指向深度學(xué)習(xí)的初中物理大單元教學(xué)實(shí)踐探索

一、概念內(nèi)涵解讀與教學(xué)架構(gòu)

（一）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，指學(xué)習(xí)者以高階思維的發(fā)展和實(shí)際問題的解決為目標(biāo)，以整合性的知識為內(nèi)容，積極主動、批判性地學(xué)習(xí)新的知識和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)[]。深度學(xué)習(xí)是為解決知識呈現(xiàn)的碎片化，知識理解的淺層化，以及知識探究的去情景、去背景等問題而提出的，期望學(xué)生理解知識的本質(zhì)[2]。深度學(xué)習(xí)具有3個基本特征：一是注重質(zhì)疑和批判性思維；二是強(qiáng)調(diào)實(shí)際問題的解決和知識的遷移；三是圍繞素養(yǎng)導(dǎo)向體現(xiàn)育人價(jià)值。深度學(xué)習(xí)有利于學(xué)生把握學(xué)科本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)，培養(yǎng)專家型思維，向縱深發(fā)展，創(chuàng)造性地解決問題，并在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)到樂趣。

（二）大單元教學(xué)

崔允濘教授認(rèn)為：“這里所說的單元是一種學(xué)習(xí)單位，一個單元就是一個學(xué)習(xí)事件、一個完整的學(xué)習(xí)故事，因此一個單元就是一個微課程。或者說，一個單元就是一個指向素養(yǎng)的、相對獨(dú)立的、體現(xiàn)完整教學(xué)過程的課程細(xì)胞。”[3]大單元教學(xué)打破了以單一課時為學(xué)習(xí)單位的傳統(tǒng)，將學(xué)科知識作為一個整體，以課程標(biāo)準(zhǔn)為綱、主題意義為主線確定單元教學(xué)目標(biāo)，用統(tǒng)整的方式設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，以問題驅(qū)動為引領(lǐng)推進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)階，注重學(xué)生的知識遷移，強(qiáng)化物理知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值。大單元教學(xué)要求教師的立足點(diǎn)要高，視野要廣，在教學(xué)中要注重真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)以及學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，并將學(xué)習(xí)任務(wù)劃分為多個子任務(wù)，合理安排相應(yīng)的探究活動，同時凸顯學(xué)生的主體地位，使學(xué)生靈活地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）教學(xué)邏輯架構(gòu)

初中物理教學(xué)活動中深度學(xué)習(xí)發(fā)生的五個重要依據(jù)是活動與體驗(yàn)、聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、本質(zhì)與變式、遷移與創(chuàng)造、價(jià)值與評判[4]。結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生的實(shí)際情況，筆者初步總結(jié)出基于深度學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)實(shí)踐模型，如圖1所示。

指向深度學(xué)習(xí)的初中物理大單元教學(xué)應(yīng)該緊緊圍繞以上幾個實(shí)踐流程：以目標(biāo)定任務(wù)，以任務(wù)引問題，以問題促探究，以探究助應(yīng)用，確保學(xué)生能夠深入理解和應(yīng)用物理知識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、批判性思維以及跨學(xué)科融合的能力，促進(jìn)學(xué)生高階思維品質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng)的形成。

二、教學(xué)實(shí)踐案例

大單元教學(xué)實(shí)踐需要教師深入理解教材，把握大單元教學(xué)目標(biāo)，確保教學(xué)活動能夠覆蓋相關(guān)知識和技能；整合教材，將不同學(xué)科或領(lǐng)域的知識有機(jī)結(jié)合，形成連貫、有邏輯的教學(xué)單元；設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望；從更高的角度用教材引導(dǎo)學(xué)生自主探究，糾正學(xué)生認(rèn)知上的偏差與消除思維盲點(diǎn)，使學(xué)生獲得對所學(xué)知識本質(zhì)的深度理解。下面以蘇科版物理八年級下冊第六章“物質(zhì)的物理屬性”大單元教學(xué)為例進(jìn)行具體分析。

（一）立足素養(yǎng)目標(biāo)，確定單元整體目標(biāo)

單元整體目標(biāo)對單元教學(xué)起統(tǒng)領(lǐng)和指導(dǎo)性作用，確定單元整體目標(biāo)是有效實(shí)現(xiàn)大單元教學(xué)的第一步。筆者依據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)業(yè)要求、教學(xué)建議、學(xué)習(xí)需要，結(jié)合學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，制定本單元的整體目標(biāo)如下：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的一些物理屬性，能用語言、文字或圖表進(jìn)行描述；知道質(zhì)量的含義，會測量固體和液體的質(zhì)量；通過實(shí)驗(yàn)，理解密度，會測量固體和液體的密度；能用密度知識解釋生活中的一些物理現(xiàn)象；了解關(guān)于物質(zhì)屬性的研究對生產(chǎn)生活和科技進(jìn)步的影響。

（二）依據(jù)教學(xué)理念，整合學(xué)習(xí)任務(wù)

整合學(xué)習(xí)任務(wù)能夠打破傳統(tǒng)學(xué)科知識的界限，將知識、技能與現(xiàn)實(shí)生活情境相結(jié)合，形成具有實(shí)際意義和挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣的學(xué)習(xí)任務(wù)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使學(xué)生更加主動地參與到學(xué)習(xí)中來。大單元學(xué)習(xí)過程由多個學(xué)習(xí)任務(wù)組成，每個學(xué)習(xí)任務(wù)又分成了多個活動。學(xué)生以探究活動作為學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，在探究活動中綜合運(yùn)用多學(xué)科的知識和技能，通過探究、合作、實(shí)踐等方式來解決核心任務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)知識和技能的遷移應(yīng)用，形成對知識的理解和運(yùn)用能力。依據(jù)大單元教學(xué)理念，在單元整體目標(biāo)下，以任務(wù)的形式設(shè)計(jì)學(xué)生探究活動，可以有效地檢查單元整體目標(biāo)的達(dá)成度。結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況，筆者將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為情境性的任務(wù)和活動設(shè)計(jì)，形成了大單元學(xué)習(xí)過程的架構(gòu)，如圖2所示。

（三）問題驅(qū)動引領(lǐng)，分步推進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)階

教學(xué)片段：在“測量物質(zhì)的密度”一課上，筆者給每個小組提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：天平、砝碼、量筒、燒杯、水、礦石、小石塊、細(xì)線等。

問題1：如何利用提供的器材測量小石塊的密度？學(xué)生活動1：小石塊的質(zhì)量可用天平稱得，小石塊的體積可通過“排水法”用量筒測得，再根據(jù)密度公式即可求得小石塊的密度。

問題2：能否先測小石塊的體積再測質(zhì)量？學(xué)生活動2：用排水法測完體積后，小石塊上沾有水，天平稱得的質(zhì)量偏大，造成誤差。

問題3：不規(guī)則形狀的礦石體積比較大，無法放進(jìn)量筒，該如何測量礦石的密度？學(xué)生活動3： ① 用天平稱出礦石質(zhì)量為 ∣m ； ② 將礦石輕輕浸沒在盛有水的燒杯中，記下水面位置； ③ 在量筒中裝入適量的水，記下水的體積為 V₁ ； ④ 取出礦石，將量筒中的水緩慢加至標(biāo)記處，記下量筒中剩余水的體積為 V₂ 。則礦石的體積 ，從而求出礦石的密度

問題4：如果實(shí)驗(yàn)過程中缺少量筒，該如何測量礦石的體積？學(xué)生活動4：在活動3的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)， ① 用天平測出礦石的質(zhì)量為 m₁ ; ② 將礦石輕輕浸沒在盛有水的燒杯中，記下水面的位置，測出總質(zhì)量為 m₂ ； ③ 將礦石從水中取出后，向燒杯內(nèi)緩慢加水至標(biāo)記處，測出燒杯和水的總質(zhì)量 m₃ 。則礦石的體積

問題5：以上兩次實(shí)驗(yàn)操作中取出的礦石上都沾有水，是否會對實(shí)驗(yàn)造成影響？學(xué)生活動5：學(xué)生小組討論，集思廣益，抓住問題根源，分析產(chǎn)生誤差的原因。問題3中取出礦石時，礦石上沾有水，燒杯中液面要比礦石不沾水時低，故要將量筒中更多的水倒入燒杯中，即測量值 V₂ 偏小，導(dǎo)致測量出的礦石的體積變大，根據(jù)密度公式 V-V，這樣測出的礦石密度值會偏小。問題4中雖然取出時會沾走一定量的水，但不管沾走了多少水，仍會向燒杯中加水至標(biāo)記處，測量值 m₃ 不變，求得的倒入燒杯中的水的質(zhì)量準(zhǔn)確，求得礦石的體積是準(zhǔn)確值，所以對礦石的密度測量無影響。

評析：在“密度的測量”教學(xué)中，器材的不同，實(shí)驗(yàn)方案的不同，實(shí)驗(yàn)步驟先后順序不同，可能會產(chǎn)生不同的誤差。教師在教學(xué)過程中要注意引導(dǎo)，激勵學(xué)生自主探究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作分析產(chǎn)生誤差的原因，鼓勵學(xué)生嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，力求減小誤差。在誤差分析過程中，學(xué)生需要關(guān)注實(shí)驗(yàn)的每一個細(xì)節(jié)，分析每一步操作是否符合規(guī)范。這個過程體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)“本質(zhì)與變式”和“遷移與創(chuàng)造”的要素，有助于學(xué)生養(yǎng)成精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使他們更加注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在未來的學(xué)習(xí)和工作中，這種科學(xué)態(tài)度也有助于學(xué)生在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中取得成功。

（四）注重實(shí)驗(yàn)探究，澄清迷思建立觀念

教學(xué)片段：實(shí)驗(yàn)探究“物質(zhì)的狀態(tài)改變時，物體的質(zhì)量是否改變？”提供的器材有天平、砝碼、鑷子、燒杯、冰塊、豬油、熱水、玻璃板、廣口瓶、餐巾紙等。學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行分組探究。

學(xué)生小組1：探究“冰熔化前后質(zhì)量是否變化？”觀察發(fā)現(xiàn)冰熔化過程中，天平指針逐漸向右偏（即質(zhì)量變大）。經(jīng)過小組討論，分析原因：冰溫度較低，空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠，附著在冰塊和燒杯外壁上，導(dǎo)致質(zhì)量變大。提出改進(jìn)措施：在燒杯上加蓋玻璃板防止空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠附著在冰塊上，并用餐巾紙把燒杯外壁及玻璃蓋板上的小水珠擦干。

學(xué)生小組2：探究“豬油熔化前后質(zhì)量是否變化？”實(shí)驗(yàn)步驟： ① 將固態(tài)的豬油裝進(jìn)廣口瓶中，蓋緊塞子，用天平稱出質(zhì)量。 ② 將廣口瓶放入熱水中，等豬油完全熔化后，用紙巾擦干廣口瓶的水，再放回天平左盤，觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。豬油熔化前后，天平指針仍指向中央刻度線，即物質(zhì)的狀態(tài)改變時，物體的質(zhì)量不變。

評析：學(xué)生自主選擇器材，設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)探究的過程中發(fā)現(xiàn)問題并不斷優(yōu)化，碰撞出思維的火花。在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的過程中，學(xué)生需要跳出傳統(tǒng)框架的限制，提出新穎的想法和解決方案，學(xué)會從不同角度看待問題，并培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。這體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)“活動與體驗(yàn)”和“遷移與創(chuàng)造”的要素。

（五）強(qiáng)化實(shí)踐應(yīng)用，體現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值

學(xué)科育人不僅是新課標(biāo)的要求，也是學(xué)生自身成長的需要。在大單元教學(xué)中，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容，強(qiáng)化物理知識在生活中的實(shí)踐應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的器材，設(shè)計(jì)實(shí)踐方案，參與實(shí)踐過程，探究實(shí)踐原理，創(chuàng)新實(shí)踐成果，使實(shí)踐和學(xué)科認(rèn)知有機(jī)融為一體。學(xué)生能夠在實(shí)踐活動中務(wù)實(shí)獲取新知，樹立責(zé)任態(tài)度，提升科學(xué)研究能力，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)高階思維發(fā)展。例如，在本單元的綜合實(shí)踐活動中，單元家庭實(shí)踐作業(yè)“測量純牛奶的密度”將理論聯(lián)系實(shí)際且應(yīng)用于生活，包含了質(zhì)量和密度的相關(guān)知識。讓學(xué)生利用身邊的器材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更具趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，使他們更加主動地參與到實(shí)驗(yàn)中來。學(xué)生在實(shí)踐的過程中發(fā)現(xiàn)問題，積極思考，創(chuàng)造性地解決問題，可以更加深入理解物理原理，鞏固所學(xué)知識，并將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，這體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)“活動與體驗(yàn)”和“價(jià)值與評判”的要素。

三、總結(jié)

“物質(zhì)的物理屬性”大單元教學(xué)內(nèi)容較為抽象，在中考中常與壓強(qiáng)、浮力等知識相結(jié)合進(jìn)行綜合考查，在中考二輪復(fù)習(xí)中可與其他知識組成更大的學(xué)習(xí)單元。在大單元教學(xué)中，教師要注重知識的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，由淺入深，以問題驅(qū)動，分步推進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階，注重知識的生成、應(yīng)用與遷移，讓學(xué)生在探究的過程中形成專家型思維，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。優(yōu)化物理大單元教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程，對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生知識體系的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，推動教師的專業(yè)成長，促進(jìn)教育體系的進(jìn)步以及加強(qiáng)師生之間的溝通與互動等方面都具有重要作用。

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