邵 鋼(上海交通大學(xué)附屬中學(xué)閔行分校 201100)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)確定了教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，即：“必須把培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為物理教學(xué)的重要目標(biāo)，將‘物理觀念’‘科學(xué)思維’‘科學(xué)探究’‘科學(xué)態(tài)度與責(zé)任’等物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)于教學(xué)活動(dòng)中?！笨茖W(xué)思維素養(yǎng)是高中物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，是深化物理觀念、培養(yǎng)科學(xué)探究能力、形成科學(xué)態(tài)度的關(guān)鍵。以往“淺層化”“知識型”的教學(xué)模式顯然已經(jīng)落后，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)始終停留在物理表層階段，難以從中獲得提升與發(fā)展。鑒于此，物理教師必須積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，以深度教學(xué)理論為指導(dǎo)，為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)思維型課堂。同時(shí)，還應(yīng)努力轉(zhuǎn)變師生角色，賦予學(xué)生探究者、思考者的身份，組織和引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷思考、探究、反思、遷移等學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生理解知識、掌握知識、創(chuàng)造知識，并在建構(gòu)知識、科學(xué)探究的過程中促進(jìn)科學(xué)思維發(fā)展、形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

一、高中物理深度學(xué)習(xí)與思維型課堂概述

1.深度學(xué)習(xí)概述

美國教育學(xué)家布魯姆在研究中對教育目標(biāo)層次進(jìn)行了劃分，即知道、領(lǐng)會(huì)、應(yīng)用、分析、綜合、評價(jià)。在這六類教育目標(biāo)中，“知道”“領(lǐng)會(huì)”屬于淺層學(xué)習(xí)目標(biāo)；“應(yīng)用”“分析”“綜合”和“評價(jià)”則屬于深度學(xué)習(xí)目標(biāo)。

淺層學(xué)習(xí)屬于低水平學(xué)習(xí)；深度學(xué)習(xí)則屬于高水平、高階思維的認(rèn)知活動(dòng)，也是一種高級的學(xué)習(xí)狀態(tài)。但兩者并非完全對立，深度學(xué)習(xí)以傳統(tǒng)淺層學(xué)習(xí)作為基礎(chǔ)，是淺層學(xué)習(xí)的延續(xù)和升華；淺層學(xué)習(xí)也并非一無是處，它是學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的前提。同時(shí)，與傳統(tǒng)淺層學(xué)習(xí)模式相比，深度學(xué)習(xí)更加關(guān)注批判理解、信息整合、知識建構(gòu)、遷移運(yùn)用、問題解決等，更加關(guān)注學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中的投入程度，是深入知識內(nèi)核、解決問題的學(xué)習(xí)模式，屬于以高階思維為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

2.高中物理思維型課堂內(nèi)涵

思維型課堂依據(jù)思維結(jié)構(gòu)的智力理論，以認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、思維監(jiān)控、遷移和應(yīng)用四大基本原理為基礎(chǔ)，以拓展學(xué)生思維的廣度與深度為目的，引領(lǐng)學(xué)生在知識探究中，提升思維的靈活性、發(fā)散性、創(chuàng)造性。在思維型課堂中，共包括四大部分，即認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、思維監(jiān)控、應(yīng)用遷移。其中，認(rèn)知沖突旨在強(qiáng)化學(xué)生的心理動(dòng)因，激活其思維；自主建構(gòu)則是指學(xué)生自主建構(gòu)的過程，包括學(xué)生個(gè)人探究、合作探究兩個(gè)部分；思維監(jiān)控則是對探究學(xué)習(xí)、問題解決過程進(jìn)行總結(jié)、反思與評價(jià)；應(yīng)用遷移則是將已獲得的新知識遷移到新的問題情境中，解決新的問題。

與傳統(tǒng)的“知識型”課堂不同，“思維型”課堂屬于深度學(xué)習(xí)范疇之內(nèi)，以進(jìn)階思維作為載體，以提升學(xué)生的思維品質(zhì)、知識應(yīng)用能力為主要目標(biāo)，旨在促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行深度處理、加工和轉(zhuǎn)化，在完成知識有意義的建構(gòu)的過程中，促進(jìn)高階思維發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科育人的目的。

二、基于深度學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建高中物理思維型課堂

1.創(chuàng)設(shè)問題情境，驅(qū)動(dòng)學(xué)生思維

在基于深度學(xué)習(xí)理論構(gòu)建思維型課堂時(shí)，教師必須要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，激活其認(rèn)知思維，使其積極主動(dòng)地進(jìn)入深層次學(xué)習(xí)中。而要達(dá)到這一目標(biāo)，教師在開展課堂教學(xué)時(shí)，必須要聚焦物理核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，結(jié)合高中生的認(rèn)知發(fā)展，科學(xué)設(shè)計(jì)問題情境，使得學(xué)生在問題情境的引領(lǐng)下逐漸進(jìn)入思考、探究的深層次學(xué)習(xí)中。例如，在“超重和失重”思維型課堂的構(gòu)建中，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)問題情境：在我們稱體重時(shí)突然下蹲，我們發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)變小，之后又逐漸變大，接著再變??；但是當(dāng)我們站在體重計(jì)上一動(dòng)不動(dòng)時(shí)，體重計(jì)示數(shù)則會(huì)保持不變。借助這一常見的生活現(xiàn)象可引導(dǎo)學(xué)生逐漸進(jìn)入新知識的探究學(xué)習(xí)中。再比如，在“楞次定律”思維型課堂的構(gòu)建中，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，以演示實(shí)驗(yàn)作為“引子”，點(diǎn)燃學(xué)生的思維。在具體教學(xué)中，為學(xué)生播放了一段演示實(shí)驗(yàn)：兩根相同長度的塑料管和鋁管，在管口同一高度靜止放置相同的強(qiáng)磁鐵，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識思考“兩個(gè)強(qiáng)磁鐵中，哪一個(gè)會(huì)先從下管口出來? 還是兩個(gè)同時(shí)出來?”接著，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開分析。如此設(shè)計(jì)賦予了物理課堂思維性，使得學(xué)生從問題情境逐漸進(jìn)入物理知識探究中，為學(xué)生的高效學(xué)習(xí)、物理核心素養(yǎng)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.巧設(shè)認(rèn)知沖突，推進(jìn)思維發(fā)展

傳統(tǒng)課堂中，教師通常按照教材內(nèi)容進(jìn)行講解。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)基本上都停留在淺層階段，難以從中獲得高階思維的發(fā)展。鑒于此，在基于深度學(xué)習(xí)來構(gòu)建思維型課堂時(shí)，教師必須要尊重“以生為本”的學(xué)習(xí)理念，以學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識水平作為出發(fā)點(diǎn)，巧妙設(shè)置認(rèn)知沖突、認(rèn)知矛盾，以此激發(fā)學(xué)生探究欲望，促使其在深度探究中完成思維的進(jìn)階發(fā)展。例如，在“平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，為了促進(jìn)學(xué)生的高階思維發(fā)展，教師可運(yùn)用多媒體技術(shù)為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)問題情境：在同等的高度上有三個(gè)相同的鐵球。其中鐵球甲做自由落體運(yùn)動(dòng)，鐵球乙和鐵球丙做平拋運(yùn)動(dòng)，但兩者初速度有所不同。此時(shí)，教師暫停視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考“三個(gè)球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有什么關(guān)系?”學(xué)生根據(jù)以往所學(xué)的物理知識，認(rèn)為初速度大的鐵球平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，自由落體的鐵球甲平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短。待到學(xué)生回答完畢之后，教師再次呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，并借助慢放、回放等方式，使得學(xué)生在認(rèn)真觀察中發(fā)現(xiàn)“三個(gè)鐵球運(yùn)動(dòng)時(shí)間是一樣的”。如此一來，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與學(xué)生原有認(rèn)知之間產(chǎn)生了強(qiáng)烈的沖突，這種沖突恰恰能夠喚醒學(xué)生內(nèi)心的探究欲望，從而有效推動(dòng)其物理思維深度發(fā)展。

3.問題鏈引領(lǐng)，促進(jìn)思維發(fā)展

基于深度學(xué)習(xí)的物理思維型課堂要求物理教師應(yīng)始終秉承“以生為本”的教育理念，賦予學(xué)生知識探究者的身份，使其在自覺主動(dòng)的思考和探究中，完成知識建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物理思維的縱深發(fā)展。要達(dá)到這一目標(biāo)，物理教師必須要在新教學(xué)理念的指導(dǎo)下，精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，充分發(fā)揮問題鏈的引領(lǐng)價(jià)值，使得學(xué)生在層層遞進(jìn)問題鏈的引導(dǎo)下高效完成知識、思維、能力等多重目標(biāo)。需要說明的是，為了保障教學(xué)效果，在設(shè)計(jì)探究問題時(shí)，教師還應(yīng)提前做好學(xué)情分析，使得設(shè)計(jì)出來的問題鏈恰恰落于學(xué)生的認(rèn)知最近發(fā)展區(qū)，以免出現(xiàn)難度過大或難度過小等不適宜現(xiàn)象。例如，在“伏安法測電阻”的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了落實(shí)物理核心素養(yǎng)的要求，教師基于思維型課堂的內(nèi)涵，圍繞歐姆定律的推導(dǎo)公式，為學(xué)生拋出一個(gè)問題：“電壓表及電流表有電阻嗎? 在實(shí)驗(yàn)中會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生什么影響?”接著，以此問題為中心，設(shè)計(jì)了五個(gè)層層遞進(jìn)的問題鏈：(1)電壓表上是否存在電流? 有電阻嗎? (2)電流表上是否存在電壓? 有電阻嗎? (3)電壓表顯示的數(shù)值和電阻兩端是相等? 還是存在偏大或者偏小的現(xiàn)象? (4)在實(shí)驗(yàn)中，如果將一切操作失誤的干擾進(jìn)行排除，實(shí)際測出來的數(shù)值是否為理論上的電阻值，或者存在偏大、偏小的現(xiàn)象? (5)假設(shè)我們手上有一個(gè)電流表，其內(nèi)阻為2Ω，電壓表的內(nèi)阻為2000Ω，現(xiàn)在要用其測定一個(gè)50Ω 左右的電阻，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)電路? 在這層層遞進(jìn)問題鏈的引導(dǎo)下，學(xué)生在思考與探究中逐漸進(jìn)入“電壓表、電流表本質(zhì)”學(xué)習(xí)中。如此一來，不僅促進(jìn)學(xué)生高效完成了知識建構(gòu)，也使他們在探究中消除了僵化思維，繼而形成了一定的科學(xué)探究思維。

4.聯(lián)系生活實(shí)際，促進(jìn)思維遷移

深度學(xué)習(xí)視域下，高中物理思維型課堂構(gòu)建的關(guān)鍵在于促進(jìn)學(xué)生所學(xué)知識的內(nèi)化與遷移，使其在新的問題情境中，通過解決實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識的靈活應(yīng)用?；诖耍跇?gòu)建高中物理思維型課堂時(shí)，教師應(yīng)基于深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，以生活化教學(xué)理念作為指導(dǎo)，設(shè)置生活化問題，引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)際生活的情境中，通過科學(xué)推理、質(zhì)疑、論證等過程，實(shí)現(xiàn)物理知識的“學(xué)以致用”，并促進(jìn)高階思維的發(fā)展。例如，在“離心運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，教師可帶領(lǐng)學(xué)生對家庭中洗衣機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況展開觀察，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，圍繞洗衣機(jī)甩干衣服時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。學(xué)生在分析中發(fā)現(xiàn)：在甩干衣服的過程中，洗衣機(jī)做的是離心運(yùn)動(dòng)，且受到向心力作用的影響，衣服在轉(zhuǎn)筒內(nèi)部保持垂直的狀態(tài)；在甩干衣服的過程中，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速越快，衣服越受到向心力、摩擦力、重力作用，水分就被甩到轉(zhuǎn)筒的壁上，最終實(shí)現(xiàn)脫水目的。如此一來，這樣的思維型課堂不僅密切了理論與實(shí)際的聯(lián)系，也促使學(xué)生在常見、熟悉問題的分析中實(shí)現(xiàn)了物理知識的靈活應(yīng)用，并促進(jìn)了學(xué)生高階物理思維的發(fā)展。

5.基于批判反思，促進(jìn)思維升華

為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師必須要關(guān)注學(xué)生的質(zhì)疑精神，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，使其在批判反思中，完善認(rèn)知體系，促進(jìn)高階思維發(fā)展，最終達(dá)到物理核心素養(yǎng)的要求。例如，在“平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，教師在構(gòu)建思維型課堂時(shí)便要遵循培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的教學(xué)理念，先給學(xué)生呈現(xiàn)一道經(jīng)典練習(xí)題目：小球從斜面上水平拋出，又落到斜面上。多久之后小球距離斜面距離最遠(yuǎn)? 最遠(yuǎn)的距離是多少? 鑒于學(xué)生在探究中面臨的困難和障礙，教師應(yīng)充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)價(jià)值，指導(dǎo)學(xué)生思考“斜上拋運(yùn)動(dòng)的物體，在什么時(shí)候距離地面最遠(yuǎn)?”學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識，得出“當(dāng)物體豎直速度減為零時(shí)距離地面最遠(yuǎn)”這一結(jié)論。接著，教師再次提問：“應(yīng)如何求解這一最遠(yuǎn)距離?”學(xué)生結(jié)合已有知識回答：“通過建立坐標(biāo)系、利用數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行求解?！敝?，教師再次鼓勵(lì)學(xué)生思考有沒有其他解決方法，引導(dǎo)學(xué)生按照運(yùn)動(dòng)的分解，嘗試運(yùn)用仿照斜上拋物體分解方式進(jìn)行解決。在這一過程中，通過教師的點(diǎn)撥和引導(dǎo)，學(xué)生運(yùn)用思考、討論、合作、探究等方式，在批判反思中逐漸進(jìn)入深度學(xué)習(xí)中。

三、結(jié)語

課堂教學(xué)活動(dòng)的組織方式直接影響了物理核心素養(yǎng)的達(dá)成情況。鑒于此，為了滿足新課標(biāo)下的教學(xué)要求，唯有努力擺脫“淺層”教學(xué)模式，深挖物理學(xué)科中蘊(yùn)含的育人點(diǎn)、思維教育點(diǎn)，借助多種教學(xué)手段，多方構(gòu)造一個(gè)思維型物理課堂，促使學(xué)生在思維型課堂中，逐漸進(jìn)入物理學(xué)科深度學(xué)習(xí)中，促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展。