張冬冬

(江蘇省太倉高級中學(xué)，江蘇 蘇州 215411)

深度學(xué)習(xí)是對學(xué)習(xí)狀態(tài)的質(zhì)性描述，強(qiáng)調(diào)對知識本質(zhì)的理解和對學(xué)習(xí)內(nèi)容的批判性吸收與應(yīng)用，追求有效的學(xué)習(xí)遷移和真實的問題解決，是以高階思維為主要認(rèn)知活動的高投入意義性學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)的發(fā)生離不開有效問題的驅(qū)動和引領(lǐng)，有效問題是點亮學(xué)生思維的火種和促進(jìn)高階思維發(fā)展的階梯。

1 指向深度學(xué)習(xí)的有效問題的特征

1.1 意義性

意義性是指問題對學(xué)生學(xué)習(xí)來說有意義，是學(xué)生在情境中自發(fā)產(chǎn)生的問題。要求所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境應(yīng)與學(xué)生的生活背景或已有的經(jīng)驗、觀念產(chǎn)生聯(lián)系，即使是錯誤的前概念，也可通過激發(fā)認(rèn)知沖突促進(jìn)學(xué)生主動探究，進(jìn)行高度的投入和持續(xù)的思考。

1.2 開放性

開放性是指問題要有充分的廣度、可以是結(jié)構(gòu)不良的問題，學(xué)生在問題解決的過程中聯(lián)系實際進(jìn)行類比、抽象、建模，通過過程體驗豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，為深度學(xué)習(xí)的發(fā)生提供良好的“土壤”。

1.3 層進(jìn)性

問題的層進(jìn)性是指問題要逐層遞進(jìn)，問題之間既相互聯(lián)系又不斷加深，引領(lǐng)學(xué)生的思維從低階走向高階。通過層進(jìn)式問題的探究，促進(jìn)學(xué)生參與沉浸式的學(xué)習(xí)過程，把握核心知識，建立大概念。

1.4 統(tǒng)整性

統(tǒng)整性是指問題要聚焦于學(xué)科大概念，要超越知識本身，并能促進(jìn)學(xué)生對特定主題內(nèi)容的理解。統(tǒng)整性的問題在研究范圍上既可以是單元內(nèi)的，也可以是跨單元或?qū)W科的綜合性問題。

2 指向深度學(xué)習(xí)的有效問題驅(qū)動教學(xué)策略

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》對“波的形成和傳播”的教學(xué)要求是：通過觀察，認(rèn)識波的特征；能區(qū)別橫波和縱波。其中機(jī)械波的形成與傳播過程是重點，也是難點。本文以人教版“波的形成與傳播”教學(xué)為例，闡述指向深度學(xué)習(xí)的問題探究式教學(xué)策略。

2.1 基于生活情境,提煉有效問題

從生活情境中發(fā)現(xiàn)和提煉物理問題是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生觀察和抽象思維能力的關(guān)鍵，教師不能代替學(xué)生完成這個過程。教學(xué)中教師應(yīng)通過現(xiàn)場演示或模擬一些生活場景，讓學(xué)生觀察情景、提煉問題。

教學(xué)片段1：如圖1所示，在一面鼓上放一些碎紙屑，用木棍敲擊鼓面。學(xué)生觀察到紙屑和鼓面上下運(yùn)動，并聽到聲音。為什么相隔較遠(yuǎn)的地方能聽到聲音？基于這個生活現(xiàn)象，讓學(xué)生提煉值得研究的物理問題。

圖1

學(xué)生討論后提出：鼓的聲音是如何產(chǎn)生的？又是如何隔空傳到遠(yuǎn)處的？這就是本節(jié)課要研究的課題：波的形成與傳播。

師：在生活中大家接觸過哪些波？

生：生活中有水波、聲波、彩帶波、麥浪，還有電磁波。

師：波有很多種類型，本節(jié)課只研究機(jī)械振動引起的波，請同學(xué)們說說對機(jī)械波的理解。

生：機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波。

設(shè)計意圖：通過演示實驗，學(xué)生看到紙屑的振動，聽到鼓發(fā)出的聲音，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生形成本節(jié)課所研究的問題：波是如何形成與傳播的？并結(jié)合生活經(jīng)驗初步理解機(jī)械波的概念。

2.2 基于切身體驗,理解問題的本質(zhì)

深度學(xué)習(xí)不純粹是靠記憶進(jìn)行的學(xué)習(xí)活動，是通過體驗才能完成的具身性、情感性、領(lǐng)悟性活動。問題探究式教學(xué)倡導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過親身經(jīng)歷形成對事物獨(dú)特的、具有個體意義的體驗，它主要包含三個層次：以身體之、以情感之、以心驗之。

教學(xué)片段2：采用繩子抖動產(chǎn)生波，讓學(xué)生觀察和體驗。教師為每個小組提供了彈性繩，用紅、藍(lán)兩種顏色在彈性繩上相距較遠(yuǎn)的地方做標(biāo)記，分別記為紅點和藍(lán)點。將繩子的一端通過夾子固定在水平桌面上，保持繩子處于松弛狀態(tài)，另一端用手左右做往復(fù)運(yùn)動。

提出以下3個問題讓學(xué)生在體驗的過程中進(jìn)行探究。

(1)紅、藍(lán)兩個點做什么運(yùn)動？

(2)繩上各點運(yùn)動的先后順序是什么樣的？

(3)繩上紅、藍(lán)兩個點是否隨波前進(jìn)？

設(shè)計意圖：學(xué)生動手做實驗，既增添了學(xué)習(xí)的趣味性，又增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的探究性，根據(jù)實驗現(xiàn)象進(jìn)行合理猜想、推理，培養(yǎng)了他們的觀察能力、語言表達(dá)能力和問題解決能力。

教學(xué)片段3：體驗人浪實驗。15名同學(xué)到教室前面，其他同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象。第一次實驗時學(xué)生之間不挽手，都閉眼、半蹲，老師悄悄告訴第一位同學(xué)指令：起立、下蹲、起立，第一位同學(xué)做動作時，發(fā)現(xiàn)其他同學(xué)都沒有反應(yīng)。第二次實驗時學(xué)生之間手挽手，也都閉眼、半蹲，老師再次悄悄告訴第一位同學(xué)相同的指令，發(fā)現(xiàn)第一位同學(xué)做動作后，其他同學(xué)也跟著起伏運(yùn)動(圖2)。

圖2

在體驗后讓學(xué)生自主提出以下問題：

(1)第一位同學(xué)運(yùn)動后，為什么其他同學(xué)都跟著運(yùn)動起來？

(2)后一位同學(xué)與前一位同學(xué)相比，他們的運(yùn)動有何異同？

(3)人浪沿水平方向傳播，人隨人浪向前運(yùn)動了嗎？

設(shè)計意圖：通過人浪趣味實驗，使學(xué)生對機(jī)械波的形成有親身體驗。體驗是學(xué)習(xí)的必要環(huán)節(jié)，在體驗的基礎(chǔ)上不僅要提出研究的問題，還要通過體驗性活動探究并解決問題。

2.3 基于問題反思,促進(jìn)思維進(jìn)階

引導(dǎo)學(xué)生對問題探究的起點、過程與結(jié)果進(jìn)行自我反思和評價，這是促進(jìn)學(xué)生理解知識本質(zhì)和發(fā)展元認(rèn)知的核心。批判性反思依賴于問題探究,但又超越問題，是促進(jìn)零散知識整合和大概念形成的基礎(chǔ)。

教學(xué)片段4：為了進(jìn)一步探究波傳播的本質(zhì)，理解傳播方向上各質(zhì)點間的相互關(guān)系，利用波動演示器進(jìn)行分析(圖3)。

圖3

教師提出問題：當(dāng)波源開始向上運(yùn)動后，后面質(zhì)點剛開始向哪個方向運(yùn)動？后面質(zhì)點做什么運(yùn)動？

學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)：后面質(zhì)點跟波源最開始的振動方向相同，由于做受迫振動，所以后面質(zhì)點與波源有相同的周期和頻率。

圖4

設(shè)計意圖：利用波動演示器，能讓學(xué)生更加清楚地觀察機(jī)械波的形成與傳播，再通過問題解決，學(xué)生能真正理解：波源振動后，波在介質(zhì)中向前傳播的本質(zhì)。學(xué)生將4個特殊時刻繩上各質(zhì)點的空間分布情況畫出來，可進(jìn)一步促進(jìn)對波的傳播的理解，較好地培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和科學(xué)探究能力。

2.4 基于問題整合，形成物理觀念

通過系列問題的研究和整合，實現(xiàn)對現(xiàn)象與知識的抽象概括，并進(jìn)一步整合、凝練與升華，形成物理觀念。

教學(xué)片段5：如圖5所示,將彈簧放在光滑桌面上，一端固定，另一端沿彈簧軸線方向不斷推拉，在體驗中引導(dǎo)學(xué)生探究以下問題：

圖5

(1) 紅、藍(lán)色兩圈彈簧怎樣運(yùn)動？紅、藍(lán)兩圈彈簧是否隨波運(yùn)動出去了？

(2) 各圈彈簧的振動方向跟波的傳播方向有什么關(guān)系？

(3) 這種彈簧波與繩波有何區(qū)別？

(4) 通過對橫波和縱波的學(xué)習(xí)，說說你對波動有哪些新的認(rèn)識？波傳播了什么？

設(shè)計意圖：通過比較和探究兩種波形成與傳播的異同，了解橫波、縱波的特點,掌握區(qū)分兩類機(jī)械波的方法，在這個過程中，進(jìn)一步深化對運(yùn)動與相互作用、能量內(nèi)涵的理解。

3 結(jié)語

美國數(shù)學(xué)家哈爾莫斯說過：有了問題，思維才有方向；有了問題，思維才有動力；有了問題，思維才有創(chuàng)新。所以，在物理教學(xué)中為了促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，就需要創(chuàng)設(shè)具體、生動的物理情境，讓學(xué)生形成疑問，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而自主發(fā)現(xiàn)、提出問題。在此基礎(chǔ)上，教師通過有效問題的提出，驅(qū)動學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生在問題解決的過程中思維不斷進(jìn)階，由淺層次向高層次推進(jìn)，靈活運(yùn)用物理觀念和科學(xué)思維方法建構(gòu)物理概念、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。最終促成學(xué)生形成物理觀念，領(lǐng)悟科學(xué)思維方法，養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度、價值觀和行為習(xí)慣。