(江蘇省常熟市濱江實驗中學(xué),江蘇 蘇州 215500)

2005年黎加厚教授提出了深度學(xué)習(xí)理論,深度學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者能夠在理解所學(xué)內(nèi)容內(nèi)涵的前提下,進(jìn)行批判性的學(xué)習(xí),將新的思想與自身原有的認(rèn)知進(jìn)行融合,能將已有的知識遷移到新的情境中,為獲得解決實際問題的能力而構(gòu)建屬于自己的知識體系。基于這一理論,我們發(fā)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)更關(guān)注學(xué)生的過程性思考與理解建構(gòu),本質(zhì)特征是高階思維的培養(yǎng)。因此,在日常教學(xué)中，我們需要改變以往的“重結(jié)果輕過程”的傳統(tǒng)教學(xué)方式,創(chuàng)設(shè)有意義、有深度的教學(xué)情境，使學(xué)生經(jīng)歷深度認(rèn)知，逐步具備高階思維的能力,即教師需要進(jìn)行與學(xué)生深度學(xué)習(xí)相適應(yīng)的深度教學(xué)設(shè)計,從而提高物理教學(xué)的效率。

1 創(chuàng)設(shè)新奇的實驗情境,激發(fā)學(xué)生高階思維

深度學(xué)習(xí)的前提是學(xué)生學(xué)習(xí)的對象是生動的、新奇的,學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)能夠被激發(fā)。在日常教學(xué)中教師為了引入課題，通常都會創(chuàng)設(shè)一些與課題相關(guān)的情境,但是有時候為了迎合學(xué)生的興趣,有的情境層次比較低、單一,只是短暫地吸引了學(xué)生的注意力,無法使學(xué)生產(chǎn)生持續(xù)的興趣,從而難以激發(fā)學(xué)生的高階思維。因此,創(chuàng)設(shè)生動新奇的實驗情境是有必要的,能夠使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,引起學(xué)生持續(xù)的思維活動,教師可以通過奇妙的實驗現(xiàn)象，充分挖掘其背后的深層次的物理原理。

例如,蘇科版8年級下冊“物體的浮與沉”一課中,常見的情境引入是：教師展示輪船和潛水艇的圖片或動畫,提出問題:“鐵塊直接放入水中沉底,同樣是鋼鐵制造的輪船和潛水艇,為什么前者能漂浮在水面上？而后者卻能在水中上浮或下潛？”通過該問題激發(fā)學(xué)生思考之后，教師提出本節(jié)課的主題:物體的浮沉可能與什么因素有關(guān)？然后讓學(xué)生分組實驗，探究使物體上浮或下沉的條件。實驗過程大致如下:首先讓學(xué)生將教師所提供的物品放入水中，按上浮和下沉兩類進(jìn)行分類,隨即讓學(xué)生做一做:怎樣使原先沉底的物體浮起來？怎樣使原先漂浮的物體沉下去？然后,讓學(xué)生從物體受力的角度回答問題：利用以上方法分別改變了哪些力的大?。孔罱K教師引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷受力分析過程，歸納得出物體的浮沉條件。

從上述的教學(xué)情境引入和學(xué)生的隨堂表現(xiàn)中,我們可以發(fā)現(xiàn)：在整個教學(xué)中學(xué)生的思維水平處于低層次,學(xué)生不能自主地將上一章的“力與運動”的知識遷移到新的情境中,無法建立知識間的關(guān)聯(lián),因此這樣的情境引入不能激發(fā)學(xué)生的高階思維。

圖1 圖2

我們不妨創(chuàng)設(shè)這樣一個“新奇”的實驗情境:教師用夾子將3個外觀相同的乒乓球浸沒在盛有適量水的水槽中,讓學(xué)生觀察松開夾子后3個球的狀態(tài)。學(xué)生看到了如圖1所示情景,此時學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣迅速被激發(fā),學(xué)生會產(chǎn)生疑問:為什么松手后三個球的浮沉狀態(tài)不同？然后請學(xué)生分組討論產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,學(xué)生通過激烈討論,分析得出:由于三個球體積相同,那么浸沒時三者受到的浮力完全相同,浮沉狀態(tài)不同的原因只可能是三者重力不同。學(xué)生此時化身成了一個個小偵探,開始質(zhì)疑老師的球有問題,老師肯定事先對三個球進(jìn)行了處理。然后教師展示了三個球的奧秘，確實是由重力不同造成的,事先用針筒在三個球中注入了質(zhì)量不等的水(如圖2)。通過創(chuàng)設(shè)上述“新奇”的實驗情境,不僅能迅速吸引學(xué)生的注意，使其產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,而且培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑和批判精神,同時能夠促使學(xué)生將已有知識自主遷移到新的情境中,這樣學(xué)生接下來學(xué)習(xí)物體的浮沉條件才會高效。

2 創(chuàng)設(shè)高效問題情境,培養(yǎng)學(xué)生高階思維

初中物理包含很多的物理概念、規(guī)律,并且每一章節(jié)的知識點相對比較分散,如果學(xué)生孤立地掌握各個知識點或者僅僅依靠記憶來完成學(xué)習(xí)任務(wù),那么這樣的學(xué)習(xí)只能停留在淺層次，并且是低效的,學(xué)生不能抓住所學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)屬性，全面把握知識的內(nèi)在聯(lián)系,從而對物理概念或規(guī)律的理解不夠深刻。因此,在教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)注重創(chuàng)設(shè)高效問題情境,通過層層追問,巧設(shè)懸念,引導(dǎo)學(xué)生把握事物的本質(zhì),從而建構(gòu)相應(yīng)的知識。只有對學(xué)習(xí)對象進(jìn)行深層思維加工,才能提升學(xué)生的思維水平。

例如,在蘇科版8年級下冊“力 彈力”一課“彈力”概念的教學(xué)中,筆者創(chuàng)設(shè)了以下問題情境。

情境1：彈弓是利用什么力發(fā)射子彈的？學(xué)生回答：利用彈力。然后學(xué)生體驗拉伸或壓縮彈簧時彈簧對手產(chǎn)生的彈力,觀察彈簧的變化,學(xué)生發(fā)現(xiàn)：彈簧產(chǎn)生了形變。

圖3

情境2：是否只要產(chǎn)生了形變，就一定會產(chǎn)生彈力？此時學(xué)生對彈力的產(chǎn)生原因進(jìn)行了批判性思考,接下來教師演示實驗：在兩根外形相同的彈簧末端分別系一個小球置于水平面上,用手拉伸彈簧,學(xué)生發(fā)現(xiàn)松手后其中一個小球不能被彈簧“拉”回去(如圖3)。

情境3：兩根彈簧是否都發(fā)生了形變？學(xué)生回答：都發(fā)生了。

情境4：這兩種形變有何不同？學(xué)生發(fā)現(xiàn)撤去外力后一種是能恢復(fù)原狀的,一種是不能恢復(fù)原狀的,通過實驗學(xué)生發(fā)現(xiàn)：不能恢復(fù)原狀的“彈簧”不能產(chǎn)生彈力,所以小球不能被“拉”回去。此時揭開謎底：其中一根彈簧是老師用保險絲繞成的彈簧。然后教師介紹形變有兩種：一種是彈性形變,一種是塑性形變。最終學(xué)生通過思考，發(fā)現(xiàn)：只有物體發(fā)生彈性形變時，在其恢復(fù)原狀的過程中才會產(chǎn)生彈力。通過實驗和一系列的問題引導(dǎo)后,學(xué)生經(jīng)歷了深度體驗和深層思維加工，真正認(rèn)識了彈力的本質(zhì)。

接下來分別請男生和女生用力拉彈簧拉力器,讓學(xué)生猜想彈簧的伸長長度與拉力的關(guān)系，并設(shè)計實驗驗證自己的猜想,學(xué)生利用彈簧和鉤碼自主實驗，成功得出彈簧的伸長量與拉力的關(guān)系,最后教師提出問題：你能否在剛才的實驗基礎(chǔ)上制作一個簡易的顯示力的大小的工具？除了彈簧和鉤碼，我們還需要哪些器材呢？學(xué)生經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)還需指針、刻度盤、秤鉤等工具,然后學(xué)生自主設(shè)計、制作簡易彈簧測力計，并用自己制作的測力計測量拉力。通過以上解決問題的活動,促使學(xué)生主動學(xué)習(xí),在活動中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維。

3 深挖生活化情境,發(fā)展學(xué)生高階思維

物理是一門與生活緊密相連的學(xué)科,我們在教學(xué)中通常會利用生活化情境來引入課題,但是大多時候都是利用簡單情境、淺層次講解知識點。通常教師只注重形式,而忽視了學(xué)生真實的理解程度,忽視了生活化情境背后的物理思想和研究方法的滲透,難以發(fā)展學(xué)生的高階思維。這就會造成有的學(xué)生上課時能聽懂,但是在解決實際問題時會出現(xiàn)思維混亂的現(xiàn)象。

例如,在蘇科版8年級上冊“汽化和液化”一課中,對于影響蒸發(fā)快慢的因素,教師們通常都會借助快速將濕衣服曬干這一生活情境，啟發(fā)學(xué)生找到影響蒸發(fā)快慢的因素,然后教師對因素進(jìn)行羅列,并強(qiáng)調(diào)：如果要研究某一因素，應(yīng)該運用控制變量法。由于課堂容量的限制,為了完成教學(xué)任務(wù),實驗的探究通常不會讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行。這種忽視學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的教學(xué)方式,不利于學(xué)生真正掌握物理思想方法,不能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)深度。因此,在教學(xué)中我們需要深挖生活化情境,讓學(xué)生在課堂或課后通過實踐，自主探究情境背后的物理本質(zhì),提高學(xué)生科學(xué)探究的能力,從而發(fā)展學(xué)生的高階思維。

通過曬衣服的情境引出影響蒸發(fā)快慢因素后,我們可以提出問題：如何通過實驗來驗證這些因素對蒸發(fā)快慢的影響？以水的蒸發(fā)為例,實驗時我們需要哪些器材？在實驗中需要注意哪些問題？首先請學(xué)生分析,在研究上述因素中的某一因素時除了控制其他因素不變,我們還需控制什么相同？學(xué)生經(jīng)過討論分析發(fā)現(xiàn),最重要的是要控制實驗中的水的質(zhì)量相同,此時出示滴管幫助學(xué)生解決這一問題。接下來,繼續(xù)追問：用什么來顯示蒸發(fā)快慢呢？學(xué)生回答：比較相同質(zhì)量的水蒸發(fā)完所需的時間,教師出示計時器,然后學(xué)生小組繼續(xù)分析、討論,他們發(fā)現(xiàn)：要研究液體溫度對蒸發(fā)快慢的影響,需要準(zhǔn)備酒精燈；要研究液體上方空氣流速對蒸發(fā)快慢的影響,需要小型電風(fēng)扇。最后教師提供實驗中所需的器材,學(xué)生根據(jù)自己制定的實驗方案進(jìn)行驗證,開展小組間的交流與評估。在對曬衣服這一生活化情境的深度探究中,學(xué)生通過討論，設(shè)計實驗方案,進(jìn)行實驗驗證,掌握了控制變量法,學(xué)生的應(yīng)用和分析的高階思維得到了發(fā)展。

4 結(jié)語

創(chuàng)設(shè)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情境,可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師要在初中物理教學(xué)中不斷實踐、摸索,創(chuàng)設(shè)合適高效的教學(xué)情境，使我們的課堂從重視結(jié)果走向關(guān)注過程，讓學(xué)生的思維從低階向高階轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生在不同情境中學(xué)會質(zhì)疑、批判、應(yīng)用和分析,最終走向創(chuàng)新。創(chuàng)設(shè)有深度、有內(nèi)涵的教學(xué)情境是培養(yǎng)學(xué)生高階思維、構(gòu)建高效物理課堂的有效途徑。