(1. 廣東省臺山市第一中學,廣東 臺山 529200;2. 廣東省深圳市龍華高級中學,廣東 深圳 518109)

1 引言

深度學習是一種基于高階思維發(fā)展的理解性學習,具有注重批判性理解、強調(diào)內(nèi)容整合、促進知識建構、著意遷移運用等特征。如圖1所示，要實現(xiàn)深度學習，教師需要對教學內(nèi)容進行整體規(guī)劃，設置真實的情境，使學生在重演科學探究的過程中，掌握科學思維方法，明了物理知識發(fā)生的原因、形成的經(jīng)過及發(fā)展的方向，在解決實際問題的過程中學會遷移運用，通過思維導圖的制作建構較完整的知識體系，達到促進深度學習的目標。本文以“運動的描述”為例，探討在“知識重演”中促進深度學習的有效教學路徑。

圖1

2 重演知識的發(fā)生過程,促進深度學習

2.1 單元整體備課，構建知識架構

物理知識是存在嚴密邏輯關聯(lián)的有機整體，教學中不能因課時將它們割裂開，人為造成知識的碎片化。要以大單元備課的思路統(tǒng)整教學內(nèi)容，將看似零散的知識串聯(lián)起來，知識的發(fā)生過程、科學的發(fā)展歷程或者學生現(xiàn)有的知識儲備都可以作為規(guī)劃知識重演的線索。單元整體備課的目的是構建知識架構，避免出現(xiàn)碎片化的淺層學習。

“運動的描述”一章以概念為主，是高中物理的開端，也是運動學的基礎，只有理解了這些概念，才能深入探究運動規(guī)律。教師在進行教學設計時，容易將單個運動學概念作為獨立的教學單元來處理，不利于學生形成知識體系。整體單元教學設計是要讓學生在學習中明白：為什么要引入這些物理量？它們之間有什么關聯(lián)？這些物理量是如何描述運動的？如何將這些概念作為一個整體，重演物理學家研究運動的過程？“運動的描述”整體教學設計框架如下：

(1) 描述物體空間位置變化需要的物理量及其科學方法(圖2);

(2) 用類比的方法引出速度和加速度的概念;

(3) 用速度和加速度描述物體的運動;

(4) 學習測量速度與加速度的實驗原理、方法。

圖2

本章規(guī)劃知識架構的思路是以學生現(xiàn)有分析問題的思路為主線，體現(xiàn)“有實際需要才引入新的物理量”的研究思路，與科學研究的發(fā)展歷程基本一致，也突顯了類比等科學方法，引導學生進行深度學習。

2.2 設置真實情景，回溯知識源頭

物理源自生活，物理概念的建立和規(guī)律的探究需要有合適的情境，真實的情境就是知識產(chǎn)生的源頭，能促進學生的知識建構，對抽象概念的構建起著關鍵作用。北京大學趙凱華先生指出：加速度是人類認識史上最難建立的概念之一,也是每個初學物理的人最不易真正掌握的概念。結合學生的生活經(jīng)驗和知識基礎，對加速度的引入，進行如下的教學設計。

教學片段1：加速度的引入

環(huán)節(jié)1：播放中央電視臺科普綜藝節(jié)目“加油向未來”中張培萌與山鷹戰(zhàn)機50米競速的視頻(圖3)。

環(huán)節(jié)2：請從運動學的角度分析，人與飛機競速賽跑，最初張培萌為什么可以獲勝？

設計意圖：為解釋這一現(xiàn)象，學生能意識到是“起跑快”，但原有描述運動的物理量顯然無法描述“起跑快”，需要引入新的物理量來描述這種情況，使學生理解引入“加速度”這一物理量是為解決實際的問題，明確這一知識的來源。

環(huán)節(jié)3：列舉獵豹追捕羚羊和汽車銷售海報中的加速性能等生活實例(圖4)，用生活經(jīng)驗體會加速度，說明引入加速度這一物理量的必要性。

2.3 經(jīng)歷科學探究，發(fā)展科學思維

深度學習還包括學習有深度的知識，如科學知識的來源與產(chǎn)生、知識的作用與價值、知識間的關系與結構等，其中學習物理學研究中的科學方法是深度學習的重要內(nèi)容。

教材內(nèi)容多是科學研究的結果，是靜態(tài)知識，它略去了知識形成與發(fā)展的生動過程，尤其是物理學家們獨特的思維、精巧的方法，使學習者難以體驗探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅。教師的任務就是要豐富教學內(nèi)容，以問題鏈的形式引導學生進行科學探究，讓學生親自參與知識的再發(fā)現(xiàn)過程，像物理學家一樣思考問題，在學習與思辯中形成對客觀事物的本質(zhì)及內(nèi)在規(guī)律的認識與理解，將物理學方法內(nèi)化，達成發(fā)展科學思維的目標。

教學片段2：描述物體位置變化

問題1：如何確定一個有形狀和大小的物體的位置？

問題2：如何用數(shù)學方法描述一個點的位置？

問題3：路程能否描述物體位置的變化？

問題4：如果一個物體運動的路程為10米，它的最終位置在哪里？

問題5：如何才能確定最終的位置，以上描述缺少了什么關鍵信息？

設計意圖:科學研究是一個復雜的思維過程，絕大多數(shù)學生是不能獨立完成的，因此，需要教師用問題引導學生的思考，以階梯式的問題降低思維跨度，讓學生體會科學探究帶來的成就感，激發(fā)學習興趣，使他們掌握科學探究的基本方法，提升其科學思維，培養(yǎng)他們的物理學科核心素養(yǎng)。

教學片段3：用類比方法建立加速度的概念(圖5)

圖5

環(huán)節(jié)1：物體的位置會發(fā)生變化，但不同物體位置變化情況不同，如何比較位置變化的快慢？

環(huán)節(jié)2：速度也是變化的，速度變化快慢也是人們關注的物理量，如何用類比方法比較速度變化的快慢？

環(huán)節(jié)3：與之相對應，加速度也可能是變化的，如何比較加速度的變化快慢？有實際價值嗎？速度變化快慢是一個很重要的物理量，與生活和科學研究密切相關。

第一，要增或減農(nóng)村金融機構的政策性職能。農(nóng)村地區(qū)的金融性機構要與地方政府合作，幫助政府共同完成鄉(xiāng)村建設目標，而在這個過程中，金融機構也能夠通過優(yōu)化服務的方式開拓農(nóng)村市場，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益，而經(jīng)濟利益的實現(xiàn)必然是以地區(qū)整體經(jīng)濟的發(fā)展為前提。

設計意圖:科學思維是物理學科核心素養(yǎng)的重要方面，是深度學習的重要內(nèi)容，對科學思維方法的教學不能只用滲透的方式，需要在教學中適時顯化，圍繞教學內(nèi)容展開學習，并在不斷學習中得到鞏固。類比方法是科學研究中常用的方法，也是高中物理學習的重要方法，通過類比建立加速度的概念，有助于學生掌握這一基本的科學研究方法，達到深度學習的目的。

環(huán)節(jié)4：搖一搖、智能接聽以及游戲控制功能的實現(xiàn)都是通過手機內(nèi)的加速度傳感器來實現(xiàn)。

環(huán)節(jié)5：利用“手機物理工坊”等APP，用手機內(nèi)的加速度傳感器測量手機運動的加速度(圖6)，感受生活中的加速度。

圖6

設計意圖:在理論學習后，需要實踐體驗，這是實現(xiàn)深度學習的重要途徑。由于應用打點計時器測加速度需要學生具備一定的理論和實驗技能，而應用手機傳感器測量加速度，操作簡單、直觀明了，能在真實情境下感受生活中的加速度，達到實踐體驗的目的，此實驗還為“自由落體運動”及“超重與失重”奠定了良好的基礎。

2.4 解決實際問題，提升關鍵能力

解決實際問題是實踐運用的過程，也是教學目標之一?！吨袊呖荚u價體系》要求：通過設置真實的問題情境，考查學生靈活運用所學知識分析解決問題的能力，允許學生從多角度作答，使“死記硬背”“機械刷題”“題海戰(zhàn)術”的收益大大降低，引導學生的關注點從“解題”向“解決問題”、從“做題”向“做人做事”轉(zhuǎn)變。

教學片段4：生活中的加速度計算

環(huán)節(jié)1：展示如圖4所示的汽車銷售海報，分析海報中與運動相關的信息。

環(huán)節(jié)2：由“百公里加速”所用時間計算汽車啟動階段的加速度。

教學片段5：測量速度

應用“打點計時器”“光電門、數(shù)字計時器”或“閃光照片”測量速度，這三種方法科學研究的背景比較濃厚，但儀器不方便攜帶及操作。而手機與生活關系密切，用于實驗，更能激發(fā)學生進行科學研究、解決實際問題的欲望。應用相機、手機“連拍”功能(需已知連拍時間間隔)合成的照片測速度(圖7)是“閃光照片”實驗原理的遷移應用；利用“模糊照片”(圖8)測速度(需知道照片曝光時間)是“光電門、數(shù)字計時器”實驗原理的遷移應用。還有用“滴水法”測量速度是“打點計時器”實驗原理的遷移應用等。

圖7

圖8

設計意圖:用手機等生活器材測速度具有項目式學習和綜合實踐活動的特征，體現(xiàn)了STSE的理念，在解決實際問題的過程中，培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力，在動手動腦的過程中實現(xiàn)深度學習。

2.5 運用思維導圖，構建知識網(wǎng)絡

讓學生運用思維導圖完成知識體系的建構，可以更直觀地呈現(xiàn)物理概念、規(guī)律間的聯(lián)系，還原大單元的教學規(guī)劃。思維導圖還為師生、生生交流提供了良好的素材，形象直觀地顯示了制作者的知識結構的優(yōu)缺點，使交流更有針對性。思維導圖“顯化”了研究問題的科學方法，突顯科學思維在科學探究中的重要作用，同時也使學生在建構思維導圖的過程中，逐漸養(yǎng)成運用科學思維方法研究問題的習慣。

為促進學生的深度學習，在教學中需要讓學生自主思考、積極參與，讓學生真正動起來。深度學習的課堂應突出“三大量”——大信息量、大參與量、大思維量，在物理教學中重演知識發(fā)生的過程，符合深度學習的課堂特征，是促進深度學習的有效路徑。