摘 要：新課程新教材背景下的新高考對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了新的要求，重視學(xué)科核心素養(yǎng)的提升.文章根據(jù)深度學(xué)習(xí)理論，論述了基于DELC的高中物理習(xí)題變式教學(xué)對(duì)提升學(xué)生思維能力的可行性，結(jié)合具體的問題實(shí)踐，對(duì)深度學(xué)習(xí)下的習(xí)題變式教學(xué)進(jìn)行了探討.

關(guān)鍵詞：新課程；新教材；深度學(xué)習(xí)；變式教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2024）03-0063-03

新高考注重學(xué)科知識(shí)體系間的內(nèi)在聯(lián)系，物理考題中強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用跨學(xué)科融合知識(shí)，能夠利用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言符號(hào)、圖像語(yǔ)言來表達(dá)物理問題的信息，能夠融合學(xué)科知識(shí)而不是割裂式學(xué)習(xí)[1].本研究將把深度學(xué)習(xí)的理論，運(yùn)用到習(xí)題變式教學(xué)中去，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，順應(yīng)新高考要求，幫助學(xué)生建立適應(yīng)時(shí)代發(fā)展和社會(huì)需求的能力.

1 DELC理論

DELC（Deeper Learning Cycle）也稱為深度學(xué)習(xí)環(huán)路，是經(jīng)過預(yù)測(cè)、環(huán)境的營(yíng)造、知識(shí)的獲取、知識(shí)的深度加工、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)形成了深度學(xué)習(xí).國(guó)外學(xué)者基于深度學(xué)習(xí)的研究早于20世紀(jì)50年代，布魯姆在當(dāng)時(shí)對(duì)認(rèn)知層次的分類中已體現(xiàn)出學(xué)習(xí)有深淺之分[2].美國(guó)學(xué)者M(jìn)arton.F，Saljo.R在《On qualitative difference in learning：Outcome and process》中正式提出了深度學(xué)習(xí)的概念[3].近幾年國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于深度學(xué)習(xí)的研究也越來越深入，隨著研究的逐步深入，人們認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是源自于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及發(fā)展需求，在理解的基礎(chǔ)上會(huì)采用多元的學(xué)習(xí)策略，自主地對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度加工同時(shí)建構(gòu)個(gè)人知識(shí)體系，并能將此知識(shí)體系遷移到真實(shí)的情境中用于解決復(fù)雜問題的一種學(xué)習(xí)方式[4].研究者們提出的幾種有代表性的深度學(xué)習(xí)模式.

2 基于DELC的高中物理習(xí)題變式教學(xué)

習(xí)題變式教學(xué)是指通過圍繞一個(gè)問題展開的多種方法，或者是多種模型的變式設(shè)計(jì)，對(duì)題目從多個(gè)知識(shí)點(diǎn)、多個(gè)角度，多個(gè)方向進(jìn)行變式處理，將知識(shí)進(jìn)行縱向深入，橫向發(fā)散，構(gòu)建完整的系統(tǒng).本研究中以多題歸一、一題多問這兩種具體的形式作為實(shí)例.

2.1 多題歸一

多題歸一是指多個(gè)題目采用的是同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，或者是同一個(gè)思想方法，此形式主要出現(xiàn)在新授知識(shí)點(diǎn)之后或是綜合專題復(fù)習(xí)時(shí)的習(xí)題教學(xué)中.

學(xué)習(xí)目標(biāo)：提高學(xué)生的總結(jié)歸納能力；

預(yù)評(píng)估：要求學(xué)生熟練掌握各知識(shí)點(diǎn)，并有較強(qiáng)的遷移能力或通過學(xué)習(xí)提升遷移能力；

學(xué)習(xí)加工處理方式：根據(jù)例題搜集同知識(shí)點(diǎn)或同思想方法的問題；

加工知識(shí)：找出題目的共性；

解決變式問題：解決小組其他同學(xué)搜集的問題；

評(píng)價(jià)方式：分析講解問題.

原型問題：將物體以速度v0水平拋出，經(jīng)過時(shí)間t，物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，求：①物體在A點(diǎn)的速度；②物體在t時(shí)間內(nèi)的位移.

本題是“平拋運(yùn)動(dòng)”這一節(jié)新課教學(xué)的課堂例題.

學(xué)生搜集的變式問題

（1）一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/s的初速度水平拋出，經(jīng)過1 s后落地，求：（不計(jì)空氣阻力，取g=10 m/s2）（1）落地瞬時(shí)速度;（2）拋出過程發(fā)生的位移;

（2）在2022年冬奧會(huì)期間，一名選手以30 m/s的速度從水平平臺(tái)飛出，最終落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差值為5 m.不計(jì)一切阻力，g取10 m/s2.選手飛過的水平距離為s，全程所用時(shí)間為t，則下列說法正確的是（）.

A．s＝20 m，t＝0.6 s

B．s＝16 m，t＝0.8 s

C．s＝20 m，t＝0.4 s D．s＝30 m，t＝1 s

（3）一架裝載抗洪救災(zāi)物資的飛機(jī)，在距地面500 m的高處，以80 m/s的水平速度飛行．為了將救援物資準(zhǔn)確地投到目的地，飛行員應(yīng)在距目的地水平距離多遠(yuǎn)的地方投出物資？

題目看似容易，但對(duì)于思維能力較弱的同學(xué)來說，一節(jié)新課下來并不能夠完全掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究思路（運(yùn)動(dòng)的合成與分解：水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)）.科學(xué)研究也表明：學(xué)生在學(xué)習(xí)新內(nèi)容或者新技能時(shí)，基本上是需要經(jīng)過多次的學(xué)習(xí)加工后，才能夠掌握這些新的內(nèi)容或新的技能，普通教學(xué)是通過反復(fù)的機(jī)械訓(xùn)練來達(dá)成這一目標(biāo)，實(shí)際的思維技能沒有得到很大的提升，這與新高考的要求不相一致.此次研究過程中，我們沒有簡(jiǎn)單要求學(xué)生反復(fù)練習(xí)，而是要求學(xué)生搜集變式習(xí)題，在搜集變式問題之前，他們需要對(duì)本節(jié)內(nèi)容深度加工，信息處理，歸納總結(jié)，把知識(shí)內(nèi)化為自己所有，而后實(shí)現(xiàn)應(yīng)用.同時(shí)，如在綜合性問題中遇到困難時(shí)，他們也可以用相似的方法，找尋同類型問題，建構(gòu)模型，解決問題.在多題歸一的情境中采用深度學(xué)習(xí)，教師發(fā)揮了教學(xué)的主導(dǎo)作用，深度挖掘了學(xué)生的高階思維，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了解題，更重要的是能夠總結(jié)出此類型題目的特征，應(yīng)該運(yùn)用什么樣的思想方法等.不難發(fā)現(xiàn)，這樣的學(xué)習(xí)方式有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心，有利于學(xué)生遷移能力的培養(yǎng)，有利于提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，有利于提高學(xué)生分析問題解決問題的能力.

2.2 一題多問

一題多問是對(duì)同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)不斷延伸出的多級(jí)問題，變化角度，層層設(shè)問，環(huán)環(huán)相扣，由淺入深，橫向拓展，引發(fā)學(xué)生從多角度進(jìn)行思考.隨著題目條件的改變，逐漸加入新的信息，增設(shè)問題的背景材料，要求學(xué)生有很強(qiáng)的綜合運(yùn)用能力，此種形式主要呈現(xiàn)在高三一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中.

學(xué)習(xí)目標(biāo)：提高學(xué)生的綜合問題、分析問題的能力；

預(yù)評(píng)估：要求學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)間的相互聯(lián)系并有較強(qiáng)的綜合運(yùn)動(dòng)能力或通過學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用能力得到提升；

學(xué)習(xí)加工處理方式：完成已有題目并追加設(shè)問；

加工知識(shí)：找出知識(shí)點(diǎn)之間的連接；

解決變式問題：解決小組其他同學(xué)提出的問題；

評(píng)價(jià)方式：完成所有設(shè)問問題.

原型問題：

一種跑步機(jī)測(cè)速的原理如圖1所示，跑步機(jī)底面固定間距L＝0.5 m的平行金屬導(dǎo)軌．導(dǎo)軌間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2×10-2T、方向垂直紙面向里的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌間所接電阻R＝2 Ω，橡膠帶上等間距固定導(dǎo)體棒，每根導(dǎo)體棒的電阻r＝2 Ω，當(dāng)前一根導(dǎo)體棒出磁場(chǎng)時(shí)，后一根導(dǎo)體棒恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)其他電阻．當(dāng)施加一水平向右的拉力F，橡膠帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)I＝0.01 A，求：

（1）橡膠帶運(yùn)動(dòng)的速度v；

（2）水平拉力F的大?。?/p>

（3）電路消耗的熱功率.

學(xué)生追加設(shè)問：

（1）導(dǎo)體棒兩端的電壓大??；

（2）假設(shè)相鄰兩根導(dǎo)體棒的距離x=1 m，求第四根棒離開磁場(chǎng)時(shí)流經(jīng)電阻R的電荷量；

（3）請(qǐng)你計(jì)算出導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率P，并比較這兩個(gè)功率的大小關(guān)系，簡(jiǎn)述原因.

這是一道電磁感應(yīng)綜合練習(xí)題，涉及受力分析、力的平衡、法拉第電磁感應(yīng)定律、焦耳定律、功能關(guān)系、牛頓第二定律等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng).本題的原始3個(gè)問題難度中等，大部分學(xué)生在一輪復(fù)習(xí)結(jié)束后能夠完整地解答出來，教學(xué)的目標(biāo)遠(yuǎn)不止于解題，如何進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)提升學(xué)生的綜合分析能力，在此，我們要求學(xué)生自己根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)加設(shè)問題，在這個(gè)過程中允許學(xué)生查閱教輔資料，參考經(jīng)驗(yàn)豐富的命題教師的出題思路.經(jīng)過查閱資料小組討論之后，學(xué)生給出了上述3個(gè)問題，仔細(xì)觀察以上3條追加問題，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)開始將問題的難度稍作提升，并且完美地將高中物理所學(xué)的動(dòng)力學(xué)、電磁感應(yīng)問題綜合在一起.在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠自主思考、探索、研究，不局限于理解、掌握知識(shí)，而是凌駕于知識(shí)之上，靈活運(yùn)用知識(shí).整個(gè)學(xué)習(xí)過程，學(xué)生的思維梯度逐步提高，不僅限于知識(shí)點(diǎn)的死記硬背，機(jī)械刷題，而是真正實(shí)現(xiàn)了知識(shí)內(nèi)化、實(shí)踐應(yīng)用.學(xué)生通過這樣的深度學(xué)習(xí)，不僅解決了解題問題，物理關(guān)鍵能力同時(shí)達(dá)到了提升，教師也達(dá)成了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo).

在難度較大的綜合問題中采用一題多問式深度學(xué)習(xí)，能夠?qū)?fù)雜問題簡(jiǎn)單化，有助于學(xué)生自行理清解題思路，有利于提高學(xué)生的思維能力、克服對(duì)難題畏懼的情緒、獲取學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)和建立學(xué)習(xí)的信心.

3 結(jié)束語(yǔ)

新課程新教材下的高考對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力和物理思維能力提出了較高的要求，要求學(xué)生真正理解學(xué)科知識(shí)內(nèi)涵，而不是對(duì)解題技巧和解題規(guī)律的機(jī)械記憶.深度學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)者能以深度理解為起點(diǎn)，以解決問題為目標(biāo)，主動(dòng)地、批判性地整合知識(shí).基于深度學(xué)習(xí)的高中物理習(xí)題變式教學(xué)有幫助學(xué)生增強(qiáng)深度學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，整個(gè)教學(xué)方式變得更加靈活多變，不拘泥于特定的方式方法，遇到不同的問題，整個(gè)教學(xué)過程有的放矢.教學(xué)的評(píng)價(jià)方式不是唯一的，在不同的情境中采用不同的評(píng)價(jià)方法，旨在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維，樂于探索自然的精神，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展.

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[4] 李維，黃致新.基于DELC的中學(xué)物理智慧課堂的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中學(xué)物理教與學(xué)，2021（12）：9-13.

［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-10-25

作者簡(jiǎn)介：錢霞，從事中學(xué)物理教學(xué)研究.