劉振雄 全 藝

(廣東省廣州市第一一三中學陶育實驗學校,廣東 廣州 510630)

為全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，教師要改變學生消極被動的學習方式，探索學生深度學習的途徑。深度學習強調以問題為核心，通過真實的情境形成有價值的問題，學生在問題生成和問題解決過程中體驗成功，沉浸于物理學習過程，形成物理觀念，認識科學本質，樹立正確的價值觀?；谡鎸嵡榫车膯栴}及其問題解決是深度學習的核心，問題驅動是促進深度學習的關鍵。

1 基于深度學習的課堂問題

1.1 課堂問題的分類

問題驅動型課堂教學的核心是“提出問題和解決問題”，按照布魯姆的教育目標分類理論，可以根據(jù)認知水平的高低把課堂問題分為記憶型、理解型、應用型、分析型、評價型、創(chuàng)造型問題。

記憶型問題指向學生對已經(jīng)學過的物理概念和物理規(guī)律的記憶，對常見物理現(xiàn)象和生活經(jīng)驗的描述，以及對整堂課學習內容的回憶。理解型問題要求學生理解物理概念和規(guī)律的本質，通過實驗操作和實驗觀察，進行相關的解釋和推理。應用型問題要求學生運用學過的物理概念、規(guī)律和方法解決物理問題。分析型問題要求學生將一個問題分解成若干個子問題，再判斷子問題間的關系，該類問題常出現(xiàn)在探究活動環(huán)節(jié)和實驗數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。評價型問題最大的特點就是在評價的過程中運用相應的標準進行檢驗和評判，評價的對象是學生的觀點、方案或結論。創(chuàng)造型問題要求學生在解決問題的過程中收集資料，再與已有的物理概念和規(guī)律建立聯(lián)系，并進行整合與再創(chuàng)造，是所有問題類型中水平最高的一種。

1.2 課堂問題的設計與解決策略

(1)兼顧層次，關注深度

基于物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，針對教學重難點設計問題串，在兼顧層次性的同時，更要重視問題深度的設計，這樣才能更有利于學生物理觀念的形成和物理思維能力的提升。

(2)給學生留足解答時間

對于思維水平較高的問題，要充分描述物理情境，使學生有明確的思考方向，并要留給學生足夠的思考、討論和交流的時間，給學生對自己觀點進行表述、辯護的機會，這樣才更利于學生進行深度學習。

(3)鼓勵學生積極表達觀點

鼓勵學生表達不同的觀點，即使是錯誤的或者不科學的觀點也是有意義的，因為這些錯誤或者不科學的觀點有時也是許多學生的共性問題，這樣的問題解決往往更具有教學價值。

2 問題驅動型課堂的流程

2.1 明確物理問題

明確物理問題是發(fā)現(xiàn)、辨認和表征物理信息的過程。當遇到一個真實物理問題時，學生首先要對物理情境進行考察，明確物理情境的意義，然后通過思考，分析、判斷物理問題所描述的對象、現(xiàn)象、過程及聯(lián)系，全面掌握有關信息，抓住問題的外部特征，理清解決問題的已知條件。

2.2 探求問題解決方法

解決問題時運用抽象思維、形象思維和直覺思維等方法，充分調動已有的認知結構，對物理問題進行深入的分析，確定問題的種類，探求解決問題的方法和途徑。

2.3 進行問題解決

問題解決的實施是問題解決的中心環(huán)節(jié)，在明確物理情境后，要理清解決問題的具體方法和步驟，明確物理研究對象，建構物理模型，合理利用物理規(guī)律進行解答，從而得出結論。有的問題還可以從不同角度、不同路徑尋找不同的解決方法，再通過不同方法的選擇，有效培養(yǎng)學生的思維能力和問題解決能力。

2.4 總結與反思

問題解決后的總結與反思首先是對所解決問題的過程進行反思，深入思考問題情境中所隱含的物理概念和規(guī)律，拓展自己的物理認知結構，提高問題解決的效率；其次是回顧問題解決的思路，評價問題解決的過程，提高對問題解決的認識水平。

3 問題驅動型課堂教學案例分析

筆者以“超重和失重”的教學為例，運用問題驅動型教學模式，引領學生進行深度學習。

3.1 創(chuàng)設問題情境，導入新課

(1)情境設置

將體重計的表盤通過攝像頭投屏，先讓質量較大的同學站到體重計上，讀出體重計示數(shù)并用貼紙標記，再讓質量較小的同學站到體重計上，并嘗試讓體重計示數(shù)超過前者。

(2)問題驅動

① 這位同學的體重是多少？體重計示數(shù)的單位是什么？

② 體重計測量的是哪個物理量？

③ 為了確保體重計反映的是真實的體重，測量時有什么要求？

④ 在雙手不接觸其他物體，雙腳不離開體重計的條件下，你能讓體重計的示數(shù)超過剛才那位同學嗎？

⑤ 在下蹲或站起的過程中，在某一時刻的體重計示數(shù)超過了第一位同學，是自身所受重力變大了嗎？如果不是的話，是哪個量變大了？

(3)設計意圖

問題①和②強調了讀數(shù)需要包含單位的規(guī)范，引導學生回溯體重計的測量原理，即體重計測量的是它的臺面受到的壓力，然后在刻度盤上轉化為相應的質量。問題③強調了測量體重的平衡條件，問題④提出挑戰(zhàn)要求，讓挑戰(zhàn)的學生自然想到通過改變自身運動狀態(tài)，來改變體重計的示數(shù)，問題⑤意在引發(fā)學生思考，在介紹實重和視重后，自然引出本節(jié)課的課題。

(4)深度體驗

通過游戲的形式，增加趣味性，激發(fā)學生的好奇心，引發(fā)認知沖突，促使學生深度思考，將學生的思維聚焦于課堂問題，讓學生帶著問題開始本節(jié)課的學習。

3.2 結合問題情境，建構物理概念

(1)問題驅動

結合剛才的游戲，請說明：什么是超重現(xiàn)象？什么是失重現(xiàn)象？

(2)設計意圖

通過前面設置的情境，超重和失重的概念已呼之欲出，此時應大膽放手，給學生提供自主思考、描述的機會。

(3)深度體驗

物理概念本身比較抽象，教師可以通過各種教學方式加強形象性和直觀性，使抽象的概念建構具體化、生活化，當學生的認識和體驗達到了相應的水平時，概念的建構會水到渠成，所以教師要創(chuàng)設良好的問題情境，發(fā)展學生的深度思維。

3.3 提出問題，驅動學生自主探究

探究實驗一：彈簧測力計實驗

問題驅動：利用彈簧測力計和重物進行分組實驗，探究以下問題：什么情況下會出現(xiàn)超重現(xiàn)象？什么情況下會出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

設計意圖：利用彈簧測力計做實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律有一定難度，因為在操作過程中，彈簧測力計的示數(shù)變化太快，學生很難準確、及時地捕捉到示數(shù)的變化情況，往往不同的小組會得到不同的結果，有些同學認為向上運動的過程中會出現(xiàn)超重現(xiàn)象，向下運動的過程中會出現(xiàn)失重現(xiàn)象；而有些學生得出的結論則完全相反，導致實驗“失敗”，但是，這個“失敗”，卻又是課堂教學的重要資源。因為在學習過程中，學生不僅僅是獲得知識，更重要的是體驗科學探究過程，領悟科學探究的方法，當面對困難和挫折時能有勇氣和毅力去找到出現(xiàn)困難的原因，并提出解決方案。

深度體驗：通過親身經(jīng)歷實驗探究，學生在面對不同實驗結果時，敢于堅持和表達自己的實驗結論，培養(yǎng)了學生實事求是的科學精神；學生在面對困難時，不輕言放棄，想方設法找到解決問題的途徑，逐漸養(yǎng)成科學態(tài)度和責任。

探究實驗二：力傳感器實驗

實驗情境：教師介紹了數(shù)字化實驗系統(tǒng)(DIS)的實驗器材后，學生開始分組實驗，利用力傳感器，在電腦屏上呈現(xiàn)重物上升和下降過程中拉力隨時間變化的圖像。

問題驅動：(1)在重物上升過程中出現(xiàn)的是哪一部分圖像？哪一部分圖像是在重物下降過程中出現(xiàn)的？

(2)從圖像中你能觀察到超重和失重現(xiàn)象嗎？請總結重物在上升和下降的過程中的超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。

(3)你能得到超重和失重的條件嗎？

(4)既然超重和失重現(xiàn)象的出現(xiàn)與物體的運動方向無關，那么跟什么有關呢？請說出你的依據(jù)。

(5)重物在上升和下降的過程中參與了哪些運動？加速度是怎樣的？

(6)你能總結物體在什么條件下會出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象嗎？

表格設計：引導學生設計實驗表格，記錄實驗結果(表1)。

表1

設計意圖：若直接給出所有選項讓學生完成，雖然課堂教學輕松、順利，但缺少了對學生思維能力的培養(yǎng)。通過問題解決和表格填寫，可以讓學生體驗真正意義上的科學探究。問題(1)和(2)是讓學生認識和發(fā)現(xiàn)實驗中出現(xiàn)的超重和失重現(xiàn)象，明確物體向上運動和向下運動的過程中都有可能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象；問題(3)是為了引導學生觀察和總結表格內容，理解物體的運動方向與超重和失重的條件無關；問題(4)是本節(jié)課的重點，也是難點，超重和失重條件與物體的運動方向無關，這個結論既是對前面實驗的總結，也是為后續(xù)研究鋪設臺階，它能點燃學生思維的火花點燃，在這個環(huán)節(jié)設置小組討論活動，讓學生進行思維碰撞，使學生的科學思維品質得到提升，達成更加全面的學習目標；問題(5)是為了更好地推進課堂教學的展開，如果學生在探究實驗中遇到困難，教師可以進行適時的指導；問題(6)是學生在認識到超重和失重現(xiàn)象與加速度方向有關之后，進一步明確超重和失重的產(chǎn)生與加速度方向的關系：當物體的加速度方向向上時處于超重狀態(tài)，當物體的加速度方向向下時處于失重狀態(tài)。

深度體驗：科學探究是人類認識自然、探索自然規(guī)律的重要方法，也是學生學習物理的重要方法，通過探究實驗，可以逐步培養(yǎng)學生收集和處理實驗數(shù)據(jù)的能力、分析和解決問題的能力、合作與交流的能力，在此過程中學生還可以養(yǎng)成尊重事實、善于質疑、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度。物理教學要為學生開展探究式學習創(chuàng)造機會，俗話說：授人以魚不如授人以漁，課堂不僅僅是教師向學生傳授科學知識，更重要的是讓學生經(jīng)歷科學探究的過程，領悟科學探究的方法。教師要創(chuàng)造機會讓學生經(jīng)歷科學探究的基本環(huán)節(jié)：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作，讓學生的知識與能力、科學思維與探究能力、科學態(tài)度與責任都得到全面培養(yǎng)和發(fā)展。

3.4 應用物理規(guī)律，解釋實驗和生活現(xiàn)象

3.4.1 解釋課堂實驗現(xiàn)象

問題驅動：(1)在彈簧測力計實驗中，同學們觀察到的現(xiàn)象為什么不同？在重物上升時，是在哪個運動過程觀察到了彈簧測力計示數(shù)的減??？

(2)在用體重計進行實驗時，在同學下蹲的過程中，我們能觀察到哪些實驗現(xiàn)象？為什么？

設計意圖：該組問題引導學生利用前面實驗所得出的結論，對實驗中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象作出解釋，以加深對超重和失重條件的理解，學生能應用超重和失重條件解釋一些相關的物理現(xiàn)象，也體現(xiàn)了“從物理走向社會”的理念。

深度體驗：物理來源于生活，又應用于生活，與日常生產(chǎn)、生活和科學技術的發(fā)展聯(lián)系緊密，所以物理學習強調將學到的物理理論應用于生活，要體現(xiàn)學以致用，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

3.4.2 推導拉力表達式

問題驅動：(1)為什么物體的加速度向上就會出現(xiàn)超重現(xiàn)象，而加速度向下就會出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

(2)你能求出重物在加速上升過程和減速上升的過程中，力傳感器受到的拉力嗎？

設計意圖：給學生提供自主推導拉力表達式的機會，教師在學生推導時進行適時點評，并在此過程中適時強調應用牛頓第二定律的規(guī)范性問題和牛頓第三定律的應用細節(jié)問題。

深度體驗：理論推導的結果揭示了超重和失重現(xiàn)象的本質，讓學生認識到人類探索自然、追求真理的不易，珍惜現(xiàn)有的生活，也認識到科學所肩負的使命。

3.4.3 解釋實驗現(xiàn)象

情境設置：在透明塑料瓶側面和瓶蓋處開孔，并倒入牛奶，然后讓一位同學從高處釋放裝有牛奶的瓶子，其他同學觀察牛奶是否流出。

問題驅動：(1)為什么手松開小孔后瓶中的牛奶是噴出來而不是流出來？

(2)將瓶從高處自由釋放，下落過程中出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

(3)瓶子下落過程中牛奶為什么沒有噴出來？

(4)如果將瓶子豎直向上拋出，牛奶會噴出來嗎?你的依據(jù)是什么？

設計意圖：用白色不透明的牛奶，相比用水可以提高實驗的可視性。問題(1)為理解小孔上方的牛奶產(chǎn)生的壓強是牛奶噴出來的原因做鋪墊；問題(2)和(3)則是利用完全失重的條件解釋完全失重而引起的物理現(xiàn)象；問題(4)針對部分學生的易錯點，有不少學生因為受到慣性思維影響，會認為瓶子向上運動時牛奶會噴出，為了讓學生更好地觀察和理解，可用通過視頻慢放的方法，強化學生對“超重和失重與物體的運動方向無關，而與物體的加速度方向有關”這個結論的理解。

深度體驗：慣性思維是在之前一系列重復活動的體驗中形成的一種的思維定勢和傾向性。在環(huán)境不變的條件下，思維定勢能夠讓人用已有的方法迅速解決問題，但也容易走進思維誤區(qū)，所以在教學中要培養(yǎng)學生改變思維定勢的能力。

3.4.4 解釋微重力環(huán)境下的實驗現(xiàn)象

情境設置：播放王亞平空間站授課視頻。

引導學生指出其中與失重相關的實驗項目，運用物理規(guī)律解釋微重力環(huán)境下的實驗現(xiàn)象。

設計意圖：認識空間站中的完全失重現(xiàn)象，讓學生了解我們的國家在經(jīng)過幾代人不懈的努力后，使我國的航天技術處于世界領先地位，使學生意識到要努力學好科學知識，以便將來更好地投身于祖國建設，實現(xiàn)中國夢。

深度體驗：培養(yǎng)學生的民族自豪感和愛國熱情，培養(yǎng)學生的社會責任感，體現(xiàn)立德樹人的教育本質。