基于深度学习的初中物理教学实践

摘要：课程改革以来，课堂教学发生了很大的变化，但课堂中学生活动表面化、浅层次的学习状态依然存在.我们认为教学绝不仅仅是知识传递，而是实现学生的全面发展.因此帮助学生在知识学习中形成核心素养成为教学的首要任务.本文以案例为基础，展示基于“深度学习”的教学策略的实践.

关键词：深度学习;核心素养;教学案例

文章编号：1008-4134（2019）20-0037中图分类号：G633.7文献标识码：B

作者简介：马山（1972-），男，北京顺义人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.

新一轮基础教育课程改革实施以来，课程改革的方向得到了普遍认同，课程改革的理念已经深入人心，课堂教学发生了积极变化，但课堂中学生活动表面化、浅层次的学习状态依然存在.我们必须意识到：教学绝不仅仅是知识传递，而是实现学生的全面发展.因此，帮助学生在知识学习中形成核心素养，成为教学的首要任务.

1深度学习的内涵

深度学习是针对实践中存在大量的机械学习、死记硬背、知其然而不知其所以然的浅层学习现象而提出的，指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程.在此过程中，学生掌握学科的核心知识，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、积极的态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神的学习者.

2实现深度学习的策略

2.1创设问题情境，激发学习动机

有意义的学习活动总是凭借一定的教学情境来实施的，学生对知识的感悟、乃至素养的提升也只有在与情境的互动中才能达成.深度学习是让学生主动将自己原有的认知纳入到新情境中构建自己对新情境的认识，这就需要加强物理知识与真实情境的相关性，既能在真实情境中教给学生知识，又能用所学知识解决真实情境中的问题.学生内在学习动机很大程度上体现在学习兴趣上，通过创设真实情境，引发学生学习兴趣进而引发学生积极主动的学习.

案例1瞬间长大的鱼：在讲生活中的透镜时，需要学生了解生活中有哪些常见的透镜，而这些透镜大多是一些光学仪器的镜头，平时学生较少接触这些器材，有陌生感，笔者利用小魔术：瞬间长大的小鱼，使学生意识到透镜不一定是打磨好的镜头，它可以就在我们身边，使学生亲切又兴趣盎然地进入下一步学习.

案例展示：

师：同学们，我来给大家变个小魔术吧！

生：好！

师：这是一个方鱼缸，鱼缸里有一条小金鱼，大家看好，注意鱼的大小.（搬上一个圆鱼缸）看清啊，我可要变了，变！怎么样？

生：鱼变大了！

师：小鱼怎么会这么快长大呢？谁能揭开这个谜底？

生：鱼缸是球形的，相当于凸透镜，有放大作用，所以鱼看起来就大了.

师：圆鱼缸相当于透镜，生活中还有各种各样的透镜，今天我们就一起走进透镜的世界.引入“生活中的透镜”.

案例2抓不起来的碗：摩擦现象在生活中普遍存在，但如果学生不善于观察和思考，他们很可能不去关注这些现象和它们产生的原因，讲摩擦力一节时，通过抓碗游戏，让学生亲身体验摩擦现象，并为影响摩擦力大小的教学埋下伏笔，一举两得.

案例展示：

师：我们先来做两个小游戏.这有两只普通的碗，我请两位同学上来，看看他们谁能很快地把碗抓起来.

生：（一男一女先后走上讲台，女生很容易抓起，男生却抓不起来）

师：一个大男生怎么连个小碗都抓不起来呀？

生：碗上有油.

师问女生：你抓的碗上有油吗？

生：没有.

师：想一想，没油的碗好抓，有油的碗不好抓，为什么？……

师：这和摩擦有关，我们今天就一起学习与摩擦有关的知识.

创设情景中的“情”的含义就是“营造情感氛围，形成学习心向.”孔子曰：“不愤不启，不悱不发”.“愤”是学生对某一问题正在积极思考，急于解决而又尚未搞通时的疑难状态;“启”则是教师对学生思考问题的方法适时给以指导;“悱”是学生对某一问题有了一定的思考，但尚未成熟，处于想说又难以表达的一种疑难状态;“发”是教师帮助学生明确思路，弄清问题，然后用比较准确的语言表达出来.通过精心设置情境，使学生不断产生“情理之中，意料之外”的感觉，形成认知冲突，调动学生求知欲，激发学习动机.

案例3怎样才能了解风：在讲磁体周围的磁场时，因为磁场既看不见也摸不着，所以如何描述磁场成为整节课的关键点.我们首先利用学生熟悉的“风”创建问题情境，通过引导学生思考如何感知并描述“風”的方向和速度，然后利用类比的方法引导学生利用小磁针观察并描述磁场.根据熟悉的情景为新知的学习搭一个台阶，使学习者进入一种轻松、有序的认知活动中，是一种巧借力的典型方法.

案例展示：

师：演示（如图1所示），用两个电吹风（电吹风隐藏）吹风.

师：凹槽内吹什么风？

生：沉默……

师：我们看不见风，利用什么方法可以观察到风？

生：利用小红旗，看红旗的飘扬情况.

师：演示在凹槽内不同位置插小红旗.

师：凹槽内吹什么风？

生：旋风……

师：给你一支粉笔，能在黑板上把风画出来吗？

生：用粉笔在黑板上画了个椭圆.

师：能反映出风的方向吗？

生：再加几个箭头.

师：板书：风红旗磁场？

生：利用风对红旗的作用可以研究风的性质，怎样研究磁场的性质呢？

创设情境中的“境”的含义就是“提供认知背景，促成意义建构.”通过精心设置情境，给学生提供思维的空间，引导学生自主探究学习，使学生的科学观念在思维的碰撞中形成和发展.

2.2关联已有经验，建构新的知识

深度学习倡导基于已有经验，联想已有知识.使知识与经验建立关联，并通过加工形成新的知识.并整合到原有的知识结构中，从而引起对新知识的理解、保持及应用.也就是说，学生经验与知识不是对立的，而是相互关联的，教师要找到它们的关联处、契合处，通过引导学生主动“联想与结构”的活动，让学生的经验凸显意义，让外在于学生的知识与学生的经验建立起联系，使经验与知识相互滋养，成为学生自觉发展的营养.

案例4“力臂”概念的建立

力臂既是探究杠杆平衡条件的基础，也是杠杆分类的依据之一，所以如何引导学生成功而准确地建构力臂，是教学的重点和难点.教学中应创设必要的情境，突出事例的本质特征，为学生抽象概念奠定坚实的基础.例如：学生提出力的大小、力的方向和力的作用点影响杠杆的转动状态后，利用实验创设如下情景，引导学生思考、分析，逐步建构力臂的概念.

第一环节

问题：只改变力的作用点，杠杆的状态改变吗？

实验：如图2所示，保持杠杆左边部分不变，将右边的4个钩码绕过定滑轮，移到15cm处再松手后观察现象.分别固定在三点时，杠杆仍然保持平衡不变.

思考：这三点有怎样的关系才能使杠杆保持平衡？

建构：沿力的方向通过力的作用点的直线叫做力的作用线.

结论1：作用在同一作用线上的大小相等的力可以使杠杆保持平衡.

第二环节

问题：改变力的方向，杠杆的状态改变吗？

实验：如图3所示，保持杠杆左边部分不变，保持右边力的作用点不变，改变右边力的方向时，杠杆仍然保持平衡不变.

思考：这两条线有怎样的关系才能使杠杆保持平衡？

建构：可见支点到力的作用线的距离是个有意义的量，如图4所示.

结论2：从支点到力的作用线的距离叫力臂.

2.3基于真实情境、迁移深化知识

教师的主要任务不是只教给学生知识，是要教给学生知识背后的深层含义，即思维方式和价值取向，引导学生学会分析问题，积极主动建构新的认知，对真实情境和问题能够深度思考并提出自己的见解，并且面对问题能提出创造性的解决方法.在真实情境和问题解决中培养学生洞察、分析、评估的思维过程，引导学生在反思的过程中改进，对真实的情境和问题提出具有探索性和深刻的质疑.深度学习重视学习的迁移运用和问题解决.深度学习要求學习者对学习情境的深入理解，对关键要素的判断和把握，在相似情境能够做到“举一反三”，也能在新情境中分析判断差异并将原有思路迁移运用.如不能将知识运用到新情境中来解决问题，那么学习者的学习就只是简单的复制、机械的记忆和肤浅的理解，仍停留在浅层学习的水平上.

实验是研究物理问题的一种最基本方法，是理解物理现象的一种重要手段.所以说物理实验在概念的应用中具有不可替代的作用，利用实验的直观性，可加深对物理概念的记忆;利用实验的可操作性，可培养学生的创造思维能力;利用实验的可信性，可检验和肯定对概念的认识.教学过程中要引导学生学会用实验释疑解惑，创造条件引导学生通过物理实验深化对物理概念的理解，努力把学生培养成善思会做的实践型人才.

案例5桥墩受不受浮力

活动：如图5所示，展示水中的“桥墩”等情景

问题：长江大桥的桥墩受浮力吗？（学生的分歧非常明显）

评价：你得出结论的依据是什么？（几乎没有学生能提出有意义的方案）

演示1：蜡块的“浮”与“不浮”，如图6所示.

（1）将蜡块放入水槽中，蜡块漂浮在水中;

（2）将蜡块压入水底，蜡块上浮;

（3）换一面压入水底，蜡块不浮起来.

问题：蜡块什么时候“浮”，什么时候“不浮”呢？

演示2：物体的“浮”与“不浮”，如图7所示.

（1）将物块放入水槽中，物块漂浮在水中;

（2）将物块放入双缸水槽底部，并向双缸水槽中加入水;

（3）水没过物块，物块也不上浮.

问题：为什么下层缸水满了才浮起来？

演示3：浸入水中的橡胶膜的形变程度不同，如图8所示.

问题：各个方向橡胶膜形变程度不同说明了什么？

归纳：（1）各个方向橡胶膜形变程度不同说明各表面受到水的压力不同;

（2）浮力就是浸入液体中的物体受到的压力的合力;

（3）浮力就是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差.

情景：回顾情景、思考问题、建构知识，如图9所示.

问题：（1）什么时候物块才能浮起来？

（2）下层水缸水不满时，物块为什么不能浮起来？

（3）蜡块何时浮，何时“不浮”？

（4）大桥的桥墩受不受浮力？

结论：由于大桥的桥墩修在河床下面，即桥墩下表面不与水接触，所以桥墩不受浮力.

案例分析：学生的学习活动不应是那些无关联的碎片性信息的体验，而应是构建有内在关联的知识与经验形成新的经验与新的知识，同时体会人类历史发展中实践过程和方法的精华.因此，学生的深度学习不是记忆大量的事实，而是要通过主动活动去体会知识的发生、发展过程，把握知识的本质.知识的本质需要通过典型的深度活动的加工来把握知识的本质.一旦把握了知识的本质便能够辨别所有的变式，举一反三中的“一”就是本质，基本概念.所以，把握本质需要学生对学习对象进行深度加工，这是深度学习要特别重视的地方.

本节课中教师不断地追问学生判断受到浮力的依据是什么，目的是帮助学生从感性体验通过思维加工内化成理性认识，从而得出“下沉和沉底的物体受浮力，埋入河床的桥墩不受浮力”的结论，并引导学生评价判断不同研究方法的局限性，通过将体验获得的经验转化为“实证”的过程，得出了产生浮力的条件、测量浮力的方法等知识.而且经历了知识的生成和发展过程，体会了科学的研究方法，培养了科学探究和科学思维能力.

本案例中教师设计了四个环环相扣的实验和活动，并提出系列性的问题，帮助学生将碎片性的经验信息和已有的知识相关联，构建形成新的经验与知识以及知识发展过程中的思维方法.当教师提出“长江大桥的桥墩是否受浮力”的问题后，由于和学生的生活距离比较远，学生根本就没有任何经验，只是凭着个人感觉在猜测.但教师继续追问“你得出结论的证据是什么”的时候，几乎所有的学生都陷入了沉默，但从学生渴望的眼神中可以看出，他们探求的欲望已被激发.演示“蜡块浮与不浮”的实验是为了引导学生发现桥墩的状态与沉底物体状态的不同，帮助学生建立桥墩的模型;通过双缸实验帮助学生梳理、分析“不浮蜡块”模型所涉及的结构和要素，为解释“蜡块不浮”搭建平台;通过四面體实验建立浮力与液体压强的关系，在教师的引导下，认识到浮力产生的本质原因是液体对物体压力的合力.在这个逐渐认识浮力产生原因的过程中，学生的科学思维得到充分的发展.学生的学习真正发生，提升了学生核心素养.

通过实践，学生学习的积极性得到较大提升，有更多的学生主动观察生活中的现象，并与所学的物理知识相联系，解释生活现象、解决实际问题.学生的思维活跃度和探究能力有明显提升，更多的学生不再是被动的接受，而是能主动的质疑，并能设计方案主动获取、建构知识，在建构知识的过程中体会获取知识的方法，提升实践能力和科学素养.

参考文献：

[1]朱连云.导向深度学习的教学变革[J].人民教育，2019（Z1）：62-65.

[2]郭华.深度学习与课堂教学改进[J].基础教育课程，2019（Z1）：10-15.

[3]陈运保，杨换换.中学物理知识深度学习教学策略的研究[J].湖南中学物理，2018，33（10）：1-3.

[4]安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014，34（11）：57-62.

[5]马朝华，荆宝生.“深度学习”及其教学设计[J].中学物理，2015，33（24）：51-53.

（收稿日期：2019-05-31）