摘 要:文章針對(duì)物理復(fù)習(xí)教學(xué)中學(xué)生暴露出的問(wèn)題,通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、轉(zhuǎn)變教學(xué)方式、優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)、變式訓(xùn)練、動(dòng)手體驗(yàn)、情感教學(xué)等方法,在復(fù)習(xí)教學(xué)中促進(jìn)“深度學(xué)習(xí)”,提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:深度學(xué)習(xí);問(wèn)題情境;教學(xué)方式;核心素養(yǎng);知識(shí)結(jié)構(gòu);思維;情感
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2018)3-0015-4
“深度學(xué)習(xí)”是指對(duì)多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法,它促進(jìn)了人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。認(rèn)知心理學(xué)家也在認(rèn)知領(lǐng)域提出了“深度學(xué)習(xí)”的概念,“深度學(xué)習(xí)”是相對(duì)于“淺層學(xué)習(xí)”的一個(gè)概念。綜合國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)“深度學(xué)習(xí)”的認(rèn)識(shí),所謂“深度學(xué)習(xí)”就是指在教師引領(lǐng)下,學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題學(xué)習(xí),積極主動(dòng)地參與理解性學(xué)習(xí)、批判性學(xué)習(xí),形成積極的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的基于“問(wèn)題解決”的應(yīng)用性、遷移性學(xué)習(xí)方式。學(xué)生在考試中暴露的問(wèn)題歸根結(jié)底是由于學(xué)生的學(xué)習(xí)浮于表面造成的,學(xué)生急功近利地直接瞄準(zhǔn)“考點(diǎn)”,停留在知識(shí)的淺層記憶,忽略關(guān)鍵能力的培養(yǎng),缺乏物理觀念的支撐,科學(xué)思維品質(zhì)欠佳,面對(duì)新情境時(shí)知識(shí)遷移能力和分析解決問(wèn)題的能力差,審題能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力弱。因此,教師在物理復(fù)習(xí)教學(xué)中可以使用以下六個(gè)策略。
1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境,導(dǎo)出具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題
為改善由于當(dāng)前物理教學(xué)中存在的片面追求知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練,從而導(dǎo)致的教學(xué)題型的去情境化、去問(wèn)題化現(xiàn)象,教師應(yīng)注重聯(lián)系科學(xué)、科技、社會(huì)與環(huán)境,創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理問(wèn)題情景。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。核心素養(yǎng)就是在借助具體的問(wèn)題情境、在問(wèn)題解決的實(shí)踐中逐步培養(yǎng)出來(lái)的。教師可以根據(jù)復(fù)習(xí)的內(nèi)容及學(xué)生易錯(cuò)的問(wèn)題,精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境、挑選題目或?qū)嶒?yàn),通過(guò)設(shè)置任務(wù)單,讓學(xué)生在做題、動(dòng)手思考等解決問(wèn)題的過(guò)程中,總結(jié)歸納知識(shí)點(diǎn),提升能力。問(wèn)題是物理教學(xué)的心臟,教師應(yīng)把問(wèn)題作為教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。
例1 (2017年全國(guó)Ⅰ卷)18.掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)樣品表面原子尺寸上的形貌,為了有效隔離外界震動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng),在圓底盤(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板,并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小震動(dòng),如圖1所示,無(wú)擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng);出現(xiàn)擾動(dòng)后,對(duì)于紫銅薄板上下及其左右震動(dòng)的衰減最有效的方案是( )
評(píng)析:答案為A選項(xiàng)。本題以實(shí)際問(wèn)題為情境,考查學(xué)生對(duì)磁通量、楞次定律等電磁感應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用。平均分僅2.16分,難度值0.36,屬于難題。啟示教師在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)際物理問(wèn)題和情境的分析,重視理論聯(lián)系實(shí)際,切實(shí)提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
2 轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,提高學(xué)生的課堂參與度
調(diào)動(dòng)學(xué)生參與復(fù)習(xí)過(guò)程的自主性和主動(dòng)性,增加師生、生生的交流頻率,從而克服以講代思現(xiàn)象。學(xué)生核心素養(yǎng)的培育,關(guān)鍵還在于課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)型,開(kāi)展深度學(xué)習(xí)。教師要“精講”“少講”,講對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)建構(gòu)有用的內(nèi)容,講書(shū)本上常常找不到卻對(duì)解決問(wèn)題有用的內(nèi)容,講學(xué)生佩服的內(nèi)容,以便在課堂上給學(xué)生足夠的思考時(shí)間。例如,習(xí)題教學(xué)中教師不可輕易進(jìn)行“直接教導(dǎo)”,將知識(shí)結(jié)論向?qū)W生和盤(pán)托出,而是要充分挖掘習(xí)題的教育功能,把審題的機(jī)會(huì)和時(shí)間留給學(xué)生,讓學(xué)生展示他們的解題過(guò)程,讓學(xué)生來(lái)“說(shuō)題”并講解解題思路,由學(xué)生來(lái)評(píng)價(jià)補(bǔ)充或糾錯(cuò),最后教師總結(jié)。
課堂是允許學(xué)生犯錯(cuò)誤的地方。在教學(xué)中,我們不要怕學(xué)生犯錯(cuò)誤,學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程是一種自主建構(gòu)的過(guò)程,是一種克服“迷思概念”以及同化、順應(yīng)和平衡復(fù)雜的建構(gòu)過(guò)程,關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)尋找自己的“迷思概念”,剖析錯(cuò)誤的根源,弄清問(wèn)題的來(lái)龍去脈,找準(zhǔn)補(bǔ)救的對(duì)策,把錯(cuò)誤變成復(fù)習(xí)過(guò)程的重要資源,變成學(xué)生思維發(fā)展的階梯。
我們?cè)谠O(shè)計(jì)和開(kāi)展教學(xué)時(shí)必須以“核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向,將物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等要求,自始至終貫穿在教學(xué)活動(dòng)之中,使物理教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成過(guò)程。構(gòu)建“問(wèn)題導(dǎo)學(xué)”的物理教學(xué)的基本特征,是以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境為切入點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;是以物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力;是在質(zhì)疑、糾錯(cuò)、思辨、反思的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的思維深度、廣度、靈活度。創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,確定學(xué)習(xí)主題,在教師的適當(dāng)點(diǎn)撥或方法指導(dǎo)下,讓學(xué)生自主探索,合作交流,在探究和理解的過(guò)程中,學(xué)生最終將掌握知識(shí)。但此時(shí)的知識(shí)是學(xué)生自己習(xí)得的,知識(shí)掌握的程度不一樣,能力發(fā)展不一樣,由此導(dǎo)致的發(fā)展結(jié)果也不一樣。
3 優(yōu)化知識(shí)的關(guān)聯(lián)度
克服聚焦知識(shí)點(diǎn)碎片化的教學(xué),要讓學(xué)生領(lǐng)悟到知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性以及知識(shí)之間的邏輯關(guān)系。教師應(yīng)在物理學(xué)科整體的把握和方法等更高的層次上引領(lǐng)學(xué)生。加強(qiáng)知識(shí)的聯(lián)系,區(qū)分相近知識(shí),重點(diǎn)是讓知識(shí)點(diǎn)(單元)的知識(shí)結(jié)構(gòu)既相互聯(lián)系,又相互區(qū)分。重視結(jié)構(gòu)教學(xué),形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu),培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力。例如,復(fù)習(xí)時(shí)要從學(xué)科整體的高度歸納知識(shí)的體系,注重核心概念,突出關(guān)鍵能力,形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如圖2(a)所示,復(fù)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí),要明白受力分析是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ),加速度是連接動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁,運(yùn)動(dòng)定律是將原因(力)和效果(加速度)聯(lián)系起來(lái)。動(dòng)量和機(jī)械能則從時(shí)間和空間的觀念開(kāi)辟了解決力學(xué)問(wèn)題的另外兩條途徑,提供了求解系統(tǒng)問(wèn)題、守恒問(wèn)題等的更為簡(jiǎn)便的方法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律(體現(xiàn)力的瞬時(shí)作用效果)、動(dòng)量定理(體現(xiàn)力的時(shí)間累積效果)、動(dòng)能定理(體現(xiàn)力的空間累積效果)是解決力學(xué)問(wèn)題的三把金鑰匙。再將電學(xué)部分電場(chǎng)力與能的邏輯進(jìn)行梳理,如圖2(b)所示。有了這樣的分析,整個(gè)力學(xué)知識(shí)就不再是孤立和零碎的,而是為了研究運(yùn)動(dòng)和力以及能的關(guān)系的有機(jī)整體。好的知識(shí)結(jié)構(gòu)本身就是一種能力,學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是一個(gè)不斷建構(gòu)、不斷完善的過(guò)程,隨著教學(xué)的推進(jìn),需要不斷地進(jìn)行有序化。復(fù)習(xí)課教學(xué),教師有必要讓學(xué)生學(xué)會(huì)整理已有的知識(shí)使之更有序。
4 通過(guò)變式,促進(jìn)遷移,提升學(xué)生思維的深度和靈活度
伽利略曾說(shuō)過(guò):“科學(xué)是在不斷改變思維角度的探索中前進(jìn)的。”實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移是深度學(xué)習(xí)的發(fā)展指向,可以通過(guò)一題多變的訓(xùn)練來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維遷移能力;轉(zhuǎn)換解題的角度以培養(yǎng)學(xué)生的物理思維靈活度;克服思維定勢(shì)的影響,以培養(yǎng)學(xué)生的求異和發(fā)散思維能力。一題多變,總結(jié)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。通過(guò)變式教學(xué),不只是解決一個(gè)問(wèn)題,而是解決一類問(wèn)題,避免“題海戰(zhàn)術(shù)”,開(kāi)拓學(xué)生的解題思路,培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí),實(shí)現(xiàn)“以少勝多”的目的。教師要學(xué)會(huì)命題,甚至也要讓學(xué)生學(xué)會(huì)命題。
例2 圖3所示為光滑水平導(dǎo)軌,給導(dǎo)體棒一個(gè)初速度v0。
學(xué)生分組討論交流:如何改變題設(shè)條件?還能提出什么樣的問(wèn)題?如圖4(a、b、c)所示。
5 動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理,以研究者的態(tài)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
著名心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué),而不是用耳朵聽(tīng)科學(xué)或用眼睛看科學(xué)。在美國(guó)著名心理學(xué)家布魯納主持的一次史無(wú)前例的會(huì)議上,與會(huì)者們一致認(rèn)為學(xué)生們應(yīng)以做科學(xué)的方式來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)。然而,我們的學(xué)生刷題太多,動(dòng)手太少。
例3 (2017年全國(guó)Ⅱ卷)21.某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖5所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成,漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出,并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間,線圈平面位于豎直面內(nèi),永磁鐵置于線圈下方。但為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),該同學(xué)應(yīng)將( )
A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉
B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉
C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉
本題以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情景,考查電動(dòng)機(jī)的原理和結(jié)構(gòu),實(shí)際是考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及理論聯(lián)系實(shí)際和學(xué)以致用的能力,是難得的好題。但有些平時(shí)學(xué)習(xí)不錯(cuò)的學(xué)生因?yàn)閯?dòng)手少甚至連漆包線都沒(méi)接觸過(guò),所以不理解題意。建議學(xué)校開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生以研究者的態(tài)度帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
6 讓學(xué)生感受到課堂的“溫度”
“深度學(xué)習(xí)”是伴隨著積極的情感體驗(yàn)的學(xué)習(xí)。進(jìn)行“情感教學(xué)”,帶著情感去學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的積極情感體驗(yàn),不僅可以增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,而且能夠讓知識(shí)深入學(xué)生的內(nèi)心,進(jìn)而達(dá)到改造思想、形成信念的目的。教師要樹(shù)立平等的師生觀,營(yíng)造和諧、民主、輕松的課堂氛圍。教師要有仁愛(ài)之心,關(guān)愛(ài)學(xué)生的心靈世界,對(duì)學(xué)生熱情鼓勵(lì),熱心幫助,使學(xué)生在心理上具備安全感。讓學(xué)生克服擔(dān)心被別人批評(píng)、責(zé)怪、取笑的懼怕心理,才能增添學(xué)生的自信心和創(chuàng)新意識(shí),才能讓學(xué)生按自己的想法大膽發(fā)言,敢于表達(dá)自己的觀點(diǎn),自主參與討論,認(rèn)真體驗(yàn)、動(dòng)手操作,積極獨(dú)立思考問(wèn)題。學(xué)習(xí)過(guò)程應(yīng)該是學(xué)生不斷識(shí)錯(cuò)、思錯(cuò)和糾錯(cuò)的過(guò)程,不是不讓學(xué)生犯錯(cuò)誤,而是要讓錯(cuò)誤變成學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中的階梯。
教師要結(jié)合教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思:反思自己的理解,反思自己的方法,反思自己的收獲。教師可以通過(guò)讓學(xué)生總結(jié)收獲、討論學(xué)習(xí)方法以及寫(xiě)學(xué)習(xí)日記、整理錯(cuò)題等形式來(lái)進(jìn)行反思。深度學(xué)習(xí)是在質(zhì)疑、糾錯(cuò)、思辨、反思的過(guò)程中逐步生成的。激發(fā)學(xué)生的積極情感,發(fā)展學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力,使學(xué)生的心智得到和諧的發(fā)展,激發(fā)內(nèi)心的潛能。
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