趙立斌

［摘 要］綜合實(shí)踐活動(dòng)是跨學(xué)科實(shí)踐性課程。以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐活動(dòng)課程是將綜合實(shí)踐活動(dòng)和物理學(xué)科教學(xué)相融合，它能引發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐從學(xué)生的生活需要出發(fā)，通過實(shí)踐探究、分析論證、抽象建模等方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力等。深度學(xué)習(xí)是對(duì)知識(shí)進(jìn)行全面且深度的學(xué)習(xí)，促進(jìn)新舊知識(shí)建立聯(lián)系，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力?；谏疃葘W(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究路徑為教師結(jié)合教學(xué)進(jìn)行綜合實(shí)踐探究選題、開展綜合實(shí)踐探究活動(dòng)、總結(jié)綜合實(shí)踐探究成果提供了優(yōu)選思路。基于深度學(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究路徑經(jīng)過多個(gè)主題的實(shí)踐探究驗(yàn)證，取得了良好的探究成果。

［關(guān)鍵詞］綜合實(shí)踐探究路徑；物理主導(dǎo)；深度學(xué)習(xí)

［中圖分類號(hào)］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2024）11-0049-03

《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》指出，綜合實(shí)踐活動(dòng)是從學(xué)生的真實(shí)生活和發(fā)展需要出發(fā)，從生活情境中發(fā)現(xiàn)問題，轉(zhuǎn)化為活動(dòng)主題，通過探究、服務(wù)、制作、體驗(yàn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的跨學(xué)科實(shí)踐性課程。綜合實(shí)踐活動(dòng)是普通高中新課程的八大學(xué)習(xí)領(lǐng)域之一。引導(dǎo)學(xué)生研修綜合實(shí)踐活動(dòng)課程，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、科學(xué)與人文素養(yǎng)、環(huán)境意識(shí)以及終身學(xué)習(xí)能力。深度學(xué)習(xí)是對(duì)知識(shí)進(jìn)行全面且深度的學(xué)習(xí)，能促進(jìn)新舊知識(shí)建立聯(lián)系，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力。研究基于深度學(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究是非常有價(jià)值的——學(xué)生能更深刻地理解物理知識(shí)，更高水平地遷移運(yùn)用物理知識(shí)，以及更好地解決在生活中遇到的問題。

一、深度學(xué)習(xí)推動(dòng)高質(zhì)量的綜合實(shí)踐探究

高中物理課程有著較強(qiáng)的系統(tǒng)性、綜合性，注重引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活場(chǎng)景進(jìn)行抽象建模和通過實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律。為了更好地掌握物理規(guī)律，提高學(xué)科核心素養(yǎng)，學(xué)生要進(jìn)行高質(zhì)量的科學(xué)探究。這就決定了在綜合實(shí)踐探究中，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

1.理解知識(shí)邏輯，增強(qiáng)物理觀念。深度學(xué)習(xí)能促進(jìn)學(xué)生在生活中深入理解已掌握的知識(shí)，在實(shí)踐中主動(dòng)拓展所學(xué)新知識(shí)，進(jìn)而剖析事物的本質(zhì)，厘清物理規(guī)律，構(gòu)建更完整的知識(shí)體系。

2.增強(qiáng)分析運(yùn)用，培養(yǎng)科學(xué)思維。深度學(xué)習(xí)能讓學(xué)生在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，將已掌握的知識(shí)遷移到新的物理情境中，理解知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而在實(shí)踐探究中不斷增強(qiáng)運(yùn)用物理知識(shí)分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)思維。

3.實(shí)施科學(xué)探究，提高建模能力。深度學(xué)習(xí)能讓學(xué)生在實(shí)踐探究中深刻認(rèn)識(shí)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系，通過抽象概括、建構(gòu)模型，進(jìn)而推理論證，正確實(shí)施科學(xué)探究方案，準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思探究過程與結(jié)果。

例如，靜摩擦力是最常見的力之一，其“不可視”，難以判斷有無和方向，所以成了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。教學(xué)中，教師要充分利用拔河、爬桿等體驗(yàn)性素材，增加學(xué)生的多感官體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生多從生活中尋找實(shí)例，多相互交流討論，帶著問題主動(dòng)思考、大膽探索、積極研討，在深度學(xué)習(xí)中融會(huì)知識(shí)，剖析問題本質(zhì)，通過抽象建模、推理論證來解決實(shí)際問題，進(jìn)而形成更高層次、更準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

4.嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。深度學(xué)習(xí)能不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的好奇心與求知欲，促使學(xué)生主動(dòng)與他人合作，嚴(yán)謹(jǐn)發(fā)表基于證據(jù)和邏輯的見解，還能促進(jìn)學(xué)生關(guān)心國(guó)內(nèi)外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)環(huán)境的關(guān)系，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

二、綜合實(shí)踐活動(dòng)融合物理課程提高學(xué)生核心素養(yǎng)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確要求，在高中物理課程中應(yīng)注重科學(xué)探究。生產(chǎn)生活中有很多有價(jià)值的科學(xué)探究情境，在教學(xué)中教師應(yīng)為學(xué)生引入這些科學(xué)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生分析、解決生產(chǎn)生活中的問題，讓學(xué)生在解決問題的過程中進(jìn)一步提高探究能力、增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，從而提升物理學(xué)科素養(yǎng)。高中物理課程和綜合實(shí)踐活動(dòng)都明確要求學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，通過自主探究，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)思維來分析和解決問題。綜合實(shí)踐活動(dòng)課程對(duì)學(xué)生用活所學(xué)知識(shí)，領(lǐng)悟物理、化學(xué)、生物方法，培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、探究能力等有非常重要的作用。以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐活動(dòng)是綜合實(shí)踐活動(dòng)和物理學(xué)科教學(xué)相融合的產(chǎn)物， 是一個(gè)有機(jī)整體，二者既有其相對(duì)獨(dú)立性，又存在密切的聯(lián)系。

例如，目前純電動(dòng)汽車的電池大約儲(chǔ)電50 kW·h至100 kW·h，有交流和直流兩種充電方式?！奥洹钡某潆姽β释ǔ?.8 kW至7 kW，通常使用220 V交流電。“快充”的充電功率為30 kW至120 kW，通常為直流電，電流為150 A至400 A。很多學(xué)生對(duì)純電動(dòng)汽車的相關(guān)技術(shù)很感興趣，教師便可以結(jié)合物理知識(shí)，研究確定綜合實(shí)踐探究的主題，以解決學(xué)生心中的疑惑。兩種充電方式的特點(diǎn)是什么？充電時(shí)有什么注意事項(xiàng)？不同的電動(dòng)汽車需要充電多長(zhǎng)時(shí)間才能充滿？學(xué)生通過思考和探究這些生活中的物理問題，體驗(yàn)了解決問題的科學(xué)方法，培養(yǎng)了良好的科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，拓展了物理知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，加深了對(duì)生活物理的科學(xué)性認(rèn)識(shí)。

三、基于深度學(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究的路徑和案例

（一）源于生活，生成探究主題

“問渠那得清如許，為有源頭活水來?！本C合實(shí)踐探究的主題只有面向?qū)W生生活，才會(huì)更有生命活力。因此，以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究主題可以由學(xué)生提出，也可以參考《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》等內(nèi)容，還可以由教師結(jié)合當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。探究的主題要小切口，要目標(biāo)明確、任務(wù)清晰，要融合物理學(xué)科知識(shí)，要解決生活中的實(shí)際問題。

例如，探究的主題可為純電動(dòng)汽車充電技術(shù)、太陽能發(fā)電在生活中的應(yīng)用、校園雨水的收集與利用、家庭電路和用電安全等。

（二）分析研究，制訂探究方案

綜合實(shí)踐活動(dòng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其中制訂探究方案是主要內(nèi)容。學(xué)生是制訂探究方案的主體，他們自主分析、討論，明確探究的目標(biāo)、內(nèi)容、形式、步驟和評(píng)價(jià)等。教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和探究主題的特點(diǎn)加以指導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用物理知識(shí)分析實(shí)際問題，探究如何解決問題，確保學(xué)生探究方案的科學(xué)性、可行性和系統(tǒng)性。

例如，制訂“校園雨水的收集與利用”綜合實(shí)踐探究的方案。在制訂這一方案時(shí)，學(xué)生要明確探究的目標(biāo)是盡可能多地收集雨水、利用雨水；探究的內(nèi)容是從哪些渠道收集雨水，雨水匯集儲(chǔ)存到哪里，雨水如何過濾凈化，過濾凈化的雨水有什么實(shí)際用途，如何設(shè)計(jì)管道來輸送過濾凈化的雨水。制訂探究方案時(shí)要考慮周全，讓方案有可行性。首先，學(xué)生需要深入調(diào)研分析學(xué)校的建筑、排水設(shè)施及雨水用途、當(dāng)?shù)貧夂?、可利用資金等；其次，考察市場(chǎng)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備后，聯(lián)系物理知識(shí)，研究設(shè)計(jì)雨水的收集、儲(chǔ)存、凈化、循環(huán)等環(huán)節(jié)；最后，匯總制訂符合校情和學(xué)情的雨水收集和利用方案。

（三）建構(gòu)模型，科學(xué)實(shí)施探究

模型建構(gòu)是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)物理模型的抽象概括過程，是常用的科學(xué)研究方法。模型建構(gòu)包括情境、問題和過程三個(gè)要素。情境是模型建構(gòu)的基礎(chǔ)，問題是模型建構(gòu)的“推進(jìn)器”，過程是模型建構(gòu)的經(jīng)歷和體驗(yàn)。模型建構(gòu)既是一種科學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)，是分析研究問題的過程，也是學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律，解決實(shí)際問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師在指導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生緊緊抓住突出問題的主要因素，忽略次要因素，將復(fù)雜的現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)化和抽象，以有效建構(gòu)物理模型。此外，教師還要注重融合知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生按需拓展知識(shí)和技術(shù)，注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、語言表達(dá)能力、動(dòng)手能力等。

例如，探究純電動(dòng)汽車充電技術(shù)時(shí)，教師要指導(dǎo)學(xué)生融合物理知識(shí)，綜合考慮充電電壓、充電電流、充電功率、充電發(fā)熱、電池散熱、電池保溫等因素，還要引導(dǎo)學(xué)生探究如何提高充電速度，如何減小“快充”對(duì)電池壽命的影響，如何控制充電時(shí)電池發(fā)熱，如何保障充電安全等。學(xué)生通過思考解決這些相互關(guān)聯(lián)的問題，經(jīng)歷模型建構(gòu)的思維活動(dòng)過程，從而掌握了模型建構(gòu)的方法。學(xué)生在分析研究這些具體問題的過程中，可以化整為零，抽象概括，先建構(gòu)多個(gè)局部物理模型，再綜合形成整體的物理模型。局部物理模型主要有交流電轉(zhuǎn)化為直流電的模型、直流電充電模型、電池保溫散熱模型等。學(xué)生可以先分組實(shí)施探究，再交流討論?？茖W(xué)實(shí)施探究時(shí)，學(xué)生主要采取查找資料、分析理論、計(jì)算數(shù)據(jù)、對(duì)比論證等方法。探究過程要思路清晰，記錄完整，實(shí)事求是，步驟合理。

（四）研討論證，總結(jié)探究成果

學(xué)生要在教師的指導(dǎo)下，對(duì)綜合實(shí)踐探究的過程、數(shù)據(jù)、分析和判斷進(jìn)行研討論證。主研學(xué)生要面向全體師生展示探究的論據(jù)、數(shù)據(jù)處理和結(jié)論。其他學(xué)生則要對(duì)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、質(zhì)疑、核驗(yàn)。經(jīng)過充分的交流討論、推理論證后，主研學(xué)生要再次修訂完善探究報(bào)告。

例如，在探究家庭電路和用電安全的過程中，要標(biāo)明入戶、廚房、衛(wèi)生間、空調(diào)專用、普通插座、照明電路的電線規(guī)格。首先，主研學(xué)生要實(shí)地調(diào)查研究主流家庭各處的電器情況；其次，要計(jì)算日常用電功率、極限峰值功率，還要考察市場(chǎng)上的國(guó)標(biāo)電線材料和規(guī)格；最后，確定家庭電路各處的電線規(guī)格。家庭常用的廚房電器中，抽油煙機(jī)的電功率約為250 W，電冰箱為200 W，烤箱為2000 W，電磁爐為2000 W，電飯鍋為700 W等。經(jīng)查找資料知，2.5 mm?的銅芯電線允許長(zhǎng)期負(fù)載電流為16 A至25 A，4mm?的銅芯電線允許長(zhǎng)期負(fù)載電流為25 A至32 A。結(jié)合物理知識(shí)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，使用220 V交流電，2.5 mm?的銅芯電線所能帶動(dòng)的功率范圍為3.5 kW至5.5 kW，4 mm?的銅芯電線所能帶動(dòng)的功率范圍為5.5 kW至7 kW。因此主研學(xué)生認(rèn)為，2.5 mm?的銅芯電線不僅能滿足廚房的使用要求，還比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。對(duì)此，在師生的研討論證中，部分學(xué)生提出了不同意見。具體為：（1）電線預(yù)埋在墻內(nèi)，散熱條件不好，用電功率比較大時(shí)不易散熱。同樣的電功率，4 mm?的銅芯電線發(fā)熱比較小，比較安全，有利于延長(zhǎng)電線的使用壽命。（2）電線能使用幾十年，要考慮多年以后電器的增加、升級(jí)，可能會(huì)有更大功率的需求，需要留出功率冗余。（3）如果因電線不能滿足使用需求而改造電路、更換電線，工時(shí)費(fèi)會(huì)比較高，得不償失，所以廚房電線應(yīng)選擇4 mm?的銅芯電線。經(jīng)充分討論和論證后，師生達(dá)成一致意見。主研學(xué)生修改廚房電線為4 mm?的銅芯電線。

（五）科學(xué)評(píng)估，形成探究評(píng)價(jià)

科學(xué)評(píng)估是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐活動(dòng)的報(bào)告進(jìn)行審核，目的是促進(jìn)其改進(jìn)和完善。審核通常包括探究目標(biāo)的價(jià)值、探究方案的可行性、探究過程和方法的科學(xué)性、探究數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性、結(jié)論的合理性等。審核后，評(píng)估者針對(duì)探究報(bào)告給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，指出其優(yōu)點(diǎn)和存在的問題和瓶頸，并提出改進(jìn)建議。

例如，在探究家庭電路和用電安全時(shí)，探究報(bào)告主要包括探究目標(biāo)、探究方案、探究數(shù)據(jù)分析、探究結(jié)論等。探究的具體內(nèi)容主要包括調(diào)研家庭各處電器的功率、電器的使用要求、安全用電等，設(shè)計(jì)家庭電路圖，標(biāo)明家庭入戶、廚房、衛(wèi)生間等處的電線規(guī)格，掌握電線并線施工的要求和技巧等。教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)主研學(xué)生的探究報(bào)告進(jìn)行更全面的審查和評(píng)價(jià)，得出以下六個(gè)方面的評(píng)價(jià)：一是家庭電路和用電安全探究的目標(biāo)明確，有探究?jī)r(jià)值和推廣價(jià)值；二是調(diào)查研究的樣本略少，只選了4個(gè)家庭；三是動(dòng)手能力不強(qiáng)，拆裝插座和開關(guān)數(shù)量略少；四是雖存在用電安全隱患，但沒有全面查驗(yàn)不同場(chǎng)所的電線規(guī)格；五是沒能拆解墻內(nèi)插座里面的電線接頭，不了解并線施工情況；六是電線選用規(guī)格考慮得不全面，沒充分考慮電線的使用壽命和冗余。通過科學(xué)評(píng)估及對(duì)探究報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)生能更加積極主動(dòng)地拓展學(xué)習(xí)物理規(guī)律，提升動(dòng)手能力，嚴(yán)謹(jǐn)探究方案，優(yōu)化探究過程，形成更高質(zhì)量的探究報(bào)告。

研究基于深度學(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究能夠突破學(xué)科內(nèi)不同章節(jié)之間的界限，建立更完整的知識(shí)體系，有助于學(xué)生在生活中更好地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、研究問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，全面提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 翟應(yīng)品，劉安早.邁向深度學(xué)習(xí)的“學(xué)科主導(dǎo)類”綜合實(shí)踐活動(dòng)課程實(shí)踐：以物理學(xué)科主導(dǎo)類綜合實(shí)踐活動(dòng)為例［J］.現(xiàn)代中小學(xué)教育，2019（8）：23-27.

［2］? 翟應(yīng)品，湯金波.指向深度學(xué)習(xí)的物理主導(dǎo)綜合實(shí)踐活動(dòng)：以“家用電器待機(jī)功耗研究”活動(dòng)為例［J］.物理教師，2019（8）：39-42.

［3］? 郭華.深度學(xué)習(xí)及其意義［J］.課程·教材·教法，2016（11）：25-32.

［4］? 李劍，幺娜.警惕綜合實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)科化傾向［J］.中小學(xué)管理，2011（8）：13-14.

（責(zé)任編輯 黃春香）

［基金項(xiàng)目］本文系河北省教育裝備“十四五”規(guī)劃課題（冀教技術(shù)中心〔2023〕16號(hào)）實(shí)驗(yàn)教學(xué)專題課題“基于深度學(xué)習(xí)以物理為主導(dǎo)的綜合實(shí)踐探究”（課題序號(hào)：JYZB2204132）的研究成果。