高中物理深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐與反思
——以人教版“速度變化快慢的描述加速度”的教學(xué)為例

劉崢嶸

(江蘇省海安市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 226600)

當(dāng)前的高中物理教學(xué)有一個(gè)很重要的目標(biāo)，那就是培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng).物理學(xué)科核心素養(yǎng)由物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)要素組成，雖然說(shuō)物理學(xué)科核心素養(yǎng)是由2017年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》正式頒布的，但實(shí)際上在此前的教學(xué)當(dāng)中，物理學(xué)科的教學(xué)也高度重視這些要素的培養(yǎng)，只不過(guò)沒(méi)有像物理學(xué)科核心素養(yǎng)這樣，將這些要素高度概括出來(lái).那么在明確了物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)之后，可以通過(guò)什么樣的路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)這些核心素養(yǎng)的落地呢？研究表明，一個(gè)行之有效的途徑就是深度學(xué)習(xí).

深入學(xué)習(xí)是面向?qū)W生的學(xué)習(xí)過(guò)程的，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中必須具有一定的思維深度.思維深度是一個(gè)內(nèi)容廣泛的概念，其實(shí)際上包括思維的廣度、深度以及批判性等等基本要素，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候能夠積極的進(jìn)行橫向?qū)Ρ?、縱向探究，并且能夠?qū)Σ煌挠^點(diǎn)進(jìn)行批判性的理解與吸收.而進(jìn)一步以邏輯思維能力作為能力培養(yǎng)的主線，那就可以促成學(xué)生各個(gè)方面能力的養(yǎng)成，從而讓核心素養(yǎng)的培育得到實(shí)現(xiàn).本文就結(jié)合人教版“速度變化快慢的描述——加速度”的教學(xué)，談?wù)剬?duì)深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐與反思.

1 深度學(xué)習(xí)在高中物理中的應(yīng)用價(jià)值

深度學(xué)習(xí)是面向思維的，物理學(xué)和知識(shí)的建構(gòu)與運(yùn)用離不開(kāi)高水平的思維，從這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯就可以發(fā)現(xiàn)，深度學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值.對(duì)此，早有研究者提出這樣的問(wèn)題：新課程背景下，如何在有限的時(shí)間內(nèi)盡可能加深學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，促進(jìn)學(xué)生獲得最大化發(fā)展？這里實(shí)際上暗示了高中物理教學(xué)的一個(gè)基本邏輯關(guān)系，那就是要在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，教師就必須以先進(jìn)的教學(xué)理念作為指導(dǎo)，然后結(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，去引導(dǎo)學(xué)生處于深度學(xué)習(xí)的情境當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)自身思維能力的運(yùn)用與培養(yǎng).這里有這樣兩個(gè)基本理解：

一是教師要能通過(guò)有效的教學(xué)設(shè)計(jì)，為學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的情境打下基礎(chǔ).

情境教學(xué)的相關(guān)理論表明，有效的教學(xué)過(guò)程都是在具體的情境當(dāng)中發(fā)生的，深度學(xué)習(xí)是面向?qū)W生學(xué)習(xí)過(guò)程的，因此要想讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生，就必須有一個(gè)相應(yīng)的成績(jī)，而這完全取決于教師的教學(xué)設(shè)計(jì).

二是學(xué)生要能夠在深度學(xué)習(xí)的情境當(dāng)中，高效調(diào)用已經(jīng)掌握的基本知識(shí)，然后進(jìn)行深度思考，以實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的建構(gòu)與運(yùn)用.

2 當(dāng)前高中物理教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 物理教學(xué)資源沒(méi)有得到統(tǒng)一

在當(dāng)前的物理教學(xué)中，由于教材的版本相對(duì)較多，從一個(gè)教材的具體內(nèi)容來(lái)看差別很大，并且不同版本的教材在物理專業(yè)知識(shí)的豐富與深度上都存在明顯的問(wèn)題.隨著當(dāng)前教學(xué)資源的不斷增多，給予學(xué)校的選擇也逐漸變得偏多，但是在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)教材的選擇并沒(méi)有結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，運(yùn)用民族征求意見(jiàn)的形式，大部分都是教師與校領(lǐng)導(dǎo)掌握主動(dòng)權(quán).

2.2 課堂教學(xué)的氛圍不能吸引學(xué)生

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的最好老師.在高中物理的學(xué)習(xí)中，部分學(xué)生在開(kāi)始學(xué)習(xí)的階段并不喜歡這門課程，并且認(rèn)為物理課程十分的無(wú)聊，對(duì)學(xué)習(xí)難以提升興趣.尤其是對(duì)于高中階段的女學(xué)生來(lái)說(shuō)，難以對(duì)物理提升興趣，從而導(dǎo)致課堂的學(xué)習(xí)氛圍相對(duì)沉悶，影響了師生之間的學(xué)習(xí)效果.

2.3 沒(méi)有開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)十分的關(guān)鍵.實(shí)驗(yàn)不僅僅是高中物理知識(shí)教學(xué)中的主要組成部分，并且也是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提升的關(guān)鍵.結(jié)合當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)情況來(lái)看，現(xiàn)階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)并沒(méi)有得到全面的落實(shí)，教師也沒(méi)有掌握健全的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，從而導(dǎo)致對(duì)學(xué)生難以進(jìn)行全面的指導(dǎo)，導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與預(yù)期的教學(xué)效果相互脫離.

3 基于核心素養(yǎng)培育的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用

明確了高中物理教學(xué)中深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用價(jià)值之后，物理教師的另一個(gè)任務(wù)就是根據(jù)物理學(xué)習(xí)路徑的起點(diǎn)、過(guò)程和終點(diǎn)，去明確物理學(xué)習(xí)路徑獲取的三個(gè)維度，這也就是：學(xué)生已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生思維過(guò)程和學(xué)生知識(shí)表征.

加速度對(duì)于剛剛進(jìn)入高中的學(xué)生而言，是一個(gè)有一定的感性認(rèn)識(shí)，但是卻無(wú)法準(zhǔn)確描述的概念.之所以說(shuō)有感性認(rèn)識(shí)，是因?yàn)樵诔踔形锢韺W(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生對(duì)加速運(yùn)動(dòng)已經(jīng)有了初步接觸，但是站在高中物理的角度，由于速度概念的影響，學(xué)生在建構(gòu)加速度概念的時(shí)候，往往會(huì)發(fā)生一些負(fù)遷移，再加上學(xué)生剛剛接觸矢量這個(gè)概念，對(duì)于加速度的正負(fù)理解也會(huì)出現(xiàn)一些障礙.因此教師這個(gè)時(shí)候只滿足于淺層教學(xué)，而無(wú)法讓學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)的話，那學(xué)生對(duì)加速度概念的理解很容易陷入機(jī)械記憶的窠臼.那么如何針對(duì)加速度概念的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)深度學(xué)習(xí)的過(guò)程呢？筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中設(shè)計(jì)了這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)：

3.1 環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生對(duì)加速度有一個(gè)準(zhǔn)確的感知.

在教材中給出的例子是小轎車與動(dòng)車啟動(dòng)的時(shí)候速度從0～100km/h所需要的時(shí)間是不一樣的，轎車需要的時(shí)間是20秒，而火車需要的時(shí)間是500秒.在引導(dǎo)學(xué)生解析這個(gè)例子的時(shí)候，關(guān)鍵要讓學(xué)生明白三個(gè)概念：一是速度大，二是速度變化大，三是速度變化快.在列舉這個(gè)例子的時(shí)候，一定要給出具體的數(shù)值，這是因?yàn)檫@個(gè)階段的學(xué)生思維在加工數(shù)值而不是符號(hào)時(shí)，思維過(guò)程更加順利.在學(xué)生理解了這三個(gè)概念之后，教師不要急著去給加速度下定義，而是可以讓學(xué)生自己去舉出類似的例子，這實(shí)際上借助了“變式”的思想，以進(jìn)一步豐富學(xué)生思維加工的素材.

3.2 環(huán)節(jié)二：物理探究，讓學(xué)生理解加速度的定義.

等到學(xué)生思維加工的素材比較豐富、大腦中的表象比較清晰的時(shí)候，就要將學(xué)習(xí)的過(guò)程從形象思維轉(zhuǎn)向抽象思維，也就是這個(gè)時(shí)候?qū)W生思維所加工的必須是上面三個(gè)概念.這三個(gè)概念當(dāng)中，“速度大”是基礎(chǔ)，“速度變化大”起著承上啟下的作用，“速度變化快”是加速度概念建立的核心.學(xué)生深度學(xué)習(xí)的一個(gè)重要表征，就是對(duì)這三個(gè)概念進(jìn)行比較：教師在課堂上進(jìn)行引導(dǎo)，最終的落腳點(diǎn)都是符號(hào)表征，如“速度大”就是v大，“速度變化大”就是Δv大，“速度變化快”就是Δv/t大.在這個(gè)基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生明確認(rèn)識(shí)到必須用一個(gè)物理量來(lái)描述“物體速度變化的快慢”，這樣學(xué)生就能夠理解在“速度”概念前面加一個(gè)“加”字，并不是指速度的相加，也不是指速度的變化，而是指速度變化的快慢.這樣的理解一旦建立，那對(duì)加速度的理解就非常準(zhǔn)確了.

3.3 環(huán)節(jié)三：運(yùn)用深度學(xué)習(xí)法培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合能力.

在進(jìn)行實(shí)際的教學(xué)中，有效的將深度學(xué)習(xí)法融入到高中物理課堂的教學(xué)中，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的研究.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，選擇兩個(gè)班級(jí)，對(duì)于一般班級(jí)進(jìn)行傳統(tǒng)的教學(xué)，另外一個(gè)班級(jí)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)法教學(xué)，時(shí)長(zhǎng)為一學(xué)期，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在什么樣的班級(jí)下可以提升學(xué)生的綜合能力，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)問(wèn)卷對(duì)實(shí)驗(yàn)班以及對(duì)照班進(jìn)行不同程度的檢測(cè)，并通過(guò)普通的測(cè)試區(qū)別出兩個(gè)班級(jí)的綜合能力提升.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)法的班級(jí)分析與綜合能力和物理成績(jī)均顯著高于對(duì)照班，同時(shí)可以看出適應(yīng)深度學(xué)習(xí)法的教學(xué)方式，希望在日后的教學(xué)當(dāng)中多運(yùn)用深度學(xué)習(xí)法進(jìn)行教學(xué).通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于深度學(xué)習(xí)法的有效運(yùn)用可以提升學(xué)生的分析以及綜合能力，由此可見(jiàn)，應(yīng)當(dāng)在物理的教學(xué)中充分利用深度學(xué)習(xí)法進(jìn)行教學(xué)，從而對(duì)學(xué)生提供幫助.

3.4 環(huán)節(jié)四：學(xué)習(xí)反思，讓學(xué)生提煉學(xué)習(xí)過(guò)程的精華.

對(duì)于高中學(xué)生而言，必須設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)習(xí)反思的環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)自己學(xué)習(xí)過(guò)程的反思，去認(rèn)識(shí)到自己，在學(xué)習(xí)某一個(gè)概念或者規(guī)律的時(shí)候走過(guò)哪些彎路，每節(jié)思考過(guò)程又是值得延續(xù)的.這樣學(xué)生可以去粗取精，去偽存真，而一旦養(yǎng)成這樣的習(xí)慣，深度學(xué)習(xí)在后面的知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中就會(huì)自然發(fā)生.

4 用深度學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)落地

無(wú)論是在新的知識(shí)建構(gòu)過(guò)程中，還是在學(xué)習(xí)之后的反思過(guò)程中，對(duì)他人觀點(diǎn)的判斷，對(duì)自身學(xué)習(xí)過(guò)程的判斷，都包含著批判的元素，批判性思維也能得到培養(yǎng).從深度學(xué)習(xí)的角度來(lái)看，當(dāng)思維的廣度與深度以及批判性都能得到滿足時(shí)，就是一個(gè)深度學(xué)習(xí)的過(guò)程.再?gòu)奈锢韺W(xué)和核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度看，物理觀念、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的建立實(shí)際上依賴于學(xué)生的科學(xué)思維，實(shí)驗(yàn)探究也以科學(xué)思維為基礎(chǔ)，所以可以說(shuō)科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵要素.深度學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維，因此也就可以促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落地.

總之，高中物理教學(xué)中課堂教學(xué)的時(shí)間是有限的，學(xué)生的精力也是有限的，物理教師應(yīng)合理調(diào)配學(xué)生的時(shí)間和精力，以達(dá)成資源的合理配置，提升教學(xué)效率.而這個(gè)效率就是由深度學(xué)習(xí)來(lái)提供保障的！