田美

摘 要：深度學習是相對于淺層學習的一種高效學習方式，是基于核心素養(yǎng)下的有效學習，是實現(xiàn)知識本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)中心的過程，本文通過“新知的獲得、知識的轉(zhuǎn)換、知識的評價”為過程，通過生活經(jīng)驗、意義建構(gòu)、激起矛盾的途徑，實現(xiàn)深度學習下激起學生認知沖突的有效教學策略，從而實現(xiàn)學生全面而有個性的成長.

關(guān)鍵詞：深度學習;認知沖突;評價

文章編號：1008-4134（2020）06-0004 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標識碼：B

美國印第安那州立大學Michael Molenda .教授和北伊利諾斯大學的Rhonda Robinson 教授共同寫過一篇“The Meaning of Educational Technology” （AECT ，2004）文章，里面詳細探討了教育技術(shù)的影響因素，其中包含研究、促進以及學習等[1].本文只對學習進行深入探討，進而討論激起學生認知沖突的有效策略.

1 深度學習的內(nèi)涵

建構(gòu)主義心理學家認為：學習是在一定的情境下，借助其他人的幫助，即通過師生間的共同活動而實現(xiàn)的有意義建構(gòu)過程.這里談到的有意義建構(gòu)是指對學習內(nèi)容所反映的學習知識的性質(zhì)、規(guī)律及新舊知識間的相互聯(lián)系，達到深刻理解的程度，這種理解的知識在大腦中能夠長期存在，并能運用知識解決生活與社會中遇到的問題，這就是所謂的“深度學習（deep learning）”（又稱為有意義學習）.

與深度學習相反，淺層學習（shallow learning or surface learning）（又稱為機械式學習）是一種被動接受式學習，學習者僅處于知識的識記和復述階段，單一地接受一些碎片化知識，對于教師傳授的內(nèi)容或書本知識只能進行簡單地機械式復制， 對其中內(nèi)容卻不求甚解，更談不上對知識的理解、應用與創(chuàng)新，這就是很多學生在平時考試中能夠取得較高成績，在模擬考試甚至在中考中出現(xiàn)不適應的原因，與此相關(guān)的甚至是高分低能形成的原因.

深度學習在一定程度上改變了教師在教育教學過程中只關(guān)注自己的“一畝三分地”、只注重知識的傳授，忽略情感、態(tài)度與價值觀的指導;同時也改變了學生不斷“刷題”，只關(guān)注分數(shù)的頑固思想，因此與淺層學習有重要區(qū)別.

2 深度學習下激起學生認知沖突的案例分析

深度學習是在淺層學習的基礎(chǔ)上進行拓展創(chuàng)新，它不只是對知識識記，更重要的是對知識的理解、拓展、創(chuàng)新.深度學習主要表現(xiàn)為以下幾個特征：（1）深度學習是在淺層學習基礎(chǔ)上進行有效拓展，是更加注重學習能力的培養(yǎng)，核心素養(yǎng)的形成，培養(yǎng)學生獨立學習的習慣;（2）深度學習下能夠?qū)W習的碎片化知識進行有效整合，使學習知識系統(tǒng)化，且能有效挖掘?qū)W習知識的內(nèi)在聯(lián)系，體現(xiàn)學生在教師指導下運用多種思維方式循序漸進地將知識不斷深度加工使其系統(tǒng)化，并影響學生思維的過程;（3）深度學習下學生能對學習問題獨立思考，發(fā)現(xiàn)知識，掌握原理，即由學生在聽課基礎(chǔ)上合作學習發(fā)現(xiàn)問題，而不是通過接受的方式來獲得知識，在合作學習過程中關(guān)注的是探究過程，而不是學習結(jié)果;（4）物理是運用實驗手段、應用數(shù)學工具和理想模型建構(gòu)，通過邏輯思維方法進行科學推理和論證，研究物質(zhì)世界基本結(jié)構(gòu)、相互作用、運動規(guī)律的自然科學.初中物理教學內(nèi)容雖然被人為劃分為聲、光、熱、力、電等不同板塊，但是不是說其中一個板塊沒有學習好，其它板塊就能學習好的，不同板塊看似沒有聯(lián)系，實際上存在錯綜復雜、千絲萬縷的聯(lián)系，學生對其中某一板塊內(nèi)容的掌握會“牽一發(fā)而動全身”，深刻影響到對其它板塊知識的學習，因此，深度學習下更強調(diào)知識的內(nèi)在聯(lián)系，有效遏制當前初中物理應試教育的“只見樹木不見森林”的知識孤立主義傾向[2];（5）深度學習下根本目的是關(guān)注學生的認知結(jié)構(gòu)、激發(fā)學生的情感沖突，通過對教學內(nèi)容的邏輯化梳理，讓學生能夠獨立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、并能對問題進行拓展創(chuàng)新.

深度學習為學生在學習方法上搭起了腳手架，使學生在整個物理學習過程中邏輯形象、思維流暢、認知清晰.如圖1所示是深度學習下激起學生認知沖突的教學思路，將新知的獲得轉(zhuǎn)化為知識，對知識進行評價，并能將學習的物理知識遷移到實際生活與社會中，解決生活與社會中遇到的問題等.

下面以蘇科版教材九上第十一章第一節(jié)第1課時為例，在認識杠桿時發(fā)現(xiàn)杠桿在轉(zhuǎn)動時的效果不僅與力的三要素有關(guān)，還與力臂有關(guān)，由于力臂是在認識杠桿五要素時引入的一個重要物理量，力臂是看不見摸不著的物理量，如何通過深度學習的方式激起學生認知沖突，從而使學生能夠認清力臂，理解力臂是本節(jié)學習的難點之一.為此，以深度學習下的教學思路分析為基礎(chǔ)，以“新知的獲得、知識的轉(zhuǎn)換、知識的評價”為過程，通過生活經(jīng)驗、意義建構(gòu)、激起矛盾的途徑，以達到知識本位向核心素養(yǎng)為中心的轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)物理概念教學的“深度學習”[3].

2.1 新知的獲得——課堂引入：以生活經(jīng)驗為方式，激發(fā)學生主動探究實驗

物理是以學習間接知識為主的學科，學會用舊知建構(gòu)新知，新知鞏固舊知，激起學習上的認知沖突，并學會用自己的語言去解釋、表達所學習的知識，體驗學習的喜悅，使外部動機向內(nèi)部動機轉(zhuǎn)化.如生活經(jīng)驗是學生的寶貴財富，是探究物理實驗的重要精神來源，建構(gòu)主義理論認為，利用生活經(jīng)驗建構(gòu)新知，讓學生在建構(gòu)過程中體悟新知，使學生在認知層面上理解探究實驗，對實驗產(chǎn)生認知沖突、情感體驗等.

案例1 學生對力的概念及效果、力的平衡等基本知識有一定的掌握，但對杠桿這個新的概念感到陌生，為此，可以通過一部分學生耳熟能詳?shù)碾娪耙?，使學生對杠桿有一定的認知.電影引入：《指環(huán)王》是彼得·杰克遜導演的奇幻史詩電影，氣勢恢宏的中土世界、寧靜歡快的夏爾莊園堪稱經(jīng)典，更讓人嘆為觀止的戰(zhàn)爭場景，就是米納斯提里斯保衛(wèi)戰(zhàn)那場驚心動魄的投石機大戰(zhàn)，其實這個威力巨大的神奇在三國時期的官渡大戰(zhàn)中也出現(xiàn)過，如圖2所示就是曹軍賴以扭轉(zhuǎn)打敗袁紹的“霹靂車”.圖2的投石機完美展現(xiàn)了物理學中杠桿的獨特魅力，那么投石機為什么會有如此巨大的威力？關(guān)于杠桿，你了解多少呢？

2.2 知識的轉(zhuǎn)換——自主探究蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”：以問題為情境，以建構(gòu)為途徑，以激起認知沖突為目的，開展自主合作探究學習

深度學習離不開有效問題的引導和驅(qū)動，設(shè)置能夠激發(fā)學生認知沖突的問題，與學生互動對話，有助于學生獨立思考問題，自主建構(gòu)概念，提升思維的獨立性[4].物理學習不再是單純以間接知識的傳授為中心，而是在知識本位的基礎(chǔ)上學習具有邏輯意義的材料，在自主探究過程中能夠同化新知、能夠?qū)W生未來發(fā)展具有不可估量的具有潛在意義的材料，如圖3所示，這樣可使學生具有深度學習的傾向，不僅學習新知，更能鞏固舊知，新舊知識相互作用，相互滲透，進而實現(xiàn)由知識本位向核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變.

案例2 杠桿中力臂概念是抽象的，學生無法覺察與看見，為此，利用建構(gòu)思想，通過深度學習下激起學生認知沖突的方法，使學生理解力臂概念.

2.2.1 杠桿概念引入

如圖4所示，以生活中常見的撬石塊、蹺蹺板、抽水機打水為例，讓學生歸納出這三個用具有什么共同特點？

物理學中，將一根在力的作用下可繞某一固定點轉(zhuǎn)動的硬棒稱為杠桿.

2.2.2 力臂概念及引入

綜合實踐：學生參與活動、自主探究活動，在深度學習下激起學生認知沖突.

準備器材：幾本教科書、兩只鉛筆（或圓珠筆）.

探究過程：學生將兩支筆按照如圖5所示方式進行實驗，兩只鉛筆交叉疊放到一起，用一只手指輕輕向下壓鉛筆一端，可以觀察到教科書在鉛筆一端力的作用下被抬起，并保持平衡狀態(tài)，此時，你能尋找出支點嗎？

激起認知沖突：學生估測一下直接將教科書一端抬起，與利用鉛筆將教科書一端抬起，兩個力是一樣大嗎？

學生通過探究實驗可以直接比較出利用鉛筆將教科書一端抬起的力小，直接將教科書一端抬起的力大，即探究實驗中鉛筆一端將教科書抬起的力小.

教師讓學生回憶之前學習的二力平衡知識，即作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上，這就是二力平衡的條件.在本綜合實踐活動中，手指對鉛筆一端向下的壓力（即動力）與教科書對鉛筆另一端向下的壓力（即阻力），大小不等、方向相同、沒有作用在同一直線上，那么鉛筆為什么能夠保持平衡狀態(tài)呢？這樣可以激起學生對杠桿知識在認知上的沖突.

學生陷入深深的思考之中，同樣是力的平衡，為什么現(xiàn)在的探究實驗的結(jié)論與之前學習的二力平衡知識存在矛盾？難道之前學習的二力平衡的條件是錯誤的？這樣的深度學習在一定程度上激起了學生對杠桿問題的認知沖突.

教師由此向?qū)W生介紹，杠桿的平衡不僅與作用在杠桿上的動力F1、阻力F2、動力方向、阻力方向及支點O位置有關(guān)，還與作用在杠桿上的另一因素有關(guān)，它是決定杠桿平衡的另一重要因素，由此引入力臂概念，即力臂L是表示從支點到力的作用線的垂直距離，這里動力對應的力臂稱之為動力臂L1，阻力對應的力臂稱之為阻力臂L2.

2.2.3 杠桿中力臂作圖

教師再通過之前觀察的事例，生活中常見的撬石塊為例，如圖6所示，向?qū)W生展示如何作杠桿的五要素.

2.2.4 鞏固力臂概念：利用托鉛球的綜合實踐完成

教師利用剛才的綜合實踐活動，讓學生自主參加到托鉛球活動中，如圖7所示，并畫出杠桿的五要素，由此進一步鞏固對力臂概念的理解.

2.2.5 討論交流及應用

如圖8所示，某天小明家門口出現(xiàn)了一塊大石頭，無法出門，你能為小明想出解決問題的辦法嗎？（需要什么器材、如何解決問題）

2.3 知識的評價——評價不是測量，更不是選題，是實現(xiàn)學生全面而有個性的成長，是由知識本位向素養(yǎng)中心的轉(zhuǎn)變

美國實用主義教育家杜威認為，教育的過程就是經(jīng)驗的不斷改造過程，一切都來源于經(jīng)驗，“行”先于“知”，正如物理教育家朱正元教授所說“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的教育思想，即深度學習下充分利用生活中器材進行簡單實驗，并對實驗進行評價，發(fā)現(xiàn)新問題，得出新結(jié)論，這里的評價既是新課程教學改革的基本要求，也是教師備課的終極目標，這里的評價不是對學生進行測量，更不是選題讓學生進行題海戰(zhàn)術(shù).深度學習下的知識評價，是在激起學生認知沖突的基礎(chǔ)上，能夠進行有意義的建構(gòu)，是實現(xiàn)學生全面而有個性的成長，是由知識本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)中心的基本過程.

比如在杠桿中力臂的引入過程中，如果直接向?qū)W生介紹力臂及力臂作圖，學生可能暫時認識力臂，能夠畫出杠桿中力臂圖形，這也僅僅是淺層學習的表現(xiàn)，對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)沒有任何作用.為此，通過二力平衡的知識來建構(gòu)杠桿平衡中力臂的引入，激發(fā)認知上的沖突，學生就能深度理解力臂概念，將力臂問題轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)中心，這時你就很難忘記，力臂概念也將深深印入你的腦海中.

3 總結(jié)

以上是筆者對深度學習下激起學生認知沖突的教學策略的一些簡單思考，通過“新知的獲得、知識的轉(zhuǎn)換、知識的評價”的有機整合與評價，為深度學習在初中物理教學過程提供了一定的依據(jù)與保障，更為在深度學習下激起學生認知沖突營造開放性、包容性的學習過程.

參考文獻：

[1]任虎虎.指向深度學習的高中物理教學方式探討[J].物理之友，2019，35（10）：32-34+37.

[2]李雪奎.促進高中物理深度學習的“問題鏈”策略研究[J].中學物理教學參考，2019，48（17）：1-4.

[3]王成.激發(fā)認知沖突 促進概念學習[J].中學物理教學參考，2019，48（14）：30.

[4]王建峰.物理概念教學中如何開展“深度學習”——“光的干涉”深度學習設(shè)計[J].物理教學，2018，40（05）：24-26.

（收稿日期：2019-10-22）