指向深度學(xué)習(xí)的初中物理學(xué)歷案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

深度學(xué)習(xí)最早由外國(guó)學(xué)者提出，如今在學(xué)術(shù)界已經(jīng)受到廣泛關(guān)注.我國(guó)學(xué)者認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)的發(fā)生需要滿足以下三個(gè)條件：教師的自覺引導(dǎo)是先決條件；學(xué)生思考和操作的學(xué)習(xí)對(duì)象是教師精心設(shè)計(jì)、具有教學(xué)意圖的結(jié)構(gòu)化教學(xué)材料；教學(xué)過(guò)程必須有預(yù)先設(shè)計(jì)的方案，要在有限的時(shí)空下有計(jì)劃、有序地達(dá)成教學(xué)目的[1].

1指向深度學(xué)習(xí)的學(xué)歷案設(shè)計(jì)

學(xué)歷案是學(xué)習(xí)專業(yè)方案的一種選擇.尤小平認(rèn)為一份完整的學(xué)歷案包括學(xué)習(xí)主題/課時(shí)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、評(píng)價(jià)任務(wù)、學(xué)習(xí)過(guò)程、檢測(cè)與作業(yè)、學(xué)后反思六個(gè)要素.其中，學(xué)習(xí)目標(biāo)是對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求的具體化續(xù)寫，它與評(píng)價(jià)任務(wù)及檢測(cè)與作業(yè)存在逐條對(duì)應(yīng)的關(guān)系，體現(xiàn)課堂教學(xué)“教、學(xué)、評(píng)”的統(tǒng)一.

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）對(duì)初中生學(xué)習(xí)“牛頓第一定律”的要求是：通過(guò)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理，認(rèn)識(shí)牛頓第一定律;能運(yùn)用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)文章編號(hào)：1008-0333（2025）17-0086-03象[2].學(xué)生普遍知道物體不受力時(shí)可以保持靜止，但難以理解物體不受力時(shí)可以處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果不能有效解決這一認(rèn)知難點(diǎn)，初中生對(duì)“牛頓第一定律”表述的學(xué)習(xí)將停留在機(jī)械記憶的層次上.筆者以學(xué)歷案設(shè)計(jì)為視角組織初中生經(jīng)歷“牛頓第一定律”的學(xué)習(xí)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生從已有知識(shí)出發(fā)，通過(guò)科學(xué)推理開拓認(rèn)知地圖的新維度、突破上述認(rèn)知難點(diǎn)，讓學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)在規(guī)律的學(xué)習(xí)中得以提高.

2 教學(xué)實(shí)踐

2.1 學(xué)習(xí)目標(biāo)與評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)

筆者根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容要求續(xù)寫學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷控制實(shí)驗(yàn)條件的操作過(guò)程，知道阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響；（2）親歷理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)推理過(guò)程，認(rèn)識(shí)“牛頓第一定律”的內(nèi)容，并了解人們認(rèn)識(shí)“力與運(yùn)動(dòng)”關(guān)系的大致歷程；（3）通過(guò)理解“牛頓第一定律”的表述，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)，認(rèn)識(shí)到慣性是物體本身屬性，并能運(yùn)用慣性知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象.與學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)任務(wù)如下：（1）能說(shuō)出阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的作用效果；（2）能運(yùn)用“理想實(shí)驗(yàn)”的思想對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)推理，并得出合理的推理結(jié)論；（3）能說(shuō)出自己對(duì)“牛頓第一定律”表述的理解；（4）能根據(jù)慣性是物體本身的屬性這一認(rèn)識(shí)對(duì)生活中的慣性現(xiàn)象作出解釋.

筆者針對(duì)預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)過(guò)程編寫學(xué)習(xí)路徑與建議，可以讓學(xué)生提前了解學(xué)習(xí)歷程，具體如下：（1）觀察并嘗試用物理語(yǔ)言解釋現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知上的不足之處；（2）將認(rèn)知難點(diǎn)概括為問(wèn)題，猜想并設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，總結(jié)發(fā)現(xiàn)；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用“理想實(shí)驗(yàn)”的思想進(jìn)行科學(xué)推理，理解“牛頓第一定律”的表述；（4）從“牛頓第一定律”中發(fā)現(xiàn)物體的固有屬性，并根據(jù)該屬性對(duì)一些現(xiàn)象作出合理解釋.

2.2 學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)計(jì)

很久以前，人們看到運(yùn)動(dòng)的物體失去外部驅(qū)動(dòng)力后，最終會(huì)靜止.于是，有人產(chǎn)生疑問(wèn)：物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持，你能列舉出支持這種觀點(diǎn)的例子嗎？這是力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系嗎？以此為話題，開啟師生對(duì)話和生生互動(dòng)，引發(fā)學(xué)生對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的思考.

2.2.1 現(xiàn)象激發(fā)興趣，誘發(fā)學(xué)習(xí)需求

演示實(shí)驗(yàn)：切取兩個(gè)約3厘米高的塑料瓶底，開口朝上作為盛接液體的托盤，分別粘于倒置的底部開口的飲料瓶前后，將裝滿紅色素水的飲料瓶沿水平桌面由靜止推動(dòng)，讓學(xué)生猜想結(jié)果并解釋，再觀察現(xiàn)象思考原因.當(dāng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的解釋或欲言又止或詞不達(dá)意時(shí)，誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求.接下來(lái)以三個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)為線索開啟學(xué)習(xí)歷程.

2.2.2 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，經(jīng)歷學(xué)習(xí)過(guò)程

任務(wù)一：觀察“推車現(xiàn)象”，并對(duì)相關(guān)現(xiàn)象的發(fā)生作出解釋.

推車現(xiàn)象：筆者在水平木板上輕推玩具小車一段距離后松手，學(xué)生觀察現(xiàn)象，并在小組交流后將結(jié)論填入表1，初探評(píng)價(jià)任務(wù)一.

筆者提醒學(xué)生關(guān)注“推車現(xiàn)象”的中間過(guò)程，即撤去推力后，小車?yán)^續(xù)前進(jìn).學(xué)生發(fā)現(xiàn)用已學(xué)知識(shí)不能做出合理解釋，陷入了認(rèn)知困境.筆者引導(dǎo)學(xué)生將此認(rèn)知困境概括為問(wèn)題：沒有了向前的推力，小車仍能前進(jìn)，為什么？

任務(wù)二：用已學(xué)的理論推理知識(shí)的新維度

（1）問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，梳理已學(xué)理論.筆者向?qū)W生提出問(wèn)題：力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果認(rèn)為物體受到力的作用，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)改變，你認(rèn)可這個(gè)觀點(diǎn)嗎？為什么？請(qǐng)舉例說(shuō)明.學(xué)生通過(guò)小組交流，總結(jié)出兩種認(rèn)識(shí)： ① 如果物體受到力的作用，但所受力的作用效果彼此抵消（提醒：力并沒有消失），物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變； ② 如果物體受到力的作用，但所受力的作用效果沒有被抵消，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)改變，改變的結(jié)果由較大的力決定.

（2）科學(xué)推理，打開知識(shí)新維度.筆者提出第二個(gè)問(wèn)題：如果物體不受力，物體會(huì)怎么樣？此問(wèn)將引出系列難點(diǎn)問(wèn)題，筆者引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)推理的思想將這些問(wèn)題不斷轉(zhuǎn)化為可探究的問(wèn)題，讓學(xué)生在新的思考方向上不斷開拓，進(jìn)而突破規(guī)律的認(rèn)知難點(diǎn)，具體如下.

出現(xiàn)的難點(diǎn)問(wèn)題是：能否找到物體不受力的情況？首先，筆者引導(dǎo)學(xué)生回顧“推車現(xiàn)象”，分析小車被推動(dòng)時(shí)的受力情況，可知小車同時(shí)受重力、支持力、推力和阻力，如果能把小車受到的這四個(gè)力都撤去，就會(huì)得到不受力的情境，學(xué)生普遍認(rèn)為推力是最容易取消的，但不知道如何撤去其他力.接著，引導(dǎo)學(xué)生分別思考“撤去重力后的效果”及“撤去支持力后的效果”，經(jīng)過(guò)討論交流，學(xué)生從力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的作用效果相互抵消的角度解決了重力和支持力的撤力問(wèn)題.最后，只需要解決“如何撤掉阻力”的問(wèn)題筆者帶領(lǐng)學(xué)生回顧理想實(shí)驗(yàn)法在初中物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，將“撤去阻力”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為減小阻力，觀察運(yùn)動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)情況.學(xué)生使用已有的器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，在表2中完成實(shí)驗(yàn)記錄.學(xué)生通過(guò)交流討論，得出“阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)”的結(jié)論.至此，達(dá)成了評(píng)價(jià)任務(wù)一的檢測(cè)目的，并為完成評(píng)價(jià)任務(wù)二做好了認(rèn)知鋪墊.

學(xué)生在充分交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)推理，多次實(shí)驗(yàn)可以讓實(shí)驗(yàn)更可靠，如果要再多做一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選擇阻力更小的材料，結(jié)果將會(huì)是小車滑行距離更遠(yuǎn)，小車減速所花的時(shí)間更長(zhǎng).最終，學(xué)生做出推理結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體在不受力的情況下將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).教師將探討的過(guò)程總結(jié)板書如圖1，組織學(xué)生閱讀教材上“牛頓第一定律”的表述內(nèi)容并交流對(duì)規(guī)律的理解力的作用效果被抵消 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變物體受力力的作用效 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變果未抵消物體 保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)不受力.

（3）回望歷史，共賞科技新成就.筆者為學(xué)生講述歷史上人們對(duì)力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的探索歷程：從亞里士多德的觀點(diǎn)、伽利略的實(shí)驗(yàn)、笛卡爾的補(bǔ)充，再到牛頓總結(jié)的“牛頓第一定律”.同時(shí)，穿插播放了我國(guó)的太空授課中，宇航員在微重力情況下演示冰墩墩勻速直線運(yùn)動(dòng)的神奇場(chǎng)景，升華學(xué)生的愛國(guó)情懷，點(diǎn)燃學(xué)生立志探索太空的志向，達(dá)成評(píng)價(jià)任務(wù)二的檢測(cè)目的.

任務(wù)三：體會(huì)“天生的本性”，解釋慣性現(xiàn)象，

（1）思考延伸，領(lǐng)悟“自然本性”.筆者提出第三個(gè)問(wèn)題：從“牛頓第一定律”中可以看出物體有一種怎樣的自然本性？學(xué)生基于上述科學(xué)推理，進(jìn)一步思考物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，領(lǐng)悟到物體總是想保持自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是物體的自然本性.

（2）遷移運(yùn)用，解釋慣性現(xiàn)象.筆者列舉春秋時(shí)期《考工記》對(duì)慣性現(xiàn)象的精妙記錄：馬力既竭，軸猶能一取也.學(xué)生在對(duì)其做出解釋的同時(shí)感嘆我國(guó)古人觀察現(xiàn)象之細(xì)致，表述之簡(jiǎn)練和準(zhǔn)確.再組織學(xué)生觀看事先錄制好的課前導(dǎo)人演示實(shí)驗(yàn)的慢鏡頭視頻，通過(guò)小組合作探討，對(duì)現(xiàn)象的全過(guò)程做出合理解釋.現(xiàn)場(chǎng)演示三個(gè)現(xiàn)象并請(qǐng)學(xué)生解釋，作為本次學(xué)習(xí)小結(jié)的活動(dòng)：第一，筆者用自己的保溫杯將一張A4紙的一端壓在桌邊，迅速抽離紙張；第二，水平面上放置一塊木板，木板上豎立一個(gè)物塊，拖動(dòng)木板由靜正突然向前運(yùn)動(dòng)；第三，水平面上放置一塊木板，木板上豎立一個(gè)物塊，讓木板帶著物塊緩慢加速直至一起向前運(yùn)動(dòng)，木板撞到障礙物突然停下.以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)小組交流與展示，最終讓學(xué)生達(dá)成評(píng)價(jià)任務(wù)三的檢測(cè)目的.

3 反思和討論

本節(jié)課通過(guò)系列問(wèn)題的思考和解決，搭建認(rèn)知階梯，幫助學(xué)生將“牛頓第一定律”的認(rèn)識(shí)以及慣性概念的理解組成一個(gè)有機(jī)的知識(shí)整體.規(guī)律教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生思維能力和學(xué)科素養(yǎng)方面具有借鑒意義，但同時(shí)也存在有待商榷的問(wèn)題：階梯式問(wèn)題搭配豐富的實(shí)驗(yàn)素材可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，卻對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求.學(xué)生在經(jīng)歷解決系列問(wèn)題的過(guò)程中，新舊知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的建立是否穩(wěn)定，真實(shí)達(dá)成的學(xué)習(xí)效果對(duì)今后的學(xué)習(xí)有多大程度的借鑒作用，還需要進(jìn)一步觀察思考和實(shí)踐研究.

4 結(jié)束語(yǔ)

學(xué)歷案在課堂教學(xué)中的順利實(shí)施離不開教師的課堂管理工作.教師需要注意個(gè)人的教學(xué)語(yǔ)言以及與學(xué)生互動(dòng)時(shí)的神情和肢體語(yǔ)言，充分展示關(guān)愛學(xué)生、尊重學(xué)生發(fā)言權(quán)利的教學(xué)態(tài)度，有效帶動(dòng)不同層次的學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生有效思考的同時(shí)愿意表達(dá)，敢于發(fā)表見解，最終通過(guò)基于問(wèn)題解決的深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1］尤小平.學(xué)歷案與深度學(xué)習(xí)［M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2017：6，71.

[2］中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：15.

[責(zé)任編輯：李 璟]