指向?qū)W科素養(yǎng)的初中物理深度教學(xué)

摘 要：筆者以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)指向，結(jié)合“兩次倒轉(zhuǎn)”教學(xué)機(jī)制提出對(duì)“深度教學(xué)”的理解，并闡明“雙向互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)”如何為“深度教學(xué)”活動(dòng)提供有力保障.因此，本文以“動(dòng)能”教學(xué)為例，解析教師如何通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題、形成和應(yīng)用知識(shí)，從而促進(jìn)“深度教學(xué)”的發(fā)生.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);深度教學(xué);動(dòng)能;雙向互動(dòng);兩次倒轉(zhuǎn)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）06-0038-03

作者簡(jiǎn)介：葛漢洪（1980-），男，江蘇高郵人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：初中物理課堂教學(xué).

1 為發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)而教

2014年，《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)》指出：“把核心素養(yǎng)落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中，促進(jìn)學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展.”這無(wú)疑為基礎(chǔ)教育物理課程改革的目標(biāo)——“以學(xué)生終身發(fā)展為本，提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”賦予新的內(nèi)涵.2016年，《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架正式發(fā)布.2017年，《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育的過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的關(guān)鍵能力和必備品格，并給出物理學(xué)科素養(yǎng)的四大構(gòu)成要素：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.如圖1所示，為2018年首都師范大學(xué)邢紅軍教授提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)四層結(jié)構(gòu)模型[1]（如圖1所示，作為初中物理教師，筆者更傾向于邢紅軍教授的觀點(diǎn)）.

在基礎(chǔ)教育實(shí)踐界，“核心素養(yǎng)”已經(jīng)從初始的“星星之火”在短短幾年內(nèi)發(fā)展為燎原之勢(shì)，“為發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)而教”已然成為當(dāng)前教育界響亮的口號(hào).但實(shí)際上，“核心素養(yǎng)”回答的是“培養(yǎng)什么樣的人”的問(wèn)題，并沒(méi)有回答“怎樣培養(yǎng)人”的問(wèn)題，即教師怎樣“將核心素養(yǎng)落實(shí)到學(xué)科教學(xué)中”的問(wèn)題至今為止仍然沒(méi)有現(xiàn)成的、標(biāo)準(zhǔn)的答案，只能依靠一線教師不斷思考、探索和實(shí)踐.

2 通過(guò)深度教學(xué)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

教師、學(xué)生、知識(shí)是教學(xué)的三要素，無(wú)論教育界怎樣理解、界定核心素養(yǎng)，核心素養(yǎng)都在教師向?qū)W生傳授知識(shí)的過(guò)程中形成并得以發(fā)展，然而傳統(tǒng)教學(xué)中教師以知識(shí)的機(jī)械灌輸、重復(fù)訓(xùn)練為主的工具性教學(xué)、淺表化教學(xué)并不能夠發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng).教育界把能夠發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)活動(dòng)稱為“深度教學(xué)”，而深度教學(xué)是一種怎樣的教學(xué)樣態(tài)，至今眾說(shuō)紛紜，見(jiàn)仁見(jiàn)智.我們認(rèn)為，物理學(xué)科的“深度教學(xué)”應(yīng)該有自己的特色，究竟應(yīng)該如何進(jìn)行，郭華教授“兩次倒轉(zhuǎn)”教學(xué)機(jī)制的觀點(diǎn)可以給我們一些啟示[2].所謂“兩次倒轉(zhuǎn)”，就是先“倒過(guò)來(lái)”，再“轉(zhuǎn)回去”.“倒過(guò)來(lái)”是指：相較于人類總體認(rèn)識(shí)過(guò)程，學(xué)生個(gè)體認(rèn)識(shí)過(guò)程是“倒過(guò)來(lái)”的過(guò)程，即學(xué)生的認(rèn)識(shí)并非從實(shí)踐、試誤開(kāi)始，而是直接從人類認(rèn)識(shí)的終點(diǎn)出發(fā)，把人類認(rèn)識(shí)的終點(diǎn)作為認(rèn)識(shí)的起點(diǎn).“倒過(guò)來(lái)”的過(guò)程具有高效、安全、結(jié)構(gòu)化等優(yōu)越性，但也存在許多缺陷，比如：學(xué)生經(jīng)驗(yàn)水平與人類認(rèn)識(shí)成果（知識(shí)）之間存在巨大“鴻溝”，外部知識(shí)如何才能成為學(xué)生的認(rèn)識(shí)對(duì)象并轉(zhuǎn)化為學(xué)生內(nèi)在的精神財(cái)富是值得教師思考的首要問(wèn)題.因此，為了克服這些困難，在“倒過(guò)來(lái)”之后還需要“轉(zhuǎn)回去”，“轉(zhuǎn)回去”是指教師帶領(lǐng)學(xué)生回溯到知識(shí)的源頭——問(wèn)題情境（科學(xué)知識(shí)源于問(wèn)題，問(wèn)題嵌在情境當(dāng)中），幫助學(xué)生經(jīng)歷解決問(wèn)題、形成知識(shí)的過(guò)程.當(dāng)然，“轉(zhuǎn)回去”的過(guò)程與人類原初認(rèn)識(shí)不可能也不必要完全相同，教師只需選擇適合課堂教學(xué)的關(guān)鍵以及典型步驟，有目的、有邏輯、有結(jié)構(gòu)、有系統(tǒng)地展開(kāi)教學(xué)活動(dòng).教育重演理論認(rèn)為：現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程是對(duì)人類文化發(fā)展過(guò)程的一種認(rèn)知意義上的重演，即現(xiàn)代人的認(rèn)知發(fā)展是對(duì)其祖先認(rèn)知水平長(zhǎng)期演化過(guò)程的濃縮，恰似生物學(xué)上胎兒在母體內(nèi)的發(fā)育過(guò)程重演祖先的進(jìn)化過(guò)程[3].

由此可知，學(xué)生在物理課堂上的學(xué)習(xí)是問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決、知識(shí)的再造和應(yīng)用的過(guò)程，教師的任務(wù)便是激發(fā)、維持、促進(jìn)這個(gè)過(guò)程.理想的教學(xué)過(guò)程是師生共同探究的過(guò)程，是“教”和“學(xué)”的角色界限逐漸模糊，教師和學(xué)生以知識(shí)重演為紐帶的彼此信任、相互引出、共同提高的關(guān)系存在的過(guò)程.只有這樣，教學(xué)的三要素才能從分離走向融合，深度教學(xué)才具備產(chǎn)生前提.所以，筆者所理解的“深度教學(xué)”并非追求教學(xué)內(nèi)容的深度和難度，而是從知識(shí)內(nèi)部構(gòu)成（外層的符號(hào)表征、中層的邏輯形式、內(nèi)層的價(jià)值意義）的角度出發(fā)，針對(duì)工具性教學(xué)、淺表化教學(xué)而言的“深度教學(xué)”.所謂深度教學(xué)，是指教師基于具有挑戰(zhàn)性的主題，借助一系列的問(wèn)題情境，與學(xué)生共同經(jīng)歷問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決、知識(shí)的再造和應(yīng)用的過(guò)程，幫助學(xué)生超越表層的知識(shí)符號(hào)學(xué)習(xí)，進(jìn)入知識(shí)內(nèi)在的邏輯形式和意義領(lǐng)域，讓學(xué)生的思想方法得以啟迪、情感態(tài)度得以熏陶、觀念立場(chǎng)得以形塑、精神意志得以磨礪，從而實(shí)現(xiàn)全面而有個(gè)性的發(fā)展的教學(xué)樣態(tài).深度教學(xué)的“深”主要指：深層的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，深切的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對(duì)知識(shí)深刻的理解和對(duì)學(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[4].

3 “雙向互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)”為深度教學(xué)提供有力保障

“深度教學(xué)”成功的關(guān)鍵在于師生在課堂上經(jīng)歷怎樣的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生的新舊經(jīng)驗(yàn)是否得到實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系;根本在于學(xué)生是否有意義地建構(gòu)知識(shí)，能否對(duì)所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用.這一切離不開(kāi)教師課前對(duì)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方式等方面的謀劃設(shè)計(jì)，知識(shí)在被學(xué)生領(lǐng)悟之前只是教材上冰冷的存在，只有經(jīng)過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)的加溫、教學(xué)活動(dòng)的轉(zhuǎn)化，才能演變?yōu)閷W(xué)生火熱的思考，并逐漸凝結(jié)為學(xué)生“帶得走的素養(yǎng)”.在某種程度上而言，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)決定課堂教學(xué)，課堂教學(xué)則決定學(xué)生發(fā)展.影響教師教學(xué)設(shè)計(jì)的因素主要包括學(xué)情和知識(shí)，所謂“因材施教”是指教師的教學(xué)活動(dòng)要建立在對(duì)知識(shí)和學(xué)情的通盤考慮、仔細(xì)推敲、反復(fù)斟酌的基礎(chǔ)之上.然而，受效率主義、工具主義思想的影響，許多教師的教學(xué)設(shè)計(jì)形象地說(shuō)便是搭建以教材為起點(diǎn)、試卷為終點(diǎn)的跳板，由于這種教學(xué)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)離學(xué)生的生活世界，從而會(huì)導(dǎo)致學(xué)生片面、畸形的發(fā)展，不利于教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).筆者認(rèn)為，依據(jù)“兩次倒轉(zhuǎn)”教學(xué)機(jī)制，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)應(yīng)先以預(yù)期的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為起點(diǎn)，逐步地、逆邏輯地倒推教學(xué)活動(dòng)直至學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)為止.然后再?gòu)膶W(xué)生經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，邏輯地正推到預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，前者相對(duì)于知識(shí)的形成是個(gè)“逆流而上”的過(guò)程，后者相對(duì)于知識(shí)的形成是個(gè)“順流而下”的過(guò)程（這才是預(yù)設(shè)的課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程）.最后師生在“逆流”和“順流”之間進(jìn)行對(duì)話互動(dòng)，通過(guò)不斷地調(diào)整、打磨、優(yōu)化，直至教學(xué)設(shè)計(jì)在邏輯上無(wú)懈可擊、萬(wàn)無(wú)一失.這種教學(xué)設(shè)計(jì)更加關(guān)注學(xué)生在哪里，要到哪里去，怎樣去，在什么地方需要獲得什么樣的幫助和支持，更加遵循依學(xué)定教原則，更能凸顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，更能促進(jìn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的改造和重組[5].筆者把這種教學(xué)設(shè)計(jì)稱作“雙向互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)”，綜上分析可知，“雙向互動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)”能為“深度教學(xué)”提供有力保障.

4 “動(dòng)能”的深度教學(xué)

“動(dòng)能”是蘇科版初中物理教材九年級(jí)上冊(cè)第十二章“機(jī)械能和內(nèi)能”第1節(jié)“動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能”的主要內(nèi)容，概念較為抽象.動(dòng)能的定義并不難理解，學(xué)生此前已有接觸，本課的任務(wù)是探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法，學(xué)生對(duì)此方法已經(jīng)熟悉掌握，因此，對(duì)于學(xué)生有難度的是一些其它問(wèn)題，比如：怎樣幫助學(xué)生猜想到影響動(dòng)能大小的因素？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，一種常見(jiàn)的做法是：通過(guò)“高速公路上為什么要設(shè)限速牌”和“為什么對(duì)不同車型限制的最大速度不同”（如圖2所示）兩個(gè)問(wèn)題幫助學(xué)生猜想，設(shè)計(jì)原因在于限速牌非常具有生活氣息，符合課標(biāo)倡導(dǎo)的“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的核心理念.筆者認(rèn)為，“生活”是指知識(shí)生成的情境，“社會(huì)”是指知識(shí)運(yùn)用的情境，“生活”是知識(shí)的“來(lái)龍”，“社會(huì)”是知識(shí)的“去脈”.“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”就是告訴教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)該從生活現(xiàn)象中提出物理問(wèn)題，通過(guò)解決問(wèn)題生成物理知識(shí)，然后將物理知識(shí)運(yùn)用于社會(huì)實(shí)踐的邏輯順序展開(kāi)，學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的“來(lái)龍去脈”，也就經(jīng)歷知識(shí)的內(nèi)化和外化，從而便會(huì)獲得活化的知識(shí)，對(duì)知識(shí)有更深刻的理解，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)展核心素養(yǎng).其中的原理并不難理解，真正的困難在于，哪些素材適合作為“生活”使用，哪些適合作為“社會(huì)”使用，二者并沒(méi)有絕對(duì)的界限，容易混淆，這也在很大程度上阻礙常態(tài)課教學(xué)的深度發(fā)生.筆者認(rèn)為，一般而言，“生活”側(cè)重于那些原生態(tài)的自然情境，“社會(huì)”側(cè)重于那些帶有人為痕跡的情境.“限速牌”應(yīng)該是帶有人為痕跡的素材，加之“限速牌”對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不直觀;其次，八年級(jí)下冊(cè)第九章“力與運(yùn)動(dòng)”的信息快遞中已經(jīng)從“反應(yīng)距離”“制動(dòng)距離”的角度解釋過(guò)“高速公路上為什么要限速和保持車距”.所以，教師在教學(xué)中，不宜將“限速牌”用作“生活”，而應(yīng)該用作“社會(huì)”.實(shí)際上，教師為學(xué)生的猜想提供依據(jù)的素材有很多，比如：播放海嘯時(shí)洪水沖垮房屋的視頻，然后向?qū)W生提出問(wèn)題：洪水能沖垮房屋說(shuō)明什么？如果只有一滴水，以與洪水相近的速度飛向房屋，是否能將房屋沖垮？由此可猜想動(dòng)能的大小與什么有關(guān)？簡(jiǎn)單直觀，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，效果顯著.

另一個(gè)問(wèn)題是教師怎樣幫助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.即教師如何幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決“選擇什么物體做研究對(duì)象”“通過(guò)什么比較和判斷研究對(duì)象動(dòng)能的大小”“怎樣控制小車的速度相同”等問(wèn)題.對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不難，困難的是如何解決問(wèn)題.一種做法是教師直接讓學(xué)生閱讀教材然后回答以上問(wèn)題，看似回避困難，直接“劇透”實(shí)驗(yàn)方案（如圖3、圖4所示），教學(xué)看上去會(huì)很順利，實(shí)則學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案知其然，不知其所以然，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案是作為旁觀者、接受者的身份存在，而不是以親歷者、發(fā)現(xiàn)者的方式出現(xiàn)，教學(xué)并未深度發(fā)生.筆者認(rèn)為，教師如果在前面 “能”的教學(xué)環(huán)節(jié)中有意識(shí)地采用一個(gè)物體（玩具手槍射出的子彈、小球、盛有部分液體的易拉罐、小車等）水平撞擊另一個(gè)物體（泡沫塑料塊、木塊等），使被撞物體移動(dòng)一段距離作為物體做功的實(shí)例，幫助學(xué)生建立功能關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解可以將不好直接比較的研究對(duì)象動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)化為比較研究對(duì)象對(duì)另一個(gè)物體做功的多少，再轉(zhuǎn)化為可以直接比較的被撞物體移動(dòng)的距離，這樣就能為學(xué)生解決“選擇什么物體做研究對(duì)象”“通過(guò)什么判斷研究對(duì)象動(dòng)能的大小”等一系列問(wèn)題做出鋪墊.對(duì)于“怎樣控制小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的速度相同”的問(wèn)題，教師只需引導(dǎo)學(xué)生回顧“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)操作，將小車從斜面的相同高度滾下即可.如需要小車在水平面上以不同的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以將小車從斜面的不同高度滾下.經(jīng)過(guò)這樣處理，學(xué)生的新舊經(jīng)驗(yàn)就能建立實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，已有知識(shí)就能實(shí)現(xiàn)遷移運(yùn)用，深度教學(xué)就能發(fā)生.

學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)方案之后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論便水到渠成.接下來(lái)教師應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入“從物理走向社會(huì)”的知識(shí)應(yīng)用階段.按照布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類所對(duì)應(yīng)的“記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)及創(chuàng)造”六個(gè)層次，“分析應(yīng)用”是較高級(jí)的認(rèn)知層次，涉及學(xué)生的高階思維，教師如果直接讓學(xué)生解釋“為什么高速公路上要設(shè)置限速牌”，通常學(xué)生還是難以抓住重點(diǎn)、依據(jù)知識(shí)、理清思路，用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言將問(wèn)題解釋清楚.因此，教師可以設(shè)置如下問(wèn)題情境給學(xué)生搭建腳手架，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知進(jìn)階：如果現(xiàn)實(shí)中的汽車像實(shí)驗(yàn)中的小車一樣撞到障礙物，我們除了可以通過(guò)車的損壞程度大體判斷車禍的嚴(yán)重程度，還可以通過(guò)什么來(lái)判斷？（障礙物被撞飛的距離）車禍的嚴(yán)重程度取決于什么？當(dāng)學(xué)生明白車禍的嚴(yán)重程度取決于汽車的動(dòng)能之后再讓學(xué)生回答限速牌的兩個(gè)問(wèn)題，學(xué)生就能夠從動(dòng)能的角度組織語(yǔ)言回答.當(dāng)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)生活中的現(xiàn)象理解得更清楚時(shí)，自然會(huì)油生一種充實(shí)感、敞亮感、自豪感.

5 結(jié)束語(yǔ)

360年前，夸美紐斯在《大教學(xué)論》中提出：教學(xué)要迅捷、愉快、徹底.我們可以把對(duì) “深度教學(xué)”的理解高度濃縮為“迅捷、愉快、徹底”三個(gè)關(guān)鍵詞.物理教學(xué)如何做到迅捷、愉快、徹底？曹哲賢教授在一場(chǎng)題為《21世紀(jì)的青少年，你怎可不學(xué)物理》的講座中說(shuō)過(guò)：物理學(xué)是最成體系的科學(xué)，它猶如一條思想的河流，懂的人順著那條河流學(xué)習(xí)是很容易的.借用曹教授的話——“順著那條河流教學(xué)”就能讓物理教學(xué)變得很容易，做到迅捷、愉快、徹底，最終走向深度教學(xué)，這也是筆者要與大家分享和共勉的.

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（收稿日期：2020-12-01）