徐 杰 張俊輝

(1. 江蘇省蘇州學(xué)府中學(xué)校，江蘇 蘇州 215008； 2. 江蘇省蘇州市高新區(qū)第一初級(jí)中學(xué)校，江蘇 蘇州 215011)

1 問(wèn)題的提出

深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，是指學(xué)習(xí)者以高階思維發(fā)展和實(shí)際問(wèn)題的解決為目標(biāo)，以整合的知識(shí)為內(nèi)容，積極主動(dòng)地、批判性地學(xué)習(xí)新的知識(shí)和方法，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)，且能將已有的知識(shí)遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)。[1]隨著我國(guó)課程改革的推進(jìn)，中學(xué)教學(xué)聚焦于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，在此背景下，深度學(xué)習(xí)得到普遍關(guān)注和推行。在深度學(xué)習(xí)理念下教師需要引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地掌握學(xué)科核心知識(shí)和思想方法，優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并能在新的情境中遷移應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。深度學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生高投入的學(xué)習(xí)狀態(tài)，完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提升高階的綜合能力。中考復(fù)習(xí)承載著學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)化、新情境的問(wèn)題解決、高階思維發(fā)展及核心素養(yǎng)提升的任務(wù)。因此，將深度學(xué)習(xí)理念與中考物理復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合是值得研究的問(wèn)題。

復(fù)習(xí)課如何上？是很多一線教師關(guān)注的話題，是不是通過(guò)一本復(fù)習(xí)資料，讓學(xué)生按部就班地做題，或是把之前的知識(shí)進(jìn)行羅列，亦或把原有的實(shí)驗(yàn)再做一遍？顯然這些做法在倡導(dǎo)核心素養(yǎng)發(fā)展的今天都是不合時(shí)宜的。如何在初三中考一輪復(fù)習(xí)時(shí)進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生的核心素養(yǎng)？筆者以“密度實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)”為例，與同行交流。

2 中考物理題賞析

例1(2020年無(wú)錫)：如圖1所示，小紅利用托盤(pán)天平(最大測(cè)量值為200 g，分度值為0.2 g)、量筒、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、食鹽、燒杯、白紙、滴管、勺子等器材配置鹽水，步驟如下：

圖1

(1) 調(diào)節(jié)天平時(shí)，將天平放在水平臺(tái)面上，將游碼移至標(biāo)尺左端的“0”刻度線處，若此時(shí)指針偏向分度盤(pán)中央刻度線的左側(cè)，應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié)，使指針對(duì)準(zhǔn)分度盤(pán)中央的刻度線。

(2) 為稱量出2 g鹽，小紅先將一張白紙放在天平左盤(pán)上，僅移動(dòng)游碼，天平再次平衡時(shí)，游碼示數(shù)如圖1甲所示，則白紙的質(zhì)量為g；接下來(lái)，應(yīng)該先將游碼移至g處，再用勺子向左盤(pán)的白紙上逐漸加鹽，直至天平再次平衡。

(3) 用量筒量取50 mL的水，并全部倒入燒杯中，再將2 g鹽全部倒入燒杯中(假設(shè)加鹽后燒杯中水的體積不變)，則小紅所配置的鹽水密度為g/cm3.

(4) 小紅發(fā)現(xiàn)可以用實(shí)驗(yàn)中的天平和燒杯制作“密度計(jì)”。她測(cè)出空燒杯的質(zhì)量為50 g。然后在燒杯中加水，使燒杯和水的總質(zhì)量為100 g，并在水面位置處做好標(biāo)記，如圖1乙所示。測(cè)量液體密度時(shí)，將待測(cè)液體加至“標(biāo)記”處，用天平稱量出燒杯和液體的總質(zhì)量m。為方便使用該“密度計(jì)”，小紅做了如下的使用說(shuō)明：

① 圖1丙中橫坐標(biāo)表示m，縱坐標(biāo)表示待測(cè)液體密度ρ。請(qǐng)?jiān)趫D1丙的坐標(biāo)系中畫(huà)出ρ-m圖象，并在坐標(biāo)軸上標(biāo)出ρ的最大值。

② 理論上，該“密度計(jì)”可以鑒別密度差異不小于g/cm3的液體。

本題的第(4)問(wèn)涉及“密度計(jì)”的制作，體現(xiàn)了創(chuàng)新性的要求，對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高要求。如果在中考復(fù)習(xí)中沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行方法的指導(dǎo)，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系，學(xué)生較難實(shí)現(xiàn)新情境中的知識(shí)遷移，筆者根據(jù)教學(xué)實(shí)踐提出以下中考復(fù)習(xí)策略。

3 中考復(fù)習(xí)策略

3.1 展示真實(shí)情境，喚醒學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)

中考復(fù)習(xí)如果僅僅是知識(shí)的羅列，不僅上課枯燥，學(xué)生提不起興趣，知識(shí)的提取也比較緩慢，學(xué)生的思維依然會(huì)停留在識(shí)記的初級(jí)階段。真實(shí)情境的展示能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能夠在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中快速回顧相關(guān)知識(shí)，為知識(shí)的結(jié)構(gòu)化做好充分準(zhǔn)備。筆者以問(wèn)題解決為線索，為學(xué)生提供了小石塊、醬油等真實(shí)物體及相關(guān)器材。

問(wèn)題1：如何測(cè)出小石塊的密度？請(qǐng)你說(shuō)出原理、器材和實(shí)驗(yàn)步驟。

問(wèn)題2：如何測(cè)出醬油的密度？請(qǐng)你說(shuō)出原理、器材和實(shí)驗(yàn)步驟。

通過(guò)問(wèn)題的回答，學(xué)生能夠快速喚醒相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，這些基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的復(fù)習(xí)是基于真實(shí)的情境、通過(guò)學(xué)生的展示等互動(dòng)活動(dòng)來(lái)完成的。對(duì)于暴露學(xué)生的前概念提供了交流平臺(tái)，為后面的思維提升打下良好基礎(chǔ)。

3.2 設(shè)計(jì)劣構(gòu)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思維

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)良構(gòu)問(wèn)題只有一個(gè)滿意的解決方案，而劣構(gòu)問(wèn)題又稱非良構(gòu)問(wèn)題，是指富有多種解決方案、多種解決途徑的問(wèn)題。[2]劣構(gòu)問(wèn)題對(duì)學(xué)生的思維提出了較高的要求。在學(xué)生通過(guò)情境重溫了基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能后，教師提出問(wèn)題3：如果沒(méi)有量筒(或石塊較大無(wú)法直接放進(jìn)量筒)，如何測(cè)出石塊的密度？教師提供了天平、燒杯和適量的水，要求學(xué)生將設(shè)計(jì)的方案用畫(huà)圖的方式表達(dá)出來(lái)，其目的是將學(xué)生的思維過(guò)程顯性化。

由于沒(méi)有確定的方案，學(xué)生會(huì)設(shè)計(jì)出不同的方案，再通過(guò)同學(xué)自評(píng)、小組互評(píng)等形式針對(duì)不同方案的優(yōu)劣、密度測(cè)量的誤差等方面進(jìn)行討論、交流。特別是誤差的分析，有助于學(xué)生對(duì)誤差產(chǎn)生的原因及減小誤差的方法進(jìn)行深入的思考。燒杯中水的質(zhì)量在石塊拿出前需要準(zhǔn)確測(cè)定，而石塊拿出后水加至標(biāo)志處的總質(zhì)量也需要準(zhǔn)確測(cè)定，兩次質(zhì)量之差除以水的密度即為石塊的體積。同時(shí)要關(guān)注以下問(wèn)題：如何用量筒補(bǔ)水？石塊如果吸水又如何處理？該過(guò)程體現(xiàn)了劣構(gòu)問(wèn)題對(duì)思維的較高要求，并且融入了標(biāo)記法、等體積法、轉(zhuǎn)換法等科學(xué)方法，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到科學(xué)方法在科學(xué)發(fā)展中的重要作用。

3.3 建立物理模型，解決中考真題

在問(wèn)題3解決的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主提出問(wèn)題4：如果沒(méi)有量筒，給你天平、空瓶子和適量的水，你如何測(cè)出醬油的密度？學(xué)生能夠運(yùn)用在空瓶中加滿水的方法解決這一問(wèn)題，從而深化對(duì)等體積法的認(rèn)知和理解，并能夠在此基礎(chǔ)上建構(gòu)等體積法的物理模型。再通過(guò)對(duì)中考真題的解決，為這一模型的鞏固提供實(shí)踐和應(yīng)用的機(jī)會(huì)，學(xué)生很有成就感和獲得感。

例2(2019年南京)：在科技節(jié)活動(dòng)中，有一項(xiàng)挑戰(zhàn)項(xiàng)目：如圖2所示，A、B、C、D是裝滿了某一種材料(細(xì)鹽、鐵粉、米粉中的一種)的四個(gè)不透明的輕質(zhì)密閉容器，要求在不打開(kāi)容器的前提下，將其中裝有相同材料的兩個(gè)容器挑選出來(lái)，提供的器材有：

圖2

① 與密閉容器同樣的空容器各一個(gè)；

② 天平和水。

按下列步驟在空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容。

用天平分別測(cè)出圖中四個(gè)密閉容器的質(zhì)量mA、mB、mC、mD；

(1)；

(2) 若滿足關(guān)系式：(用測(cè)量的物理量表示)，則A、C兩容器中所裝材料相同。

學(xué)生利用等體積法將瓶子的容積算出來(lái)，再求出不同物質(zhì)的密度，并進(jìn)行對(duì)比即可，簡(jiǎn)潔明了，體現(xiàn)了物理建模的實(shí)用性和重要性。

3.4 培養(yǎng)創(chuàng)造能力，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

在建構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，學(xué)生能否實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和創(chuàng)造？這是教師需要思考的問(wèn)題，也是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的應(yīng)然要求。2019年南京市中考題的密度實(shí)驗(yàn)和2020無(wú)錫市中考題的的第(4)小問(wèn)都有異曲同工之妙，都利用了前面所討論的等體積模型。那又如何在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升學(xué)生的思維，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的呢？筆者做了如下嘗試。

如圖3所示，利用一架沒(méi)有砝碼的天平，師生共同設(shè)計(jì)了一個(gè)“密度計(jì)”。取相同體積的某種液體(如鹽水)和水，通過(guò)調(diào)節(jié)游碼讓天平平衡。則通過(guò)計(jì)算可在游碼所對(duì)應(yīng)的位置標(biāo)上對(duì)應(yīng)的密度值。這依然是等體積物理模型的拓展應(yīng)用，通過(guò)教師的追問(wèn)可以對(duì)學(xué)生提出更高的思維要求，如：若左盤(pán)液體的密度比水小，該密度計(jì)是否還能使用？想要使用如何去改進(jìn)？該密度計(jì)的刻度是均勻的，而用吸管做的密度計(jì)刻度線為什么不均勻？該密度計(jì)的分度值(即無(wú)錫市中考題中所提出的可以鑒別密度差異不小于多少g/cm3的液體)和量程是多少？該密度計(jì)的分度值和量程與所裝液體的體積有什么關(guān)系？通過(guò)教師的追問(wèn)，能夠?qū)W(xué)生的思維引向深處，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

圖3

圖4

同樣還可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用等質(zhì)量的方法，如圖4所示，在天平的兩個(gè)托盤(pán)上分別放置相同的有刻度的小杯子，在左邊的小杯子加入20 ml某種液體，利用注射器在右盤(pán)的小杯子加入適量的水直至天平平衡，通過(guò)計(jì)算可以在對(duì)應(yīng)的刻度上標(biāo)上相應(yīng)的密度值，這樣天平和右邊的小杯子又可以組成新的“密度計(jì)”。同樣可以通過(guò)學(xué)生的評(píng)價(jià)和教師的追問(wèn)對(duì)該密度計(jì)進(jìn)行深入的探討，如：比較甲、乙兩種密度計(jì)的異同，對(duì)比兩種密度計(jì)，誰(shuí)更具優(yōu)勢(shì)？這樣通過(guò)師生共同設(shè)計(jì)、制作密度計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過(guò)評(píng)價(jià)和問(wèn)題串促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和高價(jià)思維的發(fā)展。

4 教學(xué)啟示

4.1 培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)

對(duì)于問(wèn)題4筆者并沒(méi)有直接提出，而是問(wèn)學(xué)生：如果你是教師，你會(huì)提出什么樣的問(wèn)題？學(xué)生在經(jīng)過(guò)思考后提出了問(wèn)題4，有同學(xué)還提出了問(wèn)題5：如果沒(méi)有天平，我們又如何測(cè)出物體的密度？提出問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要，為了讓學(xué)生提出有意義的問(wèn)題，需要教師精心設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，給學(xué)生提供支架，這樣學(xué)生才能逐步養(yǎng)成問(wèn)題意識(shí)和批判質(zhì)疑精神。

4.2 培養(yǎng)學(xué)生建模的意識(shí)

中考復(fù)習(xí)需要我們和學(xué)生一起將零散的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，而培養(yǎng)學(xué)生的建模能力有助于學(xué)生將知識(shí)結(jié)構(gòu)化。在解決2019南京市和2020無(wú)錫市中考題的過(guò)程中，我們利用等體積模型解決了這一問(wèn)題。這樣做可以給學(xué)生很好的啟示，通過(guò)建構(gòu)物理模型能夠促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化，從而將多題歸一的思想落到實(shí)處。[3]

4.3 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在密度計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用等體積法可以制成密度計(jì)。如果學(xué)生能夠在教師的引導(dǎo)下利用等質(zhì)量法再設(shè)計(jì)、制作密度計(jì)，就能夠激發(fā)學(xué)生舉一反三和創(chuàng)新意識(shí)，而這種意識(shí)需要我們用心去培養(yǎng)、精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，不斷為學(xué)生搭建思維的階梯，這樣才能實(shí)現(xiàn)活水有源，攀登有梯。

上述三種意識(shí)又具有較強(qiáng)的邏輯關(guān)系，有了問(wèn)題意識(shí)，才會(huì)想到去尋找合適的路徑或模型去解決問(wèn)題；真正解決了問(wèn)題，才會(huì)有創(chuàng)新和創(chuàng)造的本領(lǐng)；而有了創(chuàng)新和創(chuàng)造，才會(huì)進(jìn)一步提出新的問(wèn)題，這樣形成了物理學(xué)習(xí)的閉環(huán)，在不斷螺旋上升的過(guò)程中，學(xué)生的核心素養(yǎng)也就能夠得到穩(wěn)步的提升。

5 結(jié)語(yǔ)

深度學(xué)習(xí)的根本目的是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，[4]而問(wèn)題是思維的引擎，問(wèn)題解決不僅是深度學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的重要途徑。[5]所以，通過(guò)問(wèn)題解決能夠促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。因此，在中考復(fù)習(xí)過(guò)程中，需要教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、設(shè)計(jì)有效問(wèn)題，促使學(xué)生圍繞一系列問(wèn)題展開(kāi)深度思考，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不再被動(dòng)，而是觸及靈魂的深度學(xué)習(xí)，即在知識(shí)結(jié)構(gòu)化的同時(shí)，充分發(fā)展學(xué)生的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等科學(xué)思維能力，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。