深度學(xué)習(xí)理念下的常態(tài)物理課堂教學(xué)策略

朱 祥

(蘇州市吳江區(qū)莘塔中學(xué),江蘇 蘇州 215213)

深度學(xué)習(xí)最早是機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一個(gè)術(shù)語(yǔ),它是一個(gè)不斷變化的概念,國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度對(duì)其進(jìn)行了界定與研究．本文所指的深度學(xué)習(xí),是指在教師引導(dǎo)下,學(xué)生圍繞著具有一定深度的學(xué)習(xí)任務(wù),積極參與、體驗(yàn),獲得思維發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)．深度學(xué)習(xí)并不排斥淺層學(xué)習(xí),它們是一個(gè)連續(xù)的統(tǒng)一體．深度學(xué)習(xí)更關(guān)注學(xué)生的過(guò)程性思考與理解建構(gòu),本質(zhì)特征是高階思維的培養(yǎng)．而在認(rèn)知領(lǐng)域,記憶、理解是低階思維,應(yīng)用、分析、評(píng)估和創(chuàng)造則是高階思維．

立足于常態(tài)課堂,基于深度學(xué)習(xí)的理念,讓深度學(xué)習(xí)發(fā)生在常態(tài)課堂,能更好地、更持久地讓學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí),理解學(xué)習(xí)的過(guò)程,把握物理學(xué)科的特征和思想方法,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)．讓常態(tài)的課堂教學(xué),從關(guān)注知識(shí)傳承到更關(guān)注知識(shí)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)．有學(xué)者提出,目前,初中物理教育最大的問(wèn)題,是如何把先進(jìn)的理念落實(shí)在常態(tài)的課堂,如何改變常態(tài)課堂主要進(jìn)行單純的物理知識(shí)獲取與記憶,如何實(shí)現(xiàn)學(xué)生在常態(tài)課堂上進(jìn)行理解、應(yīng)用、分析、評(píng)估、創(chuàng)造等高階思維的深度學(xué)習(xí)．本文將從導(dǎo)入設(shè)計(jì)、情境創(chuàng)設(shè)、評(píng)價(jià)反饋等3個(gè)方面,闡述在深度學(xué)習(xí)理念下的常態(tài)課堂教學(xué)實(shí)施策略．

1 設(shè)計(jì)深度導(dǎo)入,引發(fā)高階思維活動(dòng)

課堂教學(xué)有多種目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、人文精神、思辨能力、多元視角、包容品質(zhì)等等．這些都重要,但用什么來(lái)撬動(dòng)呢?是意愿．所以說(shuō),提升學(xué)生的研究興趣和能力,是常態(tài)課堂的首要目標(biāo)．深度學(xué)習(xí)的前提必然是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有興趣,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)被激發(fā)．設(shè)計(jì)深度導(dǎo)入,首先要有趣味．不過(guò),片面地、低層次地迎合學(xué)生們所喜歡的圖片、音樂(lè)、視頻、魔術(shù)等,所帶來(lái)的是“娃哈哈”的短暫活潑,學(xué)生雖然產(chǎn)生了興趣,卻很難激發(fā)思維活動(dòng)的開(kāi)展．因此,常態(tài)物理課堂,要挖掘教學(xué)內(nèi)容的深層內(nèi)涵,在兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),提出具有一定挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,讓學(xué)生想知道,可一時(shí)又不知其所以然．調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),激發(fā)學(xué)生思考,從而引發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)．例如,蘇科版8年級(jí)上冊(cè)“光的折射”一課,常見(jiàn)的導(dǎo)入是,首先復(fù)習(xí)光在均勻介質(zhì)中的傳播和光的反射定律,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn),演示光從空氣斜射入水中,光的傳播路徑會(huì)發(fā)生偏折,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣后,進(jìn)入新課教學(xué)．然后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究包括光的折射現(xiàn)象、光從空氣進(jìn)入水(或玻璃)中的物理規(guī)律、光路可逆,最后用光的折射特點(diǎn)來(lái)解釋現(xiàn)象．這樣的課,有著明晰的教學(xué)過(guò)程,也可以有令人信服的實(shí)驗(yàn)或輔助手段,然而,這樣的課,很難激發(fā)學(xué)生高階思維的開(kāi)展,學(xué)生只是在教師設(shè)計(jì)好的流程中,完成識(shí)記與理解的低階思維活動(dòng)．

學(xué)生的學(xué)習(xí)是“深度”還是“淺度”,應(yīng)從學(xué)生“學(xué)”的角度來(lái)看,而不是教師“教”的角度．在新課導(dǎo)入后,要看學(xué)生思維活動(dòng),是否能得到激發(fā);要看學(xué)生是否主動(dòng)找方法尋結(jié)論;要看學(xué)生是否主動(dòng)地將新舊知識(shí)加以關(guān)聯(lián),進(jìn)而評(píng)估批判．

圖1

“光的折射”這節(jié)課,不妨設(shè)計(jì)如下的深度導(dǎo)入．如圖1,實(shí)驗(yàn)演示插入水中的手指,水中的手指看上去“向上”縮短．再通過(guò)幾個(gè)學(xué)生體驗(yàn),如碗中硬幣“向上”浮;側(cè)面觀察水中筆“向上”彎折等．提出問(wèn)題:為什么水中的物體從側(cè)面看上去,都不約而同地“向上”了?與激發(fā)學(xué)習(xí)興趣相比,保持學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生思維活動(dòng)的開(kāi)展,更能促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)．在教學(xué)中,學(xué)生對(duì)于光從空氣射入水中的傳播規(guī)律,是易于接受的．但也正由于學(xué)生們的思維慣性,光由空氣折射入水后,“向下”偏折．引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突,即折射光“向下”與所見(jiàn)物“向上”的沖突．從而能使學(xué)生主動(dòng)控究與深入思考．

再例如,蘇科版8年級(jí)下“浮力”一課,其深度導(dǎo)入設(shè)計(jì)如下．比較圖2和圖3這2幅畫(huà),哪幅圖更接近事實(shí)?

圖2

這個(gè)直觀簡(jiǎn)潔的新課導(dǎo)入后,學(xué)生在產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí),觀察與比較等物理學(xué)習(xí)活動(dòng)必將隨之而來(lái)．此時(shí),學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)材料迅速產(chǎn)生思維活動(dòng),對(duì)圖片會(huì)主動(dòng)地進(jìn)行仔細(xì)觀察,并有了自己的初步想法:浮力與物體浸入水中的體積有關(guān)．進(jìn)而想與同伴進(jìn)行交流,以及對(duì)學(xué)伴的觀點(diǎn)進(jìn)行分析比較.這樣,高階思維活動(dòng)被激發(fā),學(xué)生在感受學(xué)習(xí)樂(lè)趣的同時(shí),更想去感悟、探究其中的物理道理:怎么把浸入的“體積”這一物理量,與“浮力”這一物理量進(jìn)行關(guān)聯(lián)．這樣,學(xué)生在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上,能夠批判地學(xué)習(xí)新思想和事實(shí),并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中,能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系,并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的導(dǎo)入中,做出決策和解決問(wèn)題．

2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,培養(yǎng)高階思維能力

深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者以淺層學(xué)習(xí)為邏輯基點(diǎn),主動(dòng)深入思考和深入探究學(xué)習(xí)內(nèi)容．[1]深度學(xué)習(xí),需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo),教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),以及學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)情境．情境的創(chuàng)設(shè),是解決“如何學(xué)”,解決在深度學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)高階思維能力．學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境中,通過(guò)分析、解釋、舉例、表達(dá)、解決在已有知識(shí)基礎(chǔ)上,創(chuàng)造對(duì)新知識(shí)的建構(gòu)．

圖4

例如,蘇科版9年級(jí)上“歐姆定律及應(yīng)用”的復(fù)習(xí)課,“應(yīng)用”,這一復(fù)習(xí)教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn),可以用新奇的小元件——“熱敏電阻”創(chuàng)設(shè)情境,使學(xué)生在突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)中獲得奇趣體驗(yàn),并能使學(xué)生保持主動(dòng)學(xué)習(xí)的良好狀態(tài)．學(xué)生將桌上的電子元件與小燈泡一起組成串聯(lián)電路,觀察小燈泡的發(fā)光情況,然后分別將該電子元件浸沒(méi)在熱水和冷水中(停留十幾秒鐘),對(duì)比觀察小燈泡的亮暗．學(xué)生觀察到熱水中時(shí)燈泡較亮,并且能夠說(shuō)明通過(guò)燈泡的電流變大,是因?yàn)樵娮枳冃〉脑颍?教師出示一個(gè)連接好的電路,其電路圖如圖4所示,是一個(gè)簡(jiǎn)單水溫表電路．所用電源兩端的電壓為6V保持不變,R0是阻值為5Ω的定值電阻,R為銘牌上標(biāo)有“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器,Rt是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖像如圖5所示．電流表采用“0～0.3A”的量程．

圖5 阻值隨溫度變化曲線(xiàn)圖

閉合開(kāi)關(guān)后,向Rt上擦一些常溫的酒精,并用扇子對(duì)著Rt扇風(fēng),師問(wèn):將會(huì)觀察到電流表示數(shù)如何變化?學(xué)生通過(guò)低階思維完成解答后,師再問(wèn):為了能測(cè)量0～100℃的水溫,且當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí),要求電流表的示數(shù)達(dá)到最大值,則滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻應(yīng)調(diào)為多少Ω? 0℃應(yīng)該與電流表刻度盤(pán)的多少A位置對(duì)應(yīng)?此時(shí),學(xué)生的思維活動(dòng)進(jìn)入理解應(yīng)用階段,會(huì)把電流表的刻度與指示的溫度示數(shù)建立對(duì)應(yīng)聯(lián)系．最后,教師讓某一名學(xué)生用手握緊熱敏電阻,在真實(shí)的情境中,讀出電流表的示數(shù),讓學(xué)生思考,此時(shí),該學(xué)生的手心溫度大約是多少℃?深度學(xué)習(xí)是基于理解的學(xué)習(xí)．理解性認(rèn)知不僅可以在原有的知識(shí)基礎(chǔ)增添新的要素,還可以幫助學(xué)習(xí)者具有不同情境中的靈活處理能力、推理及批判能力．[2]在上述真實(shí)的情境中,學(xué)生將已有的知識(shí)在新的問(wèn)題情境中遷移應(yīng)用,將促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高,高階思維能力的發(fā)展,包括知識(shí)學(xué)習(xí)的批判理解、學(xué)習(xí)內(nèi)容的有機(jī)整合、學(xué)習(xí)過(guò)程的建構(gòu)反思、學(xué)習(xí)的遷移運(yùn)用和問(wèn)題解決、創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等．

3 關(guān)注評(píng)價(jià)反饋,提升高階思維能力

圖6

常態(tài)課堂教學(xué),更多的時(shí)候,教師與學(xué)生分享的是學(xué)習(xí)結(jié)果,也是常態(tài)教學(xué)期望達(dá)成的.這有利于課堂學(xué)習(xí)行為的監(jiān)控．但這并不能成為忽視教學(xué)過(guò)程中的評(píng)價(jià)反饋的理由．持續(xù)性評(píng)價(jià)反饋是檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到深度學(xué)習(xí)的一種重要方式．關(guān)注評(píng)價(jià)反饋,能幫助教師改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程．當(dāng)評(píng)價(jià)反饋關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程而非最終成果時(shí),評(píng)價(jià)反饋就會(huì)極大地促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)．例如,課堂上學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路電流規(guī)律進(jìn)行研究,如圖6所示．學(xué)生用電流表分別測(cè)出如圖中A、B、C、D 4處的電流大小,得出在串聯(lián)電路中,電流處處相等的結(jié)論．教師引導(dǎo)學(xué)生互評(píng):這個(gè)結(jié)論具有偶然性．那么為了進(jìn)一步探究串聯(lián)電路電流大小的關(guān)系,總結(jié)普遍規(guī)律,下一步的操作應(yīng)該是什么?此時(shí),學(xué)生就會(huì)把物理思想與物理方法進(jìn)行遷移．從而提出“換用不同規(guī)格的燈泡,再次測(cè)量A、B、C、D 4處的電流”的建議．

然而,深度學(xué)習(xí)更要關(guān)注學(xué)生的高階思維能力的提高,注重評(píng)價(jià)反饋在學(xué)生學(xué)習(xí)中的價(jià)值．上述問(wèn)題的解決,對(duì)于9年級(jí)的學(xué)生,談不上是創(chuàng)造性地解決問(wèn)題．當(dāng)然,我們還必須明確,深度學(xué)習(xí)也不是無(wú)限增加知識(shí)數(shù)量、學(xué)習(xí)難度更大學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)．[3]在常態(tài)教學(xué)實(shí)踐中,有學(xué)生會(huì)提出,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后,觀察到燈泡L2比燈泡L1要亮一些,會(huì)不會(huì)在串聯(lián)電路中,越靠近電源正極的燈泡越亮呢?類(lèi)似這個(gè)想法的提出,問(wèn)題并不難,但卻表明學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中．因?yàn)楦唠A思維是以創(chuàng)造性、開(kāi)放性為主,又不游離于主題之外的．教師關(guān)注評(píng)價(jià)反饋,可以隨機(jī)邀請(qǐng)幾位學(xué)生對(duì)此進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出問(wèn)題的價(jià)值和解決方案．

再例如,課堂教學(xué)中,用打氣筒給自行車(chē)胎打氣時(shí),筒壁的溫度會(huì)升高．對(duì)此,學(xué)生經(jīng)過(guò)思考,主要有兩種觀點(diǎn)：(1) 打氣時(shí)活塞壓縮氣體做功,氣體內(nèi)能增大,溫度升高,發(fā)生熱傳遞,使筒壁溫度升高；(2) 活塞與筒壁摩擦生熱,使筒壁內(nèi)能增大,溫度升高．究竟哪種原因是主要的,學(xué)生們的思維是怎樣的呢?這就要求教師在深度學(xué)習(xí)理念的引領(lǐng)下,引導(dǎo)學(xué)生積極體驗(yàn),持續(xù)關(guān)注評(píng)價(jià)反饋,尤其要鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)反思總結(jié)與評(píng)價(jià)交流．

方案1.用打氣筒向車(chē)胎內(nèi)打氣10次(每一個(gè)往復(fù)為1次)后,用手觸摸筒壁,感覺(jué)溫度變化情況．然后,打開(kāi)車(chē)胎氣門(mén)放掉適量空氣,待筒壁溫度降至室溫時(shí),向氣筒內(nèi)壁加少量潤(rùn)滑油,再向車(chē)胎內(nèi)打氣10次后,用手觸摸筒壁,感覺(jué)溫度變化情況．學(xué)生評(píng)價(jià)反饋:活塞與筒壁間的摩擦本來(lái)就不會(huì)太大,采取添加潤(rùn)滑油試圖減小摩擦的做法不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的．

方案2.用打氣筒向車(chē)胎內(nèi)打氣10次(每一個(gè)往復(fù)為1次)后,用手觸摸筒壁,感覺(jué)溫度變化情況．然后,從車(chē)胎上取下打氣筒,待筒壁溫度降至室溫時(shí),打氣10次(導(dǎo)氣管夾頭露于空中) 后,用手觸摸筒壁,感覺(jué)溫度變化情況．評(píng)價(jià)反饋:如果這兩種情形下氣筒壁溫度差不多,則說(shuō)明活塞與筒壁摩擦生熱,是筒壁溫度升高的主要原因;如果第二次筒壁溫度明顯高于第一次筒壁溫度,則說(shuō)明活塞壓縮氣體做功是筒壁溫度升高的主要原因．

關(guān)注評(píng)價(jià)反饋,讓常態(tài)課堂實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階思維的能力提升,讓深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者,通過(guò)評(píng)價(jià)反饋,追求知識(shí)的理解并使已有的知識(shí)與特定教材的內(nèi)容進(jìn)行批判性互動(dòng),探尋知識(shí)的邏輯意義,形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和以高階思維為主要認(rèn)知活動(dòng)的持續(xù)性學(xué)習(xí)過(guò)程．

綜上所述,深度學(xué)習(xí)理念下的常態(tài)課堂教學(xué),符合新課標(biāo)“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)”的理念．通過(guò)深度學(xué)習(xí),讓學(xué)生從碎片化學(xué)習(xí)到系統(tǒng)化學(xué)習(xí);讓課堂教學(xué)從重結(jié)果到關(guān)注過(guò)程;讓思維活動(dòng)從低階到高階．課堂教學(xué)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理從借鑒、傳承到質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新．課堂定位從知識(shí)立意走向思維、能力立意,尋找思維激發(fā)、思維品質(zhì)培養(yǎng)、高階思維能力提升的途徑與方法．深度學(xué)習(xí)的常態(tài)課堂,讓學(xué)生在體驗(yàn)中感知,伸展思維的深刻;在交往中理解、發(fā)展思維的批判性;在探究中應(yīng)用、舒展思維的靈活性,促進(jìn)邏輯推理和知識(shí)建構(gòu)．