顧 健 陳 剛 肖 晨

(蘇州工業(yè)園區(qū)第十中學(xué),江蘇 蘇州 215021)

1 基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的物理深度學(xué)習(xí)

所謂深度學(xué)習(xí),是指在教師引領(lǐng)下,學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題,全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程．[1]1976年美國學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo在《學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別:結(jié)果和過程》中首次提出并闡述深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)．深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)在記憶方式、知識(shí)體系、關(guān)注焦點(diǎn)及學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)投入程度、學(xué)習(xí)中的反思狀態(tài)、 思維層次和學(xué)習(xí)結(jié)果的遷移能力等方面皆有明顯的差異．[2]深度學(xué)習(xí)具有注重批判性的理解知識(shí),強(qiáng)調(diào)多元化信息的整合,促進(jìn)新舊知識(shí)的有效建構(gòu),著意新情境的遷移應(yīng)用,面向?qū)嶋H問題的解決和提倡主動(dòng)終身的學(xué)習(xí)等特征．美國認(rèn)知教育心理學(xué)家奧蘇貝爾曾說過:如果我不得不將教育心理還原為一條原理的話,我將會(huì)說,影響學(xué)習(xí)最重要的原因是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)狀況進(jìn)行教學(xué)．基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的物理深度學(xué)習(xí),使學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí),通過學(xué)科知識(shí)的獲取,逐步把握物理學(xué)科的本質(zhì)及思想方法,培養(yǎng)正確的價(jià)值觀,使教師、學(xué)生在教學(xué)中得到長足的發(fā)展,使學(xué)生能夠形成有助于未來可持續(xù)發(fā)展的核心素養(yǎng)．

本文以蘇科版初中物理“物體的浮與沉”為例,[3]基于學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),結(jié)合教材內(nèi)容的開發(fā),具體闡述促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)施,發(fā)展學(xué)生的高階思維,提升學(xué)生的物理素養(yǎng)．

2 基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)施

學(xué)生經(jīng)驗(yàn)具有一定的教育價(jià)值,是教育活動(dòng)設(shè)計(jì)的依據(jù),對學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的持續(xù)發(fā)展、改造和內(nèi)化是教育的目的．初中物理教學(xué)中,學(xué)生經(jīng)驗(yàn)可大致分為生活經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)．結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,調(diào)查分析學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),精心設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù),在教師自覺引導(dǎo)下,促發(fā)學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)．

2.1 加工活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)：創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突

在創(chuàng)設(shè)物理情境時(shí),取材于教材“WWW”第1題,加工學(xué)生的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),情境1:一個(gè)透明深筒中裝有適量的清水,放入一個(gè)雞蛋沉在水底,提問:如何讓雞蛋浮起來?學(xué)生回答:加鹽．情境2:另一個(gè)透明深筒中也裝入適量的清水,放入的一個(gè)雞蛋浮在水面,提問:如何讓雞蛋沉下去?學(xué)生感覺束手無策,教師提議加鹽來嘗試,演示后雞蛋真的沉下去了．提問:兩個(gè)雞蛋,同樣是加鹽,為什么一個(gè)雞蛋浮起來,一個(gè)雞蛋沉下去呢?

圖1 情境2示意圖

情境2的創(chuàng)設(shè)如圖1所示,將雞蛋上方打一個(gè)指甲蓋大小的小孔,倒出蛋液,使雞蛋靜止在水面,小孔朝上,實(shí)驗(yàn)時(shí)將鹽倒入小孔中,通過改變重力雞蛋下沉．由于蛋殼重力較小,重心高,無法穩(wěn)定的懸浮在水面,可以在蛋殼中先加入一部分鹽來降低重心．

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)對學(xué)生的調(diào)查,筆者了解到通過學(xué)習(xí)小學(xué)科學(xué)和8年級上冊“引言”,學(xué)生經(jīng)歷動(dòng)手實(shí)驗(yàn)已經(jīng)具備一定的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),知道往裝有清水的杯中加鹽,原本沉在杯底的雞蛋會(huì)浮起來．兩個(gè)對比實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境,直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．此外,觀察兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出上浮和下沉的概念．

2.2 經(jīng)歷探究：遷移知識(shí)經(jīng)驗(yàn),建構(gòu)重點(diǎn)知識(shí)框架

(1) 實(shí)驗(yàn)探究:探究怎樣使物體上浮或下沉.

教材中設(shè)計(jì)活動(dòng)“探究怎樣使物體上浮或下沉”,筆者選擇隨手取材的實(shí)驗(yàn)器材:防水橡皮泥、益達(dá)口香糖罐、鐵夾和氣球(未吹氣),小鐵塊若干,梨,體積和質(zhì)量較大的空心鐵盒、鐵釘若干等,組織學(xué)生進(jìn)行小組合作實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生將物體浸沒在水中后松手,觀察運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并記錄,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)使下沉的物體浮起來,上浮的物體沉下去．學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,解釋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因,得出影響物體浮沉情況的因素．

設(shè)計(jì)意圖：在教材提供的實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上,優(yōu)化器材的選擇,學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究,教師引導(dǎo)學(xué)生破除“浮力大的物體上浮、重力大的物體下沉”等錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn),得出影響物體下沉和上浮的兩個(gè)因素:浮力和重力,為理論探究物體的浮沉條件鋪墊．橡皮泥的浮沉情況的改變,為輪船的應(yīng)用提供思路,也可訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,有學(xué)生將橡皮泥捏成潛水艇狀,使其上浮,形成課堂的生長點(diǎn)．

(2) 理論探究:探究物體的浮沉條件.

通過手托足球的情境回顧二力平衡的條件的知識(shí),分析足球靜止、上升和下降的受力．將足球浸沒在水中靜止,要求學(xué)生再次受力分析,判斷兩個(gè)力的大小關(guān)系,分別作圖完成上浮和下沉的受力情況,教師投影展示學(xué)生作圖并加以評析,初步得到物體的浮沉條件．動(dòng)畫創(chuàng)設(shè)情境:上浮的足球,從剛露出水面到最后靜止在水面過程．學(xué)生順次回答重力、排開液體的體積和浮力的變化情況,引入漂浮和沉底的概念,進(jìn)一步完善物體的浮沉條件．

設(shè)計(jì)意圖：教材放棄實(shí)驗(yàn)探究物體的浮沉條件,而是采用遷移二力平衡的條件,演繹推理得出物體的浮沉條件,是由于學(xué)生已經(jīng)具備二力平衡的條件的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),能夠應(yīng)用該知識(shí)點(diǎn)解決問題,形成對該重難點(diǎn)知識(shí)的鞏固升華．筆者為學(xué)生搭建腳手架,通過對實(shí)際情境中足球的受力分析,復(fù)習(xí)回顧二力平衡的條件,降低學(xué)生自主作圖推導(dǎo)受力關(guān)系的難度,在評析過程中指導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)調(diào)力的示意圖的含義和畫法．受力分析作為學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的一個(gè)重要工具,加強(qiáng)該技能的訓(xùn)練能夠促進(jìn)學(xué)生對力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的認(rèn)識(shí)．動(dòng)態(tài)分析足球上升至水面靜止的過程,深化學(xué)生對浮力和重力的理解,把握物體的浮沉條件的本質(zhì)特征．

(3) 拓展延伸:挖掘物體的浮沉條件的內(nèi)涵.

教師提問:阿基米德原理對液體和氣體都適用,那么物體的浮沉條件在氣體中適用嗎?能否舉例說明．學(xué)生列舉熱氣球、孔明燈等,教師使用垃圾袋、酒精燈和3個(gè)鐵架臺(tái)模擬演示孔明燈的燃放,利用圖示定性分析其原理,拓展學(xué)生了解禁止燃放孔明燈的原因以及燃放孔明燈的危害．

設(shè)計(jì)意圖：通過兩次探究學(xué)生逐步得出物體的浮沉條件的知識(shí)框架,與阿基米德原理的適用條件的一致性,該條件也適用于氣體,但往往在實(shí)際問題解決過程中被學(xué)生忽視．筆者設(shè)計(jì)取材于教材“WWW”第4題,設(shè)計(jì)模擬演示孔明燈的釋放,操作簡單方便,現(xiàn)象直觀震撼．學(xué)生了解孔明燈的原理后,解釋禁放孔明燈的原因,及時(shí)進(jìn)行安全教育和地方法規(guī)的講授,形成正確的人生價(jià)值觀．挖掘物體的浮沉條件的內(nèi)涵,完善浮沉條件的知識(shí)框架．

2.3 統(tǒng)整生活經(jīng)驗(yàn)：解釋現(xiàn)象,豐富物理知識(shí)應(yīng)用

教師提問:如何改變物體的浮沉狀態(tài)?學(xué)生回答:改變重力或改變浮力．提問:那具體的方法呢?學(xué)生回答:改變物體的質(zhì)量;改變排開液體的體積;改變液體的密度．要求學(xué)生舉例說明,過渡到引入時(shí)兩個(gè)雞蛋的不同狀態(tài)的原因,學(xué)生難以解釋情境2中雞蛋下沉的原因,提示學(xué)生根據(jù)改變物體的浮沉狀態(tài)的方法入手,取出雞蛋釋疑解惑．追問:情境1中上浮的雞蛋還有其他方法嗎?學(xué)生思考后回答:可以抽出蛋液．教師演示使用注射器抽出蛋液,放入水槽中,雞蛋上?。釂?生活中有類似的應(yīng)用嗎?學(xué)生回答:潛水艇．學(xué)生閱讀教材“生活物理社會(huì)”潛水艇的自由浮沉,教師在水槽中模擬潛水艇的浮與沉,參照投影的示意圖解釋工作原理．學(xué)生完成取材于“WWW”第3題當(dāng)堂訓(xùn)練,對課堂小結(jié)．教師演示“浮沉子”,要求學(xué)生課后參考“WWW”第5題制作“浮沉子”,說明其原理．

設(shè)計(jì)意圖：面向問題的有效解決是深度學(xué)習(xí)的特征之一,本環(huán)節(jié)主要統(tǒng)整學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用物體的浮沉條件解釋生活中的現(xiàn)象．歸納總結(jié)改變物體的浮沉狀態(tài)的方法,有助于學(xué)生提煉知識(shí),幫助學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)．對情境1和2的解答,呼應(yīng)引入時(shí)產(chǎn)生的懸念,顯化科學(xué)方法的使用．利用注射器抽取蛋液改變浮沉,既能鍛煉學(xué)生高品質(zhì)的思維能力,形成發(fā)散性思維,又能有效銜接到潛水艇的應(yīng)用,使得潛水艇的自由浮沉可視化、真實(shí)化．教材中使用較大篇幅細(xì)致地描述潛水艇的浮沉原理和課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)要求.[4]反映是教學(xué)過程的一個(gè)重點(diǎn),筆者設(shè)計(jì)抽取蛋液拓寬思路,演示實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化效果,解釋現(xiàn)象明確原理．知識(shí)在實(shí)際情境中應(yīng)用能顯現(xiàn)重要意義,教師演示“浮沉子”上下自由運(yùn)動(dòng),觸動(dòng)學(xué)生的好奇心,動(dòng)手制作并解釋原理,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力,也發(fā)展科學(xué)地解釋現(xiàn)象的能力,豐富物理知識(shí)的應(yīng)用．

3 基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的思考

以學(xué)生經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),深度學(xué)習(xí)是一種有意義的學(xué)習(xí)方式,體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性和批判性,為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)．基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí),筆者有如下兩點(diǎn)思考.

3.1 立足于物理教材的有效開發(fā)

物理教材的編寫遵循課程標(biāo)準(zhǔn)的理念,為課堂教學(xué)的開展提供思路．但是由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的不同,需要合理借鑒教材內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教材的優(yōu)化,促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)．本文中教學(xué)設(shè)計(jì)的主體素材均取材于教材,開發(fā)多樣化的教學(xué)素材,如將雞蛋上浮實(shí)驗(yàn)、孔明燈和潛水艇等前置,重新編排教材元素的布局,體現(xiàn)教材應(yīng)有的價(jià)值,以問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生完成教學(xué)活動(dòng),準(zhǔn)確定位教材在教學(xué)過程中的輔助功能,發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,凸顯學(xué)生的主體性．

3.2 來源于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的有效整合

學(xué)生經(jīng)驗(yàn)具有重要的教育價(jià)值,擁有復(fù)雜性、頑固性和動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn),要求教師的教學(xué)必須以學(xué)生經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn),順應(yīng)和同化學(xué)生的積極經(jīng)驗(yàn),消除學(xué)生的消極經(jīng)驗(yàn),建構(gòu)新的經(jīng)驗(yàn)體系．整合多元化的學(xué)生經(jīng)驗(yàn),如學(xué)生已完成的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)過的二力平衡的條件的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),隨著時(shí)代變遷所產(chǎn)生的潛水艇、輪船等生活經(jīng)驗(yàn)等,實(shí)施針對性的教學(xué)策略,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)．