以“問題鏈”促成高中物理深度學習的策略分析

萬學良

（重慶市開州區(qū)陳家中學 重慶 405402）

深度學習是淺層學習的相對概念，若將傳統(tǒng)的教學模式下的學習理念及方法視為淺層學習，那么學習者的相關(guān)行為帶有明顯的被動性特征，深度學習則強調(diào)學生的課堂主體地位，要求教師發(fā)揮引導、促進作用，讓學生知其然且知其所以然。在具體的物理教學中，教師對深度學習模式的應(yīng)用不應(yīng)局限于知識學習，在提升學生認知、鍛煉其思維能力之外，教師還可將深度學習與立德樹人、核心素養(yǎng)培育等相聯(lián)系，展現(xiàn)物理學科的育人價值。高中物理新課標指出，物理學屬于自然科學領(lǐng)域的基礎(chǔ)學科，帶有自然科學的一般研究規(guī)律，其教學本質(zhì)為發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程，隨著物理問題難度的增加，學生也會在此過程中獲得更多的知識與技能，提高自身物理水平。通過把握這一學科規(guī)律，我們應(yīng)認識到，在物理深度學習中，“問題鏈”的設(shè)計與應(yīng)用是十分必要的[1]。

一、以“問題鏈”促成高中物理深度學習的實際價值

1.激發(fā)學生學習興趣

自然科學充滿了未知的奧秘，對高中生而言富有吸引力，而作為自然科學領(lǐng)域的基礎(chǔ)學科，物理學科所描述的現(xiàn)象也能快速引發(fā)學生的好奇心，教師對學生興趣的激發(fā)則能促使學生由好奇轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕袆犹骄俊栴}鏈是蘊含著驗證性物理知識的問題集群，其有著鮮明的主體性、層次性特征，像鏈條一樣環(huán)環(huán)相扣，能夠推動學生的物理能力由低到高有序發(fā)展。同時，在問題鏈中，前一個問題往往是后一個問題的答案，也是新問題的引線，不斷激發(fā)著學生的求知欲，引導其由淺入深地進行物理學習。

2.符合學生的學習認知規(guī)律

要讓學生從淺層學習進入深度學習，教師不能急于求成，應(yīng)以問題鏈循循善誘，引導學生養(yǎng)成自主探索、合作探究的學習習慣。在此過程中，問題鏈發(fā)揮了極大的驅(qū)動作用，以問題為載體促成了學生的知識構(gòu)建，以層層遞進的形式驅(qū)使學生經(jīng)歷轉(zhuǎn)化、內(nèi)化、同化等機制，將新知識轉(zhuǎn)化為舊知識，實現(xiàn)自我提升。比如，學生若要理解“摩擦力”的概念，必然要先掌握“彈力”的概念，這樣由舊知識掌握向新知識掌握的發(fā)展才符合學生的學習認知規(guī)律。

3.助力學生思維能力提升

多元思維參與是深度學習的一大特征，若學生處于深度學習狀態(tài)，那么其發(fā)散思維、創(chuàng)新思維、辯證思維等是極其活躍的。問題鏈是一類帶有誘導性的教學方法，其倡導學生以發(fā)現(xiàn)問題的態(tài)度學習物理知識，能夠有效激發(fā)學生的多元智能運用，使學生在面對同一個或同一類物理問題時，能夠從多角度切入，拓展自身思維的深度與廣度。問題是學科教學中的重要元素，“問題鏈”的特別之處則在于，其處于不斷運動的狀態(tài)，對學生思維能力的發(fā)展作用更甚。比如，在學習“質(zhì)點”這一概念時，教師從學生個體出發(fā)，以問題鏈引導其思考“同一排學生內(nèi)”“教室內(nèi)”“學校內(nèi)”“地球內(nèi)”的質(zhì)點性質(zhì)的界定，更易于學生理解與轉(zhuǎn)化[2]。

二、以“問題鏈”促成高中物理深度學習的基本原則

1.聚焦性原則

根據(jù)新課標對物理學科的定義，可知物理知識具有抽象性、邏輯性、碎片性等特點，需要應(yīng)用數(shù)學工具與模型輔助學習，這又增加了物理知識的學習難度。因此，要以問題鏈促成學生的物理深度學習，教師在設(shè)計問題鏈時應(yīng)聚焦課程學習的核心知識模塊。比如，在教學新人教版高中物理必修第一冊第一章《運動的描述》時，其中包含了質(zhì)點、參考系、唯一、速度、加速度等重要知識點，教師在構(gòu)建問題鏈時要緊緊圍繞著核心知識，并明確核心知識關(guān)聯(lián)什么，進而將核心知識分層，設(shè)計為環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的問題鏈，當學生完成所有問題的探索，也就掌握了核心知識。

2.真實性原則

真實性原則具體指的是為學生構(gòu)建貼近真實生活的問題，并使用學生熟悉、容易理解的語言。物理學科知識及現(xiàn)象在實際生活中有著較高的曝光度，易于教師構(gòu)建真實的教學情境，讓學生對物理知識產(chǎn)生熟悉感與代入感，進而以充分的學習興趣深入探索物理知識。具體到問題鏈的設(shè)計中，教師則應(yīng)注意問題的表述不能過于學術(shù)化，要以學生容易理解的語言去描述，同時讓學生產(chǎn)生真實的感受，主動提出切中要點的問題，為接下來的分析、解決問題環(huán)節(jié)做好鋪墊，這也是深度學習的起始點。

3.互動性原則

實際教學中，部分高中物理教師對問題鏈的認知不足，在構(gòu)建問題鏈時錯誤地將其設(shè)置為“閉環(huán)形態(tài)”，導致學生跟著問題層層深入，卻陷入問題嵌套的死循環(huán)。立足于物理知識結(jié)構(gòu)，問題鏈應(yīng)呈現(xiàn)出開放形態(tài)，其可成為教學過程，也可作為教學預設(shè)，問題之間的鏈節(jié)應(yīng)能隨時斷開，便于教師根據(jù)實際教學情況插入新問題，展開良好的師生互動。其次，問題鏈設(shè)計應(yīng)遵循互動性原則既指問題間表現(xiàn)為互動、因果關(guān)系，也指問題鏈要有益于師生間的良性互動，用問題連接教師與學生，促成兩者的合作探索、相互啟發(fā)，幫助學生有效突破“最近發(fā)展區(qū)”。

4.啟迪性原則

此外，還有部分教師不重視問題間的內(nèi)在聯(lián)系，將簡單的幾個問題集合當作問題鏈，盡管其確保了問題難度的層層遞進，卻不能保證該問題鏈的解答對學生有啟迪性。新課標下，高中物理教學目標的設(shè)定不應(yīng)僅圍繞著高考，而應(yīng)兼顧學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展，啟迪性原則要求問題鏈整體能夠引發(fā)學生的質(zhì)疑意識，各個問題對學生而言具有一定挑戰(zhàn)性與引導性，能夠有效引發(fā)學生的認知沖突，使其活躍自身思維，產(chǎn)生智慧火花[3]。

三、以“問題鏈”促成高中物理深度學習的具體策略

1.根據(jù)教學環(huán)境設(shè)計問題鏈

上文提到，深度學習狀態(tài)的實現(xiàn)必然要經(jīng)歷由淺入深的過程，淺層是深度學習的出發(fā)點，深度學習又是學習者需要堅持的學習目標，而問題驅(qū)動了學習者學習行為的展開。教師可將促成學生深度學習的問題鏈看作是問題聚合的形式，在設(shè)計問題鏈時充分考慮“環(huán)境”這一變量，根據(jù)教學環(huán)境的變化設(shè)置合適的問題鏈，切實發(fā)揮問題鏈的效能。

（1）基于課堂教學環(huán)境的問題鏈設(shè)計

高中物理教學包括理論模塊與實驗模塊兩大類，盡管兩者的教學環(huán)境及教學形式都有所不同，但可都劃分在“課堂教學”之下，基于課堂教學環(huán)境進行相應(yīng)的問題鏈設(shè)計。由于課堂教學在時間、資源、工具等方面存在一定局限性，教師在設(shè)計問題鏈時不應(yīng)作過多鋪墊，或是過度發(fā)散問題，應(yīng)確保問題鏈具有收斂性特點。教師可將當堂教學內(nèi)容細致劃分，以問題鏈中問題節(jié)點加以展現(xiàn)，讓學生通過提出問題、分析問題、解決問題等操作逐一突破每個問題節(jié)點，有效吸收轉(zhuǎn)化教學內(nèi)容。

（2）基于課下自學環(huán)境的問題鏈設(shè)計

高中物理新課標明確要求教師盡可能設(shè)計多樣化的課程模塊，以促成學生的自主學習，實現(xiàn)個性化發(fā)展。由此，教師可以多元化的問題鏈設(shè)計驅(qū)動學生利用課余時間主動學習。實際上，“問題—自學”模式的構(gòu)建是學好高中物理學科的必然要求，一方面，物理學科的學習需要學生頻繁利用問題強化思維、訓練解題技巧，確保學科知識水平的穩(wěn)步提升；另一方面，物理知識及物理現(xiàn)象與實際生活緊密關(guān)聯(lián)，其生活化特征為學生課下自學提供了支持，使學生在脫離教師指導的情況下也能調(diào)動已有認知經(jīng)驗解決問題。因而，教師在設(shè)計問題鏈時要著力于激發(fā)學生的主觀能動性，挖掘其物理潛能，多設(shè)置一些整合型問題鏈、衍生性問題鏈等[4]。

2.不同類型的問題鏈設(shè)計

（1）導入型問題鏈

導入環(huán)節(jié)是整體教學的有機組成部分，科學的課堂導入能夠奠定整體教學的基調(diào)與節(jié)奏。而在課堂導入過程中應(yīng)用問題鏈則能幫助學生完成新舊知識的過渡，為深度學習做好鋪墊。教學實踐中，教師要強化問題的情境，豐富學生的學習感知體驗，同時要確保問題之間的聯(lián)系足夠緊密。例如，在教學新人教版高中地理必修第一冊“質(zhì)點”一課時，教師可在導入環(huán)節(jié)設(shè)計如下問題：①同學們，你會描述生活常見事物的運動狀態(tài)嗎？請說出你所知道的其中一種。②描述一個運動需要哪些特定條件呢？③物體本身的體積、結(jié)構(gòu)對它的運動有影響嗎？請作出判斷并講述依據(jù)。④“坐地日行八萬里”這句詩描述的是地球的自轉(zhuǎn)，那為什么我們感覺不到一日行了八萬里呢？⑤若將地球視為一個點，公轉(zhuǎn)能夠體現(xiàn)出地球的運動軌跡，自轉(zhuǎn)卻可以忽略不計了，由此可得，什么情況下我們可以把物體看成一個點？上述問題鏈中，首先運用了親和力強的生活化元素，能夠增強學生對物理知識的熟悉感，并引導學生從身邊熟悉的事物展開思考，比如飛翔的鳥、飛馳的汽車等，初步形成參照物的概念。接著，隨著問題的深入，質(zhì)點的概念得到凸顯，若跳過前面四個問題，直接提出問題⑤，則較為生硬，缺乏過渡性。

（2）探究型問題鏈

探究是促成學生深度學習狀態(tài)的重要手段，在設(shè)計探究型問題鏈時，教師要注重對物理現(xiàn)象本質(zhì)的挖掘，歸納相應(yīng)的物理規(guī)律，以免學生滯留于淺層理解，難以進入深度學習狀態(tài)。同時，探究過程也是推翻、重建舊有知識體系的過程，探究型問題鏈的設(shè)計要凸顯知識構(gòu)建的作用。例如，在“伏安法測電阻”這一實驗教學中，根據(jù)歐姆定律可推導出R＝U/I的公式利用電壓表、電流表即可得出電阻，教師可以“電流表和電壓表有電阻嗎？這對測量結(jié)果有影響嗎？具體有什么影響？”這一問題為出發(fā)點，展開研究型問題鏈：①電壓表上有電流嗎？有電阻嗎？②電流表上有電壓嗎？有電阻嗎？③電壓表數(shù)值等于電阻兩端的數(shù)值嗎？是否存在偏大或偏小的情況？④假設(shè)沒有操作誤差，實際測得的電阻值是否是理論電阻值？存在偏大或偏小的情況嗎？⑤假設(shè)電流表內(nèi)阻2Ω，電壓表內(nèi)阻2000Ω，怎樣設(shè)計電路以測定50Ω左右的電阻？上述探究型問題鏈中，問題⑤為核心內(nèi)容，但該類型問題鏈的設(shè)計目的不單是鍛煉學生準確測定與計算的能力，其重在引導學生認識電壓表與電流表的內(nèi)在本質(zhì)，摒棄物理學中的絕對理想狀態(tài)，進而啟發(fā)學生反思自身在實際解題時是否存在慣性思維，片面追求理論上的計算值，忽略了物理知識的實際應(yīng)用，這樣才能真正推動學生物理素養(yǎng)的提升[5]。

（3）遷移型問題鏈

實際物理教學中，如何判斷學生是否達到深度學習目標？盡管物理知識及現(xiàn)象有著抽象復雜的特征，但其本質(zhì)規(guī)律卻是易于把握的，若學生能夠根據(jù)某一定理或定律進行靈活拓展，在應(yīng)用中探尋出解決問題的新方法，實現(xiàn)高效的知識遷移，那么便說明學生達到了深度學習目標。因為，遷移型問題鏈要在學生熟悉相關(guān)的物理規(guī)律之后提出，讓學生根據(jù)所掌握的知識構(gòu)建邏輯推理模型。例如，在學習“機械能守恒定律”時，教師可設(shè)置如下遷移型問題：①同學們，你能用自己的語言概括復述機械能守恒定律嗎？②自由落體過程中，物體的動能該變量該如何判斷？③打點計時器所測定的是什么？④你還能想出其他獲取物體某一時刻瞬時速度的方法嗎？上述遷移型問題鏈中，問題①為物理規(guī)律的本質(zhì)描述，問題②為思考定律的表現(xiàn)，問題③為思考定律的驗證手段，問題④則要求學生設(shè)計出驗證機械能守恒定律的具體步驟，引導其進行知識遷移。

（4）整合型問題鏈

由于高中物理知識抽象性及邏輯性都較強，各知識點間關(guān)系復雜，盡管采用思維導圖形式能構(gòu)建起知識體系，但其局限于理論層面，難以實現(xiàn)物理規(guī)律與表象的統(tǒng)一。因此，教師應(yīng)善用整合型問題鏈，引導學生通過理解、應(yīng)用將碎片化的知識整合為完善的知識體系。例如，在講解“物塊質(zhì)量2kg，沿著30°斜面從頂端開始下滑，g取9.8m/s，摩擦系數(shù)為0.2、斜面長度1m，分析整個運動過程?！边@一典型例題時，教師可設(shè)計如下整合型問題鏈：①物塊受到了哪些力？請你畫圖體現(xiàn)力的方向及大小。②你能計算每個方向上的力做了多少功嗎？③在物體下滑過程中，它的動能、勢能、機械能發(fā)生了怎樣的變化？上述整合型問題鏈具有一定的開放性特點，教師可根據(jù)實際教學情況靈活融入新的知識點，使學生形成深刻的記憶，增強教學實效性。

結(jié)語

綜上所述，深度學習是一類動態(tài)的學習過程，其是對傳統(tǒng)教學模式下淺層學習的突破與創(chuàng)新，能夠引領(lǐng)學生的思維認知向高階發(fā)展，加快其物理核心素養(yǎng)的形成。問題鏈則是深度學習的重要推動力，其提倡學生在發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的過程中強化思維能力。因此，教師應(yīng)以深度學習為導向，以問題鏈構(gòu)建為途徑，構(gòu)建有深度的物理課堂。