基于深度學(xué)習(xí)的高中物理“五真”教學(xué)模式

摘" "要：引領(lǐng)學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)從而培養(yǎng)其深度思維能力是高中物理教學(xué)的高階目標(biāo)，文章以“查理定律”教學(xué)為例，闡述基于深度學(xué)習(xí)的高中物理真情境、真體驗(yàn)、真問(wèn)題、真探究、真評(píng)價(jià)的“五真”教學(xué)模式的實(shí)踐路徑。讓學(xué)習(xí)者成為學(xué)習(xí)的主人，在情境及體驗(yàn)過(guò)程中了解“為什么學(xué)”，在問(wèn)題提出時(shí)理解“學(xué)什么”，在科學(xué)探究中領(lǐng)會(huì)“怎么學(xué)”，在每個(gè)評(píng)價(jià)環(huán)境中檢驗(yàn)“學(xué)得怎么樣”，自覺(jué)形成自我評(píng)價(jià)意識(shí)，讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；高中物理；核心素養(yǎng)；教學(xué)評(píng)價(jià)；“五真”教學(xué)模式

《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》提出通過(guò)深化學(xué)校教學(xué)改革，改進(jìn)學(xué)校教學(xué)，要求實(shí)施啟發(fā)式、探究式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生深度思維，同時(shí)要求教師和教研部門培育、推廣先進(jìn)教學(xué)方法和模式[ 1 ]。新一輪的高中招生制度改革也在倒逼教師優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生深度思維。高中物理教學(xué)可以實(shí)踐真情境、真體驗(yàn)、真問(wèn)題、真探究、真評(píng)價(jià)的“五真”教學(xué)模式，讓教學(xué)過(guò)程由教師的單邊灌輸走向?qū)W習(xí)者的主動(dòng)生長(zhǎng)，通過(guò)持續(xù)性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)把物理教學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)變成在真實(shí)問(wèn)題情境下的更具有創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性、實(shí)踐性的學(xué)習(xí)過(guò)程，推動(dòng)“深度學(xué)習(xí)”的發(fā)生。

1" 深度學(xué)習(xí)與“五真”教學(xué)的內(nèi)涵

2014年教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心開展了“‘深度學(xué)習(xí)’教學(xué)改進(jìn)”項(xiàng)目研究，《“深度學(xué)習(xí)”教學(xué)改進(jìn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)工作方案》指出“深度學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在教師引領(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、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程”[ 2 ]。深度學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)者以主動(dòng)高投入的學(xué)習(xí)狀態(tài)親身經(jīng)歷知識(shí)發(fā)現(xiàn)、發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程，在完成具有挑戰(zhàn)性任務(wù)過(guò)程中形成豐富的內(nèi)心體驗(yàn)，理解、反思所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與過(guò)程，對(duì)教學(xué)內(nèi)容形成結(jié)構(gòu)化理解，發(fā)展高階思維，并能遷移學(xué)習(xí)結(jié)果解決相關(guān)問(wèn)題的學(xué)習(xí)過(guò)程[ 3 ]。

“五真”物理教學(xué)是指教師作為教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者，在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和評(píng)價(jià)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，以學(xué)生為中心，突出其主體地位，創(chuàng)設(shè)真情境、引領(lǐng)真體驗(yàn)、提出真問(wèn)題、展開真探究、進(jìn)行真評(píng)價(jià)的“五真”教學(xué)模式（如圖1）。

2" 基于深度學(xué)習(xí)的“五真”教學(xué)模式

2.1" 真情境是深度學(xué)習(xí)的起始點(diǎn)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）指出，教師在教學(xué)實(shí)踐中要重視教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)[ 4 ]。真情境強(qiáng)調(diào)情境選擇源于生活現(xiàn)象、生產(chǎn)實(shí)踐、科技前沿中的問(wèn)題，與教學(xué)主題緊密相關(guān)，與教學(xué)目標(biāo)高度契合，同時(shí)創(chuàng)設(shè)的情境具有高度真實(shí)性、挑戰(zhàn)性、啟發(fā)性及互動(dòng)性的特點(diǎn)，能通過(guò)學(xué)生的參與轉(zhuǎn)變成學(xué)習(xí)任務(wù)。“查理定律”教學(xué)可用高壓鍋加速烹飪速度，壓扁的乒乓球置于熱水中會(huì)復(fù)原，高溫導(dǎo)致汽車輪胎爆破等生活中熟悉的情境導(dǎo)入。

2.2" 真體驗(yàn)是深度學(xué)習(xí)的觸發(fā)器

真體驗(yàn)是通過(guò)布置課前體驗(yàn)、生活現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)化、分組小實(shí)驗(yàn)、課堂展示等方式讓學(xué)習(xí)者“身臨其境”，主動(dòng)參與并經(jīng)歷體驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)“形、聲、聞、味、觸”五感，喚醒學(xué)習(xí)者已有認(rèn)知，誘發(fā)其聯(lián)想和思考，從學(xué)科視角發(fā)現(xiàn)可探究的問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)方式。學(xué)習(xí)者經(jīng)歷體驗(yàn)表達(dá)自己的感受，教師引導(dǎo)其成為問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)者，從學(xué)科視角提出探究的問(wèn)題?！安槔矶伞苯虒W(xué)可以從拔火罐和廣口玻璃瓶吞雞蛋兩個(gè)體驗(yàn)性活動(dòng)中切身體會(huì)氣體壓強(qiáng)的變化（如圖2）。

2.3" 真問(wèn)題是深度學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力

“學(xué)生本位”的教學(xué)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者主體的問(wèn)題意識(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)有意義的問(wèn)題，讓問(wèn)題成為探究的驅(qū)動(dòng)力；要有質(zhì)疑精神批判思維，能基于數(shù)據(jù)或事實(shí)，經(jīng)過(guò)分析推理，發(fā)現(xiàn)更隱蔽的規(guī)律并形成新的觀念，批判思維對(duì)深度學(xué)習(xí)起促進(jìn)作用，教師不能用所謂標(biāo)準(zhǔn)答案去框定學(xué)生的思維，而應(yīng)在開放性學(xué)習(xí)環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生捕捉問(wèn)題的敏銳度，給學(xué)習(xí)者提供論證機(jī)會(huì)。真問(wèn)題不是指問(wèn)題的難度和深度，真問(wèn)題的特點(diǎn)有：?jiǎn)栴}的提出主體是學(xué)習(xí)者；問(wèn)題圍繞著情境與體驗(yàn)提出；問(wèn)題與教學(xué)主題的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性；問(wèn)題有生成性，在教學(xué)的不同環(huán)節(jié)能發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題?！安槔矶伞苯虒W(xué)過(guò)程中，通過(guò)升溫過(guò)程中“壓扁的乒乓球的復(fù)原”，降溫過(guò)程中“拔火罐”和“玻璃瓶吞雞蛋”情境的創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)習(xí)者思考質(zhì)量一定體積一定的氣體壓強(qiáng)隨溫度變化的定性關(guān)系，并激發(fā)他們尋求兩者之間定量關(guān)系的探究欲望，猜想壓強(qiáng)與溫度成線性關(guān)系還是非線性關(guān)系；通過(guò)定量探究實(shí)測(cè)出數(shù)據(jù)后，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)思考?xì)怏w壓強(qiáng)與攝氏溫度成正比還是與熱力學(xué)溫標(biāo)成正比；通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)資源的充分利用，現(xiàn)場(chǎng)用傳感器同時(shí)做升溫和降溫實(shí)驗(yàn)，過(guò)程中生成的p-T圖線不重合，激發(fā)學(xué)習(xí)者思考影響p-T圖像傾斜程度的因素及圖線不重合的原因。

2.4" 真探究是深度學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)點(diǎn)

真探究主張學(xué)習(xí)者親歷并完成完整探究過(guò)程，運(yùn)用研究問(wèn)題的基本學(xué)科方法在問(wèn)題解決中形成科學(xué)觀念，發(fā)展學(xué)習(xí)者關(guān)鍵能力和完善其必備知識(shí)?；谏疃人季S的真探究過(guò)程不斷發(fā)現(xiàn)或生成新的問(wèn)題，探究過(guò)程有基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，有基于微觀角度的推理，有查閱文獻(xiàn)的佐證，由表及里不斷深化，經(jīng)歷完整探究過(guò)程在運(yùn)用基本研究方法同時(shí)也培養(yǎng)創(chuàng)新質(zhì)疑意識(shí)，在問(wèn)題解決中真正發(fā)展學(xué)習(xí)者深度思維能力。在“查理定律”教學(xué)過(guò)程中，可聚焦下列四個(gè)探究任務(wù)。

探究1：氣體溫度升高過(guò)程中壓強(qiáng)隨溫度變化的定量關(guān)系

（1）確定研究對(duì)象和目標(biāo)：一定質(zhì)量的封閉氣體、體積不變，探究其壓強(qiáng)和溫度之間的定量關(guān)系。

討論：

①怎么控制體積不變：用活塞封閉玻璃管。

②需要測(cè)量哪些物理量：溫度、壓強(qiáng)。

③選擇什么測(cè)量?jī)x器：氣體壓強(qiáng)傳感器、熱敏溫度傳感器（如圖3）。

④測(cè)量哪里的溫度：玻璃管內(nèi)氣體的溫度。

⑤怎樣改變氣體的溫度：最終選擇把封閉氣體的玻璃管置于電熱水壺中進(jìn)行升溫。

（2）設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格。

（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，如圖4，將“封閉的玻璃管—傳感器—數(shù)據(jù)采集器—電腦”連接，再將封閉的玻璃管放入熱水壺中開始燒水，同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，設(shè)置每隔10 s 采集一次數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在電腦屏幕上。

（4）記錄并處理數(shù)據(jù)。

①點(diǎn)擊軟件中“開始實(shí)驗(yàn)”，可采集全部數(shù)據(jù)，再點(diǎn)擊“圖形”，設(shè)置橫縱坐標(biāo)，得到圖線，發(fā)現(xiàn)p-t 圖線近似是一條傾斜的直線。

②將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到 Excel表格中（如表1），用散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合回歸線，得到一條傾斜的直線，同時(shí)提出問(wèn)題：p 與t 是否成簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。

③用Excel計(jì)算值，發(fā)現(xiàn)比值并不是定值，提出新問(wèn)題，尋找壓強(qiáng)p 隨熱力學(xué)溫度T 的關(guān)系。

④用Excel換算出熱力學(xué)溫度 T ，觀察 p 、T 兩列數(shù)據(jù)，得出為定值。

（5）形成規(guī)律。

在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的氣體，體積不變時(shí)，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比。

（6）規(guī)律表述。

①內(nèi)容：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p 與熱力學(xué)溫度 T 成正比。

②公式：=C或=

③圖像：在 p -T坐標(biāo)系中畫出等容線，通過(guò)坐標(biāo)平移得到p-t 坐標(biāo)系中的等容線，兩坐標(biāo)系中等容線斜率相同。

討論p-t橫截距物理意義，討論氣體在低溫時(shí)物態(tài)的變化，得出查理定律成立條件：體積不變，溫度不太低，理解等容線低溫端用虛線表示的原因。

④從壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀角度論證一定質(zhì)量體積不變時(shí)，壓強(qiáng)隨溫度變化原因。提升實(shí)驗(yàn)資源利用率，從逆向思維角度提出問(wèn)題，得出溫度降低時(shí)壓強(qiáng)減小，猜想升溫和降溫等容線重合。

探究2：氣體溫度降低過(guò)程中壓強(qiáng)隨溫度變化的定量關(guān)系

實(shí)驗(yàn)操作：將封閉氣體的玻璃管從熱水中拿出置于桌面，讓其降溫，采集數(shù)據(jù)，其中壓強(qiáng)單位kPa（如表2）觀察分析得到p/T不同。

探究3：氣體溫度升高和降低過(guò)程等容線為什么不重合

多次測(cè)量并分別繪制圖5中升溫與降溫過(guò)程中的p-t等容線依然近似為線性，觀察發(fā)現(xiàn)同一個(gè)溫度下壓強(qiáng)值不同。實(shí)驗(yàn)中生成了新的有挑戰(zhàn)的問(wèn)題：造成兩條圖線不重合的原因是什么。開展小組討論，經(jīng)查閱資料并基于壓強(qiáng)產(chǎn)生的微觀解釋做歸因分析得出： 玻璃管容積較小的情況下，實(shí)驗(yàn)裝置氣密性不夠好，漏氣引起數(shù)據(jù)偏差明顯，形成=C中常量 C 與封閉氣體質(zhì)量有關(guān)的結(jié)論。

探究4：查理定律成立條件

引導(dǎo)學(xué)習(xí)者綜合上述探究，討論、歸納并完善查理定律成立條件。

2.5" 真評(píng)價(jià)是深度學(xué)習(xí)的落腳點(diǎn)

《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》要求教師注重核心素養(yǎng)立意的教學(xué)評(píng)價(jià)，發(fā)揮評(píng)價(jià)的導(dǎo)向、診斷、反饋?zhàn)饔肹 5 ]?；谏疃葘W(xué)習(xí)的真評(píng)價(jià)提倡主體多元，教學(xué)過(guò)程開展自主評(píng)價(jià)、小組互評(píng)和教師評(píng)價(jià)，實(shí)踐作業(yè)還可以引入家長(zhǎng)評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)方式多樣：匯報(bào)展示、可個(gè)人自主探究、小組合作探究、小組討論、課堂問(wèn)答、課后檢測(cè)、書面評(píng)價(jià)、個(gè)別訪談、填寫評(píng)價(jià)量表等。讓持續(xù)性評(píng)價(jià)貫穿整個(gè)教學(xué)始終，以評(píng)促教、以評(píng)促學(xué)[ 5 ]?！安槔矶伞蓖ㄟ^(guò)精心設(shè)計(jì)表3中的評(píng)價(jià)目標(biāo)，不斷反饋和檢測(cè)教學(xué)結(jié)果，讓學(xué)習(xí)者能更好反思學(xué)習(xí)水平。

“評(píng)價(jià)即學(xué)習(xí)”，評(píng)價(jià)目標(biāo)越具體則越能推動(dòng)評(píng)價(jià)的落地，從而越能促進(jìn)學(xué)習(xí)，評(píng)價(jià)過(guò)程還需要設(shè)計(jì)量規(guī)，基于深度學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)主張?jiān)诹恳?guī)中體現(xiàn)對(duì)物理學(xué)科思維能力的觀察與評(píng)價(jià)，“查理定律”探究環(huán)節(jié)可提供評(píng)價(jià)量表（如表4）[ 6 ]。

3" 結(jié)束語(yǔ)

基于深度學(xué)習(xí)的高中物理“五真”教學(xué)模式的“查理定律”的教學(xué)，可引發(fā)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性和定量、從升溫到降溫、從宏觀到微觀的分析與研究，激發(fā)學(xué)生基于證據(jù)分析推理形成規(guī)律。新課程、新高考提出“反死記硬背、反刷題、反套路”的“三反”特點(diǎn)，要求教師在“教”與學(xué)生的“學(xué)”上下功夫，高中物理是基于實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，從生活中來(lái)，到實(shí)踐中去，“五真”教學(xué)模式讓教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)深刻思考讓每個(gè)主題教學(xué)承載課程育人功能，讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 中華人民共和國(guó)教育部.教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)[EB/OL].（2023-5-26）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A29/202305/t20230529_1061838.html.

［2］ 趙世恩，劉子鈺.“問(wèn)題導(dǎo)向”下促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐研究：以小學(xué)數(shù)學(xué)為例[J].課程·教材·教法，2023，43（1）：131-137.

［3］ 劉月霞.指向“深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)改進(jìn)：讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生[J].中小學(xué)管理，2021，366（5）：13-17.

［4］ 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2020：52.

［5］ 中華人民共和國(guó)教育部.基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案[EB/OL].（2023-5-26）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/jcj_kcjcgh/202306/t20230601_1062380.html.

［6］ 顏石珍，張曉艷.指向高階思維發(fā)展的表現(xiàn)性任務(wù)設(shè)計(jì)與實(shí)施：以“焦耳定律”為例[J].物理教師，2021，42（6）：14-18.