劉振雄 全 藝

(廣東省廣州市第一一三中學(xué)陶育實(shí)驗(yàn)學(xué)校,廣東 廣州 510630)

為全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，教師要改變學(xué)生消極被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式，探索學(xué)生深度學(xué)習(xí)的途徑。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題為核心，通過(guò)真實(shí)的情境形成有價(jià)值的問(wèn)題，學(xué)生在問(wèn)題生成和問(wèn)題解決過(guò)程中體驗(yàn)成功，沉浸于物理學(xué)習(xí)過(guò)程，形成物理觀念，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，樹立正確的價(jià)值觀。基于真實(shí)情境的問(wèn)題及其問(wèn)題解決是深度學(xué)習(xí)的核心，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

1 基于深度學(xué)習(xí)的課堂問(wèn)題

1.1 課堂問(wèn)題的分類

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型課堂教學(xué)的核心是“提出問(wèn)題和解決問(wèn)題”，按照布魯姆的教育目標(biāo)分類理論，可以根據(jù)認(rèn)知水平的高低把課堂問(wèn)題分為記憶型、理解型、應(yīng)用型、分析型、評(píng)價(jià)型、創(chuàng)造型問(wèn)題。

記憶型問(wèn)題指向?qū)W生對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)的物理概念和物理規(guī)律的記憶，對(duì)常見物理現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)的描述，以及對(duì)整堂課學(xué)習(xí)內(nèi)容的回憶。理解型問(wèn)題要求學(xué)生理解物理概念和規(guī)律的本質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察，進(jìn)行相關(guān)的解釋和推理。應(yīng)用型問(wèn)題要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的物理概念、規(guī)律和方法解決物理問(wèn)題。分析型問(wèn)題要求學(xué)生將一個(gè)問(wèn)題分解成若干個(gè)子問(wèn)題，再判斷子問(wèn)題間的關(guān)系，該類問(wèn)題常出現(xiàn)在探究活動(dòng)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)型問(wèn)題最大的特點(diǎn)就是在評(píng)價(jià)的過(guò)程中運(yùn)用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)判，評(píng)價(jià)的對(duì)象是學(xué)生的觀點(diǎn)、方案或結(jié)論。創(chuàng)造型問(wèn)題要求學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中收集資料，再與已有的物理概念和規(guī)律建立聯(lián)系，并進(jìn)行整合與再創(chuàng)造，是所有問(wèn)題類型中水平最高的一種。

1.2 課堂問(wèn)題的設(shè)計(jì)與解決策略

(1)兼顧層次，關(guān)注深度

基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，針對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)問(wèn)題串，在兼顧層次性的同時(shí)，更要重視問(wèn)題深度的設(shè)計(jì)，這樣才能更有利于學(xué)生物理觀念的形成和物理思維能力的提升。

(2)給學(xué)生留足解答時(shí)間

對(duì)于思維水平較高的問(wèn)題，要充分描述物理情境，使學(xué)生有明確的思考方向，并要留給學(xué)生足夠的思考、討論和交流的時(shí)間，給學(xué)生對(duì)自己觀點(diǎn)進(jìn)行表述、辯護(hù)的機(jī)會(huì)，這樣才更利于學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

(3)鼓勵(lì)學(xué)生積極表達(dá)觀點(diǎn)

鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)不同的觀點(diǎn)，即使是錯(cuò)誤的或者不科學(xué)的觀點(diǎn)也是有意義的，因?yàn)檫@些錯(cuò)誤或者不科學(xué)的觀點(diǎn)有時(shí)也是許多學(xué)生的共性問(wèn)題，這樣的問(wèn)題解決往往更具有教學(xué)價(jià)值。

2 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型課堂的流程

2.1 明確物理問(wèn)題

明確物理問(wèn)題是發(fā)現(xiàn)、辨認(rèn)和表征物理信息的過(guò)程。當(dāng)遇到一個(gè)真實(shí)物理問(wèn)題時(shí)，學(xué)生首先要對(duì)物理情境進(jìn)行考察，明確物理情境的意義，然后通過(guò)思考，分析、判斷物理問(wèn)題所描述的對(duì)象、現(xiàn)象、過(guò)程及聯(lián)系，全面掌握有關(guān)信息，抓住問(wèn)題的外部特征，理清解決問(wèn)題的已知條件。

2.2 探求問(wèn)題解決方法

解決問(wèn)題時(shí)運(yùn)用抽象思維、形象思維和直覺(jué)思維等方法，充分調(diào)動(dòng)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，確定問(wèn)題的種類，探求解決問(wèn)題的方法和途徑。

2.3 進(jìn)行問(wèn)題解決

問(wèn)題解決的實(shí)施是問(wèn)題解決的中心環(huán)節(jié)，在明確物理情境后，要理清解決問(wèn)題的具體方法和步驟，明確物理研究對(duì)象，建構(gòu)物理模型，合理利用物理規(guī)律進(jìn)行解答，從而得出結(jié)論。有的問(wèn)題還可以從不同角度、不同路徑尋找不同的解決方法，再通過(guò)不同方法的選擇，有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和問(wèn)題解決能力。

2.4 總結(jié)與反思

問(wèn)題解決后的總結(jié)與反思首先是對(duì)所解決問(wèn)題的過(guò)程進(jìn)行反思，深入思考問(wèn)題情境中所隱含的物理概念和規(guī)律，拓展自己的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高問(wèn)題解決的效率；其次是回顧問(wèn)題解決的思路，評(píng)價(jià)問(wèn)題解決的過(guò)程，提高對(duì)問(wèn)題解決的認(rèn)識(shí)水平。

3 問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型課堂教學(xué)案例分析

筆者以“超重和失重”的教學(xué)為例，運(yùn)用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型教學(xué)模式，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

3.1 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，導(dǎo)入新課

(1)情境設(shè)置

將體重計(jì)的表盤通過(guò)攝像頭投屏，先讓質(zhì)量較大的同學(xué)站到體重計(jì)上，讀出體重計(jì)示數(shù)并用貼紙標(biāo)記，再讓質(zhì)量較小的同學(xué)站到體重計(jì)上，并嘗試讓體重計(jì)示數(shù)超過(guò)前者。

(2)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

① 這位同學(xué)的體重是多少？體重計(jì)示數(shù)的單位是什么？

② 體重計(jì)測(cè)量的是哪個(gè)物理量？

③ 為了確保體重計(jì)反映的是真實(shí)的體重，測(cè)量時(shí)有什么要求？

④ 在雙手不接觸其他物體，雙腳不離開體重計(jì)的條件下，你能讓體重計(jì)的示數(shù)超過(guò)剛才那位同學(xué)嗎？

⑤ 在下蹲或站起的過(guò)程中，在某一時(shí)刻的體重計(jì)示數(shù)超過(guò)了第一位同學(xué)，是自身所受重力變大了嗎？如果不是的話，是哪個(gè)量變大了？

(3)設(shè)計(jì)意圖

問(wèn)題①和②強(qiáng)調(diào)了讀數(shù)需要包含單位的規(guī)范，引導(dǎo)學(xué)生回溯體重計(jì)的測(cè)量原理，即體重計(jì)測(cè)量的是它的臺(tái)面受到的壓力，然后在刻度盤上轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的質(zhì)量。問(wèn)題③強(qiáng)調(diào)了測(cè)量體重的平衡條件，問(wèn)題④提出挑戰(zhàn)要求，讓挑戰(zhàn)的學(xué)生自然想到通過(guò)改變自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)改變體重計(jì)的示數(shù)，問(wèn)題⑤意在引發(fā)學(xué)生思考，在介紹實(shí)重和視重后，自然引出本節(jié)課的課題。

(4)深度體驗(yàn)

通過(guò)游戲的形式，增加趣味性，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)認(rèn)知沖突，促使學(xué)生深度思考，將學(xué)生的思維聚焦于課堂問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

3.2 結(jié)合問(wèn)題情境，建構(gòu)物理概念

(1)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

結(jié)合剛才的游戲，請(qǐng)說(shuō)明：什么是超重現(xiàn)象？什么是失重現(xiàn)象？

(2)設(shè)計(jì)意圖

通過(guò)前面設(shè)置的情境，超重和失重的概念已呼之欲出，此時(shí)應(yīng)大膽放手，給學(xué)生提供自主思考、描述的機(jī)會(huì)。

(3)深度體驗(yàn)

物理概念本身比較抽象，教師可以通過(guò)各種教學(xué)方式加強(qiáng)形象性和直觀性，使抽象的概念建構(gòu)具體化、生活化，當(dāng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)達(dá)到了相應(yīng)的水平時(shí)，概念的建構(gòu)會(huì)水到渠成，所以教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的問(wèn)題情境，發(fā)展學(xué)生的深度思維。

3.3 提出問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主探究

探究實(shí)驗(yàn)一：彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)驗(yàn)

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：利用彈簧測(cè)力計(jì)和重物進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，探究以下問(wèn)題：什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象？什么情況下會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

設(shè)計(jì)意圖：利用彈簧測(cè)力計(jì)做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律有一定難度，因?yàn)樵诓僮鬟^(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化太快，學(xué)生很難準(zhǔn)確、及時(shí)地捕捉到示數(shù)的變化情況，往往不同的小組會(huì)得到不同的結(jié)果，有些同學(xué)認(rèn)為向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象；而有些學(xué)生得出的結(jié)論則完全相反，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)“失敗”，但是，這個(gè)“失敗”，卻又是課堂教學(xué)的重要資源。因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不僅僅是獲得知識(shí)，更重要的是體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，當(dāng)面對(duì)困難和挫折時(shí)能有勇氣和毅力去找到出現(xiàn)困難的原因，并提出解決方案。

深度體驗(yàn)：通過(guò)親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生在面對(duì)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，敢于堅(jiān)持和表達(dá)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神；學(xué)生在面對(duì)困難時(shí)，不輕言放棄，想方設(shè)法找到解決問(wèn)題的途徑，逐漸養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

探究實(shí)驗(yàn)二：力傳感器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)情境：教師介紹了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(DIS)的實(shí)驗(yàn)器材后，學(xué)生開始分組實(shí)驗(yàn)，利用力傳感器，在電腦屏上呈現(xiàn)重物上升和下降過(guò)程中拉力隨時(shí)間變化的圖像。

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：(1)在重物上升過(guò)程中出現(xiàn)的是哪一部分圖像？哪一部分圖像是在重物下降過(guò)程中出現(xiàn)的？

(2)從圖像中你能觀察到超重和失重現(xiàn)象嗎？請(qǐng)總結(jié)重物在上升和下降的過(guò)程中的超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。

(3)你能得到超重和失重的條件嗎？

(4)既然超重和失重現(xiàn)象的出現(xiàn)與物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，那么跟什么有關(guān)呢？請(qǐng)說(shuō)出你的依據(jù)。

(5)重物在上升和下降的過(guò)程中參與了哪些運(yùn)動(dòng)？加速度是怎樣的？

(6)你能總結(jié)物體在什么條件下會(huì)出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象嗎？

表格設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表1)。

表1

設(shè)計(jì)意圖：若直接給出所有選項(xiàng)讓學(xué)生完成，雖然課堂教學(xué)輕松、順利，但缺少了對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。通過(guò)問(wèn)題解決和表格填寫，可以讓學(xué)生體驗(yàn)真正意義上的科學(xué)探究。問(wèn)題(1)和(2)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的超重和失重現(xiàn)象，明確物體向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中都有可能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象；問(wèn)題(3)是為了引導(dǎo)學(xué)生觀察和總結(jié)表格內(nèi)容，理解物體的運(yùn)動(dòng)方向與超重和失重的條件無(wú)關(guān)；問(wèn)題(4)是本節(jié)課的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，超重和失重條件與物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，這個(gè)結(jié)論既是對(duì)前面實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，也是為后續(xù)研究鋪設(shè)臺(tái)階，它能點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花點(diǎn)燃，在這個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置小組討論活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)行思維碰撞，使學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)得到提升，達(dá)成更加全面的學(xué)習(xí)目標(biāo)；問(wèn)題(5)是為了更好地推進(jìn)課堂教學(xué)的展開，如果學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中遇到困難，教師可以進(jìn)行適時(shí)的指導(dǎo)；問(wèn)題(6)是學(xué)生在認(rèn)識(shí)到超重和失重現(xiàn)象與加速度方向有關(guān)之后，進(jìn)一步明確超重和失重的產(chǎn)生與加速度方向的關(guān)系：當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí)處于超重狀態(tài)，當(dāng)物體的加速度方向向下時(shí)處于失重狀態(tài)。

深度體驗(yàn)：科學(xué)探究是人類認(rèn)識(shí)自然、探索自然規(guī)律的重要方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方法，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，可以逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力、合作與交流的能力，在此過(guò)程中學(xué)生還可以養(yǎng)成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。物理教學(xué)要為學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，俗話說(shuō)：授人以魚不如授人以漁，課堂不僅僅是教師向?qū)W生傳授科學(xué)知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。教師要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)：提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作，讓學(xué)生的知識(shí)與能力、科學(xué)思維與探究能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任都得到全面培養(yǎng)和發(fā)展。

3.4 應(yīng)用物理規(guī)律，解釋實(shí)驗(yàn)和生活現(xiàn)象

3.4.1 解釋課堂實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：(1)在彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象為什么不同？在重物上升時(shí)，是在哪個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程觀察到了彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的減?。?/p>

(2)在用體重計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，在同學(xué)下蹲的過(guò)程中，我們能觀察到哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？為什么？

設(shè)計(jì)意圖：該組問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生利用前面實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象作出解釋，以加深對(duì)超重和失重條件的理解，學(xué)生能應(yīng)用超重和失重條件解釋一些相關(guān)的物理現(xiàn)象，也體現(xiàn)了“從物理走向社會(huì)”的理念。

深度體驗(yàn)：物理來(lái)源于生活，又應(yīng)用于生活，與日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系緊密，所以物理學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)將學(xué)到的物理理論應(yīng)用于生活，要體現(xiàn)學(xué)以致用，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

3.4.2 推導(dǎo)拉力表達(dá)式

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：(1)為什么物體的加速度向上就會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象，而加速度向下就會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

(2)你能求出重物在加速上升過(guò)程和減速上升的過(guò)程中，力傳感器受到的拉力嗎？

設(shè)計(jì)意圖：給學(xué)生提供自主推導(dǎo)拉力表達(dá)式的機(jī)會(huì)，教師在學(xué)生推導(dǎo)時(shí)進(jìn)行適時(shí)點(diǎn)評(píng)，并在此過(guò)程中適時(shí)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用牛頓第二定律的規(guī)范性問(wèn)題和牛頓第三定律的應(yīng)用細(xì)節(jié)問(wèn)題。

深度體驗(yàn)：理論推導(dǎo)的結(jié)果揭示了超重和失重現(xiàn)象的本質(zhì)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類探索自然、追求真理的不易，珍惜現(xiàn)有的生活，也認(rèn)識(shí)到科學(xué)所肩負(fù)的使命。

3.4.3 解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

情境設(shè)置：在透明塑料瓶側(cè)面和瓶蓋處開孔，并倒入牛奶，然后讓一位同學(xué)從高處釋放裝有牛奶的瓶子，其他同學(xué)觀察牛奶是否流出。

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)：(1)為什么手松開小孔后瓶中的牛奶是噴出來(lái)而不是流出來(lái)？

(2)將瓶從高處自由釋放，下落過(guò)程中出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

(3)瓶子下落過(guò)程中牛奶為什么沒(méi)有噴出來(lái)？

(4)如果將瓶子豎直向上拋出，牛奶會(huì)噴出來(lái)嗎?你的依據(jù)是什么？

設(shè)計(jì)意圖：用白色不透明的牛奶，相比用水可以提高實(shí)驗(yàn)的可視性。問(wèn)題(1)為理解小孔上方的牛奶產(chǎn)生的壓強(qiáng)是牛奶噴出來(lái)的原因做鋪墊；問(wèn)題(2)和(3)則是利用完全失重的條件解釋完全失重而引起的物理現(xiàn)象；問(wèn)題(4)針對(duì)部分學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)，有不少學(xué)生因?yàn)槭艿綉T性思維影響，會(huì)認(rèn)為瓶子向上運(yùn)動(dòng)時(shí)牛奶會(huì)噴出，為了讓學(xué)生更好地觀察和理解，可用通過(guò)視頻慢放的方法，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“超重和失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，而與物體的加速度方向有關(guān)”這個(gè)結(jié)論的理解。

深度體驗(yàn)：慣性思維是在之前一系列重復(fù)活動(dòng)的體驗(yàn)中形成的一種的思維定勢(shì)和傾向性。在環(huán)境不變的條件下，思維定勢(shì)能夠讓人用已有的方法迅速解決問(wèn)題，但也容易走進(jìn)思維誤區(qū)，所以在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生改變思維定勢(shì)的能力。

3.4.4 解釋微重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

情境設(shè)置：播放王亞平空間站授課視頻。

引導(dǎo)學(xué)生指出其中與失重相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，運(yùn)用物理規(guī)律解釋微重力環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：認(rèn)識(shí)空間站中的完全失重現(xiàn)象，讓學(xué)生了解我們的國(guó)家在經(jīng)過(guò)幾代人不懈的努力后，使我國(guó)的航天技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，使學(xué)生意識(shí)到要努力學(xué)好科學(xué)知識(shí)，以便將來(lái)更好地投身于祖國(guó)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)。

深度體驗(yàn)：培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛(ài)國(guó)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，體現(xiàn)立德樹人的教育本質(zhì)。