摘 要：深度學(xué)習(xí)是落實(shí)核心素養(yǎng)的有效學(xué)習(xí)方式。本文以“認(rèn)識(shí)杠桿”中力臂概念的建構(gòu)為例介紹了在智慧課堂環(huán)境下如何利用自制教具進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的整體設(shè)計(jì)；從深度學(xué)習(xí)、課例的源起、深度學(xué)習(xí)過(guò)程、教學(xué)反思等層面對(duì)在智慧課堂環(huán)境下利用自制教具對(duì)力臂概念的建構(gòu)過(guò)程進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；力臂；建構(gòu)

1 深度學(xué)習(xí)

所謂深度學(xué)習(xí)，是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生關(guān)注有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的學(xué)習(xí)方式。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí)，理解學(xué)習(xí)的過(guò)程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)情感，讓學(xué)習(xí)成為學(xué)生的需求。［1］

在物理教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)在智慧課堂環(huán)境下利用自制教具能有效實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，利用智慧課堂可以讓學(xué)生自學(xué)不具有挑戰(zhàn)的知識(shí)，突破時(shí)空限制，在課堂中進(jìn)行深入探究，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。［2］下面就以滬科版八年級(jí)物理第十章第一節(jié)《科學(xué)探究：杠桿的平衡條件》“認(rèn)識(shí)杠桿”中力臂概念的建構(gòu)為例談?wù)劰P者的看法。［3］

2 課例的源起

2.1 現(xiàn)有教材的不足

力臂概念的建構(gòu)是初中物理杠桿部分教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，教材對(duì)力臂概念只提供了一張圖片（如圖1所示），沒(méi)有更加詳細(xì)地展開(kāi)。力臂的概念是教師灌輸給學(xué)生的。學(xué)生沒(méi)有經(jīng)歷力臂概念的建構(gòu)過(guò)程，沒(méi)有進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，只是機(jī)械地記憶和訓(xùn)練，難以形成物理觀念的形成。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)多種學(xué)習(xí)活動(dòng)提高學(xué)生物理觀念。［2］

圖1中標(biāo)出了與杠桿有關(guān)概念的名稱，請(qǐng)你通過(guò)此圖和下文明確這些概念的含義。

2.2 問(wèn)題的啟示

筆者在對(duì)現(xiàn)有教材不足的研究中，受人教社高中物理教材（甲種本）中插圖的啟發(fā)（如圖2所示），［4］結(jié)合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)自制了教具（如圖3所示）。由于力的作用效果主要取決于力的大小及作用點(diǎn)到力的作用線的距離，故筆者以杠桿支點(diǎn)為圓心制作一個(gè)圓盤(pán)，將杠桿和圓盤(pán)兩者相連，圓盤(pán)中按直徑大小不同畫(huà)同心圓，整個(gè)裝置能過(guò)以支點(diǎn)O為圓心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)在杠桿上放不同的鉤碼使圓盤(pán)靜止的情況是比較復(fù)雜的，故教師進(jìn)行教學(xué)時(shí)要利用自制教具多次實(shí)驗(yàn)，分析歸納，引導(dǎo)學(xué)生建立力臂概念，實(shí)現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

3 深度學(xué)習(xí)過(guò)程

3.1 課前推送微課，學(xué)生自主學(xué)習(xí)

課前利用智慧課堂推送微課，將淺層的、簡(jiǎn)單的內(nèi)容前置。學(xué)生在微課中可以先簡(jiǎn)單地認(rèn)識(shí)杠桿，初步建立杠桿以及杠桿五要素中的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力的概念。因?yàn)楦拍钕嚓P(guān)內(nèi)容學(xué)生很容易建立，所以設(shè)置課前內(nèi)容，讓學(xué)生自學(xué)，教師評(píng)價(jià)。讓力臂概念在課中學(xué)習(xí)，同時(shí)讓知識(shí)形成有一定的自主邏輯關(guān)系，形成學(xué)科素養(yǎng)。

3.2 課中利用自制的教具進(jìn)行深度學(xué)習(xí)

基于智慧課堂同屏展示使用自制教具的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在器材上加貼白板墻貼，記錄實(shí)驗(yàn)探究的思維過(guò)程，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和思維的可視化。

提出問(wèn)題：對(duì)杠桿施加動(dòng)力和阻力，能否使杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)？

探究1：杠桿的平衡和與力的作用點(diǎn)是否有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)操作：對(duì)杠桿施加動(dòng)力和阻力，分別在A、B、C點(diǎn)掛鉤碼，使杠桿保持同一位置靜止，發(fā)現(xiàn)要么改變鉤碼數(shù)量，要么就不平衡（如圖4所示）。

初步結(jié)論1：杠桿保持同一位置靜止時(shí)與力的作用點(diǎn)有關(guān)。

探究2：杠桿的平衡和與力的方向是否有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)操作：對(duì)杠桿施加動(dòng)力和阻力，使杠桿保持同一位置靜止，在B點(diǎn)掛鉤碼并改變力的方向，杠桿傾斜，無(wú)法使杠桿保持同一位置靜止（如圖5所示）。

初步結(jié)論2：杠桿保持同一位置靜止時(shí)與力的方向有關(guān)。

探究3：杠桿的平衡與力的作用點(diǎn)是否有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)操作：對(duì)杠桿施加動(dòng)力和阻力，分別在B、H、I點(diǎn)掛鉤碼（一條豎直線），記錄每個(gè)力的示意圖，發(fā)現(xiàn)杠桿仍能保持平衡（如圖6所示）。

初步結(jié)論3：杠桿保持同一位置靜止時(shí)與力的作用點(diǎn)無(wú)關(guān)（與初步結(jié)論1矛盾）。

探究4：杠桿的平衡與力的方向是否有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)操作：對(duì)杠桿施加動(dòng)力和阻力，保持力的大小不變，改變力的方向，記錄每個(gè)力的示意圖，發(fā)現(xiàn)杠桿又是平衡的（如圖7所示）。

初步結(jié)論4：杠桿保持同一位置靜止時(shí)與力的方向無(wú)關(guān)（與初步結(jié)論2矛盾）。

引導(dǎo)：綜合上述幾次實(shí)驗(yàn)，作出各個(gè)力的力的作用線并作支點(diǎn)到力的作用線的距離，找找他們的共性。

現(xiàn)象：支點(diǎn)到這些力的作用線的垂直距離都相等（如圖8所示）。

教師強(qiáng)調(diào)支點(diǎn)到力的作用線的距離有特殊的物理意義。物理中將支點(diǎn)到這些力的作用線的垂直距離稱為力臂。

3.3 課后推送

限時(shí)作業(yè)：畫(huà)力臂，利用智慧課堂提高效率，提質(zhì)增效。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課借助于智慧課堂，把淺層的、易懂的內(nèi)容，如支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力等前置，讓學(xué)生自學(xué)，通過(guò)進(jìn)階練習(xí)掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在課堂中基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，把學(xué)習(xí)難點(diǎn)分解為一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)，降低了學(xué)習(xí)的難度，通過(guò)智慧課堂同步展示，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，逐步引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)力臂的概念，突出了重點(diǎn)、突破了難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

［1］劉月霞，郭華.深度學(xué)習(xí)：走向核心素養(yǎng)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2018：32.

［2］中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：15，56-57．

［3］廖伯琴.義務(wù)教育教科書(shū) 物理 八年級(jí) 全一冊(cè)［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2012：184-185．

［4］張同恂，方玉珍，馬叔.高級(jí)中學(xué)課本 物理（甲種本） 第1冊(cè)［M］.北京：人民教育出版社，1983：197-201．