情境進(jìn)階

引導(dǎo)學(xué)生回顧剛學(xué)習(xí)過的“杠桿”，各小組學(xué)生在借助簡易的工具材料進(jìn)行演示時(shí)，通過杠桿改進(jìn)引入滑輪。學(xué)生們在“自己拉自己”活動體驗(yàn)中，初步了解到“滑輪”的基本規(guī)律及作用。引入杠桿可以讓學(xué)生更清晰、全面認(rèn)識滑輪的整體結(jié)構(gòu)。有學(xué)生提出，在活動中，自己拉起自己的確能實(shí)現(xiàn)，但是非常費(fèi)勁。既然這么累，感覺不如直接使用機(jī)器操作。

及時(shí)生成資源，繼續(xù)鼓勵(lì)學(xué)生深挖。設(shè)置新問題：“滑輪是為人們的生產(chǎn)作業(yè)提供便利的，所以肯定有科學(xué)的方法，可以讓滑輪在使用過程中，不那么累。那么，我們該如何去實(shí)現(xiàn)它？”

各小組學(xué)生繼續(xù)帶著任務(wù)投入學(xué)習(xí)活動中?！盎喨绾问褂?？”“如何與杠桿聯(lián)系起來？”“杠桿如何幫助我們省時(shí)省力？”“如何組裝滑輪更省力？”在一次次的聯(lián)想、思考、質(zhì)疑、創(chuàng)造設(shè)計(jì)中，許多學(xué)生更深入了解到了滑輪的本質(zhì)。

各小組學(xué)生分工協(xié)作，使用簡易的滑輪裝置，來回組合不同的滑輪結(jié)構(gòu)，一遍又一遍重復(fù)操作，每次所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部一一記錄。

二、深度加工

深挖問題：同樣都是滑輪，為什么有的滑輪看上去便利很多，但實(shí)際上還是那么累人，并沒有省多少力，有的滑輪則是實(shí)實(shí)在在讓人感覺到了省力？

最終，教師結(jié)合教材概念定義，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作，播放網(wǎng)絡(luò)上動滑輪、定滑輪的演示視頻。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，也不省距離；使用動滑輪可以省力，但不能改變力的方向，而且費(fèi)距離。但是，動滑輪省力，相應(yīng)的耗費(fèi)時(shí)間也就越短。

繼續(xù)延伸問題，要求學(xué)生完成作業(yè)：第一，動滑輪、定滑輪，哪個(gè)省力，哪個(gè)省距離？請給出自己的分析和解釋。第二，大家都說“滑輪是杠桿的變形”，你們怎么看？

有不少小組對比分析出動滑輪和定滑輪的區(qū)別，自主歸納出動滑輪、定滑輪在實(shí)驗(yàn)過程中的基本表現(xiàn)、基本原理。然后，根據(jù)教師的提示，引入“杠桿平衡”的理念，再一次深挖動滑輪、定滑輪，繼續(xù)開展簡易的實(shí)驗(yàn)觀察，記錄前后變化。各小組學(xué)生利用情境中的實(shí)驗(yàn)道具，在實(shí)物上分別粘貼定滑輪和動滑輪的支點(diǎn)、動力臂和阻力臂。

三、遷移與創(chuàng)造

滑輪知識點(diǎn)的深度學(xué)習(xí)與自主探究，最終目的是“如何更加省力地使用滑輪”。所以，學(xué)生在不斷的探討、思考、質(zhì)疑中，面對一次次挑戰(zhàn)性升級的問題情境任務(wù)，合作學(xué)習(xí)依次解決了一個(gè)個(gè)新問題。大多數(shù)學(xué)生在情境層級推進(jìn)過程中，基本上實(shí)現(xiàn)了知識的遷移與創(chuàng)造。

教師在新一節(jié)課時(shí)的教學(xué)中，應(yīng)繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生探究動滑輪的本質(zhì)。因?yàn)閯踊喐×?，生產(chǎn)勞作的本質(zhì)就是追求“省力、高效”。教師借助數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，在媒體屏幕上為學(xué)生展示動滑輪，盡可能多展示一些應(yīng)用在不同生產(chǎn)領(lǐng)域的各式各樣的動滑輪。學(xué)生發(fā)現(xiàn)動滑輪的關(guān)鍵是動力臂，動力臂是阻力臂兩倍的省力杠桿，理論上可以幫助人省下一半的力。但是不少學(xué)生又陷入沉思，因?yàn)樯弦惶谜n的實(shí)驗(yàn)告訴他們，動滑輪無論如何組裝、使用都達(dá)不到省力一半的效果。對此，班級里總共八個(gè)小組，各個(gè)小組統(tǒng)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果皆是如此，動滑輪裝置并未省一半力。這究竟是為什么？是否有其他方面的影響因素？

如此一來，繼續(xù)引發(fā)學(xué)生開啟新一輪思考。思考的過程也是能力測試、知識鞏固、能力遷移、評價(jià)反饋的過程。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識，根據(jù)前幾章節(jié)知識的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，最終在課堂上總結(jié)如下：可能是摩擦、讀數(shù)誤差、動滑輪自身重力等因素影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師帶著學(xué)生仔細(xì)檢查核對，發(fā)現(xiàn)不存在讀數(shù)誤差，也非動滑輪自身重力的問題。那么，只能從“摩擦”的視角來探尋，最終，找出了問題所在。教師順勢將這種典型細(xì)節(jié)問題演示給學(xué)生看：（許多學(xué)生操作時(shí)）拉力方向不規(guī)范，當(dāng)拉力方向變化時(shí)，力臂也變化，影響拉力大小。拉力大打折扣，讓人感覺費(fèi)力。

四、反思與評判

物理教師一開始為學(xué)生設(shè)置情境活動，為了引導(dǎo)學(xué)生合作、反思、質(zhì)疑、創(chuàng)新，讓學(xué)生“自己拉自己”，直入主題，直接強(qiáng)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。部分學(xué)生在情境活動體驗(yàn)中失敗，滑輪操作失敗，更能加深學(xué)生的記憶與理解，有助于提升學(xué)生的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與責(zé)任意識。

（徐德明）