基于深度學(xué)習(xí)的初中物理課堂活動(dòng)教學(xué)思考與探索

吳之洋

(桂林市平樂縣教育局教研室，廣西桂林，542499)

課堂活動(dòng)教學(xué)是教師指導(dǎo)下的，以技能性知識(shí)、情感性知識(shí)、問題性知識(shí)為基本內(nèi)容，通過學(xué)生自主、開放、創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生整體發(fā)展的一種教學(xué)形式。[1]初中物理課堂活動(dòng)教學(xué)是指教師在物理課堂教學(xué)中根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生學(xué)習(xí)需要及其身心發(fā)展規(guī)律和特點(diǎn)為學(xué)生提供適切的教學(xué)情境，以激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)實(shí)踐、主動(dòng)思考、主動(dòng)創(chuàng)造為基本特征，以促進(jìn)學(xué)生整體素質(zhì)的全面發(fā)展為目標(biāo)；而學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過參與閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)、討論、探究、制(操)作等多種實(shí)踐活動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)的課堂教學(xué)過程。[2-3]深度學(xué)習(xí)是用以描述學(xué)生學(xué)習(xí)效益的術(shù)語(yǔ)，是一種基于理解的學(xué)習(xí)，是指學(xué)生以發(fā)展高階思維和解決實(shí)際問題為目標(biāo)，以整合的知識(shí)為內(nèi)容，積極主動(dòng)、批判性地學(xué)習(xí)新的知識(shí)和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)，且能將已有的知識(shí)遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)。[4]深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)投入的主動(dòng)性和持久性、知識(shí)的理解和遷移與高階思維的發(fā)展。而課堂活動(dòng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過學(xué)生具身體驗(yàn)和經(jīng)歷積累來獲得學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，兩者有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性、融合性、互促性。

一、課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)性分析

(一)課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的相通性

1.主體性

課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)都意在突顯教學(xué)的主體是學(xué)生，只有落實(shí)學(xué)生主體地位的教學(xué)，才是真正有意義的教學(xué)。兩者都強(qiáng)調(diào)教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)與活動(dòng)的強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)，以積極的態(tài)度全身心參與認(rèn)知活動(dòng)，主動(dòng)探索和建構(gòu)新知識(shí)，即兩者都強(qiáng)調(diào)學(xué)生在認(rèn)知情感、態(tài)度上的高投入性，學(xué)習(xí)過程的沉浸性。[5]

2.親歷性

課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)都強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)不是直接將知識(shí)傳遞灌輸給學(xué)生的過程，而是學(xué)生有活動(dòng)的機(jī)會(huì)，有親身經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、形成、發(fā)展過程的機(jī)會(huì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的自我建構(gòu)。當(dāng)然，學(xué)生的親身經(jīng)歷不可能也不必像發(fā)現(xiàn)新知識(shí)那樣，而是要典型、簡(jiǎn)約地經(jīng)歷結(jié)構(gòu)性的關(guān)鍵過程和關(guān)鍵內(nèi)容，即強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境中全身心地“經(jīng)歷”知識(shí)的探索過程。[6]

3.互動(dòng)性

課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)都屬于觸及學(xué)生心靈深處的對(duì)話式學(xué)習(xí)。因此，教師需要營(yíng)造民主、活躍的課堂氛圍，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中有足夠的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)與教師、與同學(xué)的平等互動(dòng)，充分表達(dá)自己的見解，以保證學(xué)生持續(xù)全身心地投入深度學(xué)習(xí)中，即兩者都強(qiáng)調(diào)學(xué)生與教師、同伴深度互動(dòng)以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)持續(xù)深入進(jìn)行。

4.教育性

課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)都強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)新知自我意義的建構(gòu)和理解，還能對(duì)意志、道德、思維、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面進(jìn)行“洗禮”，實(shí)現(xiàn)人格的獨(dú)立與完善、能力和素養(yǎng)的全面提升。兩者都強(qiáng)調(diào)培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，落實(shí)立德樹人的教育目標(biāo)。

由此可見，課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)都強(qiáng)調(diào)學(xué)生始終是處于教學(xué)的主體地位，讓學(xué)生全身心投入互動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，簡(jiǎn)約地親歷新知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)生、發(fā)展等過程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的意義建構(gòu)，并在此過程中提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，落實(shí)立德樹人的教育目標(biāo)。

(二)課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的差異性

課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)雖有異曲同工之處，但一般說來也有下面幾方面的差異，如表1所示。

表1 課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的差異性

課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)的差異性不僅反映在學(xué)習(xí)活動(dòng)的難度、時(shí)空跨度上，還反映在學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)容、思維品質(zhì)的培養(yǎng)及遷移應(yīng)用上。這些差異性正好為實(shí)現(xiàn)課堂活動(dòng)教學(xué)與深度學(xué)習(xí)的深度融合與優(yōu)勢(shì)互促奠定了基礎(chǔ)。

(三)課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)的作用與意義

分析上述兩者的相通性和差異性可知，雖然深度學(xué)習(xí)在各項(xiàng)的優(yōu)勢(shì)均大于課堂活動(dòng)教學(xué)，但深度學(xué)習(xí)的“深”要借助活動(dòng)和任務(wù)等學(xué)習(xí)載體來實(shí)現(xiàn)。因此，兩者可實(shí)現(xiàn)深度融合與優(yōu)勢(shì)互促：一方面，可以讓課堂活動(dòng)教學(xué)借助深度學(xué)習(xí)的相關(guān)成果，實(shí)現(xiàn)課堂活動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的提升；另一方面，可以使深度學(xué)習(xí)借助課堂活動(dòng)教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，拓展更多的活動(dòng)和任務(wù)作為學(xué)習(xí)載體，有利于深度學(xué)習(xí)更靈活地開展。

二、課堂活動(dòng)教學(xué)和深度學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)的實(shí)施策略

當(dāng)前，課堂活動(dòng)教學(xué)雖然在初中物理課堂上普遍存在，但這往往是為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣或在某一環(huán)節(jié)使用，呈現(xiàn)碎片化、零散化的特點(diǎn)，即為活動(dòng)而活動(dòng)。這樣的課堂活動(dòng)教學(xué)時(shí)常缺乏一條明晰的主線，缺乏深度思考，從而導(dǎo)致學(xué)生物理概念、規(guī)律的建構(gòu)缺乏連貫性、整體性，學(xué)生仍停留在簡(jiǎn)單記憶、初步理解及生搬硬套的淺層學(xué)習(xí)狀態(tài)。[7]因此，如何開展初中物理課堂活動(dòng)教學(xué)、實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)是亟待解決的問題。筆者經(jīng)實(shí)踐與研究，認(rèn)為可以采用基于學(xué)科大概念提煉單元核心概念，并以此為主線開展大單元教學(xué)的課堂活動(dòng)教學(xué)策略。在進(jìn)行大單元教學(xué)時(shí)，教師要設(shè)計(jì)基于核心單元概念的系列化真實(shí)核心活動(dòng)，并進(jìn)一步解構(gòu)核心活動(dòng)，設(shè)計(jì)并實(shí)施基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的序列化子活動(dòng)，這能有效促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。其設(shè)計(jì)與實(shí)施路徑如圖1所示。

圖1 基于深度學(xué)習(xí)的初中物理課堂活動(dòng)實(shí)施策略

(一)跳出知識(shí)點(diǎn)，聚焦學(xué)科大概念

威金斯與麥克泰在《重理解的課程設(shè)計(jì)》中最早系統(tǒng)闡述大概念，之后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者雖從不同視角和側(cè)重點(diǎn)賦予不同內(nèi)涵，但也形成一個(gè)大致共識(shí)：大概念(或核心概念)并不指向某一知識(shí)的具體概念，而是指向具體知識(shí)背后更為本質(zhì)、更為核心的思想或看法，它是對(duì)概念間關(guān)系的抽象表述，是對(duì)事物的性質(zhì)、特征以及事物之間的內(nèi)在關(guān)系及規(guī)律的高度概括。[8]大概念具有中心性、可持久性、網(wǎng)絡(luò)狀和可遷移等特征。[9]學(xué)科大概念(或?qū)W科核心概念)則是指能夠反映學(xué)科特質(zhì)，居于學(xué)科核心地位，具有較廣泛的適用性和解釋力，具有超越課堂的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的思想、原理和方法。[8]這是經(jīng)得起學(xué)生持續(xù)思考和理解的內(nèi)容，是跨時(shí)間、跨文化、跨情境的，能幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)復(fù)雜的問題和挑戰(zhàn)。[10]因此，聚焦學(xué)科大概念的教學(xué)可實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

一般說來，確定學(xué)科大概念有兩種方法。一是借助課程標(biāo)準(zhǔn)中的高頻詞語(yǔ)，即熟悉課程標(biāo)準(zhǔn)，緊緊抓住課程標(biāo)準(zhǔn)中反復(fù)出現(xiàn)的高頻詞，如初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的“運(yùn)動(dòng)”“能量”“科學(xué)探究”等。二是深度理解教材，即從知識(shí)的產(chǎn)生與來源、知識(shí)的本質(zhì)與規(guī)律、知識(shí)的關(guān)系與結(jié)構(gòu)以及知識(shí)的作用與價(jià)值等方面深度理解教材。[11]

(二)提煉單元核心概念，以此為主線設(shè)計(jì)大單元教學(xué)

學(xué)科大概念作為處于更高層次的概念，具有較強(qiáng)的抽象性、概括性和普適性解釋力，一般都不能直接將其作為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。因此，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)采用類似于確定學(xué)科大概念的方法尋找并確立它的下級(jí)(次級(jí))大概念——單元核心概念，整合若干知識(shí)點(diǎn)，形成以單元核心概念為主線的大單元教學(xué)。例如，在進(jìn)行“光和眼睛”教學(xué)前，認(rèn)真分析這部分幾何光學(xué)知識(shí)后可發(fā)現(xiàn)其主要知識(shí)為各種光現(xiàn)象中光的傳播方向路徑和位置的規(guī)律，即教學(xué)內(nèi)容圍繞“光線”這一概念展開，在思想、方法和探究技術(shù)上圍繞在各種光現(xiàn)象中如何看見光線、如何記錄光線、如何描述光線展開。因此，筆者將“光線”確立為初中幾何光學(xué)單元核心概念，并以此為主線設(shè)計(jì)大單元教學(xué)——“探尋光軌跡”。這既能有效整合光的直線傳播、光的反射、平面鏡成像、光的折射以及凸透鏡成像等光學(xué)主要內(nèi)容，又能進(jìn)一步幫助學(xué)生經(jīng)歷進(jìn)階式學(xué)習(xí)，形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能以及思想方法的遷移應(yīng)用。

(三)設(shè)計(jì)系列化真實(shí)核心活動(dòng)，深度理解單元核心概念

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師多是直接給出物理概念、規(guī)律，再通過大量的習(xí)題訓(xùn)練讓學(xué)生對(duì)這些概念和規(guī)律達(dá)到理解和應(yīng)用的程度。但這種看似熟練運(yùn)用概念、規(guī)律進(jìn)行解題的程度往往僅停留在表層，一旦遇到新的問題，學(xué)生大多束手無策。而學(xué)生在真實(shí)情境中經(jīng)歷了對(duì)物理概念、規(guī)律的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程，其理解往往更深刻、準(zhǔn)確。例如，在進(jìn)行“光和眼睛”教學(xué)時(shí)，筆者所在課題組經(jīng)過多次研討，認(rèn)為設(shè)計(jì)與實(shí)施具有真實(shí)情境背景的“探尋光軌跡”的系列化核心活動(dòng)能實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)單元核心概念的深度理解。

“探尋光軌跡”系列化核心活動(dòng)的具體內(nèi)容如下：第一，通過生活中常見的激光束及模擬激光打靶等事實(shí)中光的路徑的呈現(xiàn)與分析，建構(gòu)光線模型；第二，利用激光筆背對(duì)目標(biāo)借助平面鏡擊中黑板上的靶心活動(dòng)對(duì)光線的呈現(xiàn)、描述，探究光的反射定律；第三，利用激光筆射擊水中靶心的活動(dòng)，仿照反射現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)光的折射規(guī)律；第四，通過激光束組(模擬平行光)的探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)生活中的透鏡及其成像。

在深度學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，以單元核心概念為活動(dòng)主線的合理活動(dòng)載體(如有挑戰(zhàn)性的核心活動(dòng)等)，學(xué)生在逐步深入的系列化課堂活動(dòng)教學(xué)中領(lǐng)悟、理解了單元核心概念，促進(jìn)了自身思維的進(jìn)階，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

(四)解構(gòu)核心活動(dòng)，設(shè)計(jì)與實(shí)施基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的序列化子活動(dòng)

由于核心活動(dòng)承載了較多的概念、規(guī)律，有一定的挑戰(zhàn)性，學(xué)生想?yún)⑴c解決但又無法馬上解決，這能有效激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的興趣和欲望。因此，教師可以解構(gòu)核心活動(dòng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)與實(shí)施環(huán)環(huán)相扣的序列化子活動(dòng)，使學(xué)習(xí)活動(dòng)持續(xù)深入地開展，即采用“核心活動(dòng)+若干遞進(jìn)式子活動(dòng)”的活動(dòng)化教學(xué)方式，使學(xué)生真正親歷知識(shí)、思想和方法發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的建構(gòu)過程，促進(jìn)其對(duì)物理概念和規(guī)律的深度理解與深度應(yīng)用。以“光的反射”為例，教師可以從核心活動(dòng)“如何借助平面鏡在背對(duì)目標(biāo)情況下利用激光筆擊中靶心”出發(fā)，讓學(xué)生初步了解光的反射現(xiàn)象及定義，再設(shè)計(jì)遞進(jìn)式的連環(huán)探究子活動(dòng)，并通過問題鏈、教具演示等方式，讓學(xué)生經(jīng)歷“情境問題—探究活動(dòng)—分析論證—解決問題—拓展延伸”的深度學(xué)習(xí)過程。下文將呈現(xiàn)“光的反射”的課堂教學(xué)過程。

核心活動(dòng)：兩名學(xué)生一組(一人手持激光筆，一人手持平面鏡)，嘗試借助平面鏡在背對(duì)目標(biāo)情況下利用激光筆擊中靶心的方法。

子活動(dòng)1：如何看見反射光線？

利用教師提供的器材(滴入幾滴牛奶的盛水大燒杯、已沉入燒杯底的小平面鏡、固定在鐵架臺(tái)上的激光筆等)直觀呈現(xiàn)反射光路，思考可以在哪些角度發(fā)現(xiàn)有光的反射光路。

子活動(dòng)2：如何記錄反射光線和入射光線？

第一，思考能否把自己看到的現(xiàn)象中的兩條光線的位置關(guān)系用兩根牙簽扎在塑料泡沫上來粗略地表示。第二，保持反射面和入射點(diǎn)不變，多次改變?nèi)肷涔饩€的方位或傾斜程度，思考能否再用不同顏色水性筆芯扎在原塑料泡沫上來粗略地表示看到的現(xiàn)象中的兩條光線。該活動(dòng)效果如圖2所示。

圖2 用牙簽和不同顏色的筆芯表示光線

子活動(dòng)3：如何描述反射光線的位置？

第一，思考反射光線與入射光線是否在一個(gè)平面以及觀察的依據(jù)是什么。第二，如果它們?cè)谝粋€(gè)平面內(nèi)，那么思考這個(gè)平面與平面鏡的位置關(guān)系可能是怎樣的，是用什么工具粗略地判斷這種位置關(guān)系。第三，用一根細(xì)線懸掛縫衣針充當(dāng)法線，觀察三線是否共面。第四，利用光的反射實(shí)驗(yàn)器找出“兩角”之間的關(guān)系，并將光的反射規(guī)律描述得更完善。

教師在三塊紙板上分別畫出三次共點(diǎn)反射現(xiàn)象的反射光線和入射光線，再將三個(gè)紙板模型相交(圖3)，由此引入法線概念。

圖3 紙板模型引出法線

通過子活動(dòng)1、子活動(dòng)2和子活動(dòng)3，學(xué)生經(jīng)歷從看見反射光線到記錄反射光線再到描述反射光線的過程。這種遞進(jìn)式環(huán)環(huán)相扣的序列化的子活動(dòng)有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)階，從而有效掌握光的反射規(guī)律。同時(shí)，有利于發(fā)展學(xué)生的高階思維。

子活動(dòng)4：實(shí)驗(yàn)拓展。

在探究光的反射的活動(dòng)中用于呈現(xiàn)光線的紙板與鏡面垂直，如果將紙板傾斜(圖4)，讓光線仍貼著紙板沿AO方向掠射向鏡面。請(qǐng)思考此時(shí)是否還會(huì)發(fā)生光的反射、紙板上能不能看到反射光線，并給予解釋。

圖4 實(shí)驗(yàn)拓展

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)拓展這一子活動(dòng)是為了檢測(cè)學(xué)生對(duì)光的反射規(guī)律的批判性認(rèn)識(shí)的程度，尤其是對(duì)法線的認(rèn)識(shí)程度。

子活動(dòng)5：提高應(yīng)用。

第一，利用光的反射規(guī)律，完成如圖5所示的光路圖，并找出它們之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。第二，列舉生活中光的反射現(xiàn)象，并分析它們各屬于哪種反射。

圖5 光射到平滑鏡面與凹凸不平粗糙面

子活動(dòng)5的設(shè)計(jì)是為了讓學(xué)生充分了解光的反射的兩種形式及它們的區(qū)別與聯(lián)系，以便應(yīng)用于生活實(shí)踐。

子活動(dòng)6：挑戰(zhàn)活動(dòng)。

探索課前活動(dòng)的失敗原因：第一，將剛才活動(dòng)的示意圖呈現(xiàn)出來，即已知反射面、光源、目標(biāo)的情況下，利用光的反射規(guī)律畫出光路圖分析擊中目標(biāo)方法；第二，在保持反射面不變的情況下，如果將光源與目標(biāo)的位置互換，思考讓光線原路返回能不能擊中目標(biāo)，為什么？

子活動(dòng)7：提升活動(dòng)。

總結(jié)與延展：在剛才的挑戰(zhàn)活動(dòng)中，要提高成功率，其實(shí)只要對(duì)準(zhǔn)鏡中的目標(biāo)照射即可。那么，鏡中真的有“目標(biāo)”嗎？它是怎樣形成的？與今天所學(xué)的光的反射有什么關(guān)系？

設(shè)計(jì)子活動(dòng)6既能與課前的核心活動(dòng)相呼應(yīng)，又能進(jìn)一步提升學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。而設(shè)計(jì)子活動(dòng)7主要是為后續(xù)學(xué)習(xí)做鋪墊。

三、融合實(shí)施的評(píng)價(jià)與反思

課堂活動(dòng)教學(xué)作為一種教學(xué)方式，在初中物理教學(xué)的應(yīng)用中具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，會(huì)產(chǎn)生較好的教學(xué)效果。但教師不能為活動(dòng)而活動(dòng)。綜合性不強(qiáng)、挑戰(zhàn)性不強(qiáng)的零散活動(dòng)不足以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)需求，不足以引起學(xué)生的持續(xù)思考以促成深度理解，更不能促進(jìn)學(xué)生遷移應(yīng)用與解決真實(shí)問題能力的提升。因此，教師可采取將基于單元核心概念的序列化核心活動(dòng)為主線的大單元教學(xué)的方式，對(duì)于其中某一重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)(概念或規(guī)律)進(jìn)行課時(shí)教學(xué)時(shí)可解構(gòu)核心活動(dòng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)與實(shí)施遞進(jìn)式環(huán)環(huán)相扣的系列子活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與思維的進(jìn)階?；顒?dòng)化的大單元教學(xué)和課時(shí)教學(xué)有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度理解，發(fā)展高階思維，建構(gòu)學(xué)科大概念，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的真實(shí)發(fā)生。

實(shí)施基于深度學(xué)習(xí)的初中物理課堂活動(dòng)教學(xué)能讓課堂煥發(fā)新的生機(jī)，展現(xiàn)強(qiáng)盛的適應(yīng)力與生命力，培育學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，為落實(shí)立德樹人提供一種有效的、可選擇的路徑。