朱 祥

(蘇州市吳江區(qū)莘塔中學,江蘇 蘇州 215213)

深度學習最早是機器學習領域的一個術語,它是一個不斷變化的概念,國內外學者從不同角度對其進行了界定與研究．本文所指的深度學習,是指在教師引導下,學生圍繞著具有一定深度的學習任務,積極參與、體驗,獲得思維發(fā)展的有意義的學習．深度學習并不排斥淺層學習,它們是一個連續(xù)的統(tǒng)一體．深度學習更關注學生的過程性思考與理解建構,本質特征是高階思維的培養(yǎng)．而在認知領域,記憶、理解是低階思維,應用、分析、評估和創(chuàng)造則是高階思維．

立足于常態(tài)課堂,基于深度學習的理念,讓深度學習發(fā)生在常態(tài)課堂,能更好地、更持久地讓學生掌握學科的核心知識,理解學習的過程,把握物理學科的特征和思想方法,提升學生的核心素養(yǎng)．讓常態(tài)的課堂教學,從關注知識傳承到更關注知識創(chuàng)新的學習．有學者提出,目前,初中物理教育最大的問題,是如何把先進的理念落實在常態(tài)的課堂,如何改變常態(tài)課堂主要進行單純的物理知識獲取與記憶,如何實現(xiàn)學生在常態(tài)課堂上進行理解、應用、分析、評估、創(chuàng)造等高階思維的深度學習．本文將從導入設計、情境創(chuàng)設、評價反饋等3個方面,闡述在深度學習理念下的常態(tài)課堂教學實施策略．

1 設計深度導入,引發(fā)高階思維活動

課堂教學有多種目標,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、人文精神、思辨能力、多元視角、包容品質等等．這些都重要,但用什么來撬動呢?是意愿．所以說,提升學生的研究興趣和能力,是常態(tài)課堂的首要目標．深度學習的前提必然是學生對學習內容有興趣,學習動機被激發(fā)．設計深度導入,首先要有趣味．不過,片面地、低層次地迎合學生們所喜歡的圖片、音樂、視頻、魔術等,所帶來的是“娃哈哈”的短暫活潑,學生雖然產生了興趣,卻很難激發(fā)思維活動的開展．因此,常態(tài)物理課堂,要挖掘教學內容的深層內涵,在兼顧學生學習興趣的同時,提出具有一定挑戰(zhàn)性的問題,讓學生想知道,可一時又不知其所以然．調動學生的好奇心和學習動機,激發(fā)學生思考,從而引發(fā)學生思維活動．例如,蘇科版8年級上冊“光的折射”一課,常見的導入是,首先復習光在均勻介質中的傳播和光的反射定律,然后通過實驗,演示光從空氣斜射入水中,光的傳播路徑會發(fā)生偏折,在激發(fā)學生學習興趣后,進入新課教學．然后,通過實驗研究包括光的折射現(xiàn)象、光從空氣進入水(或玻璃)中的物理規(guī)律、光路可逆,最后用光的折射特點來解釋現(xiàn)象．這樣的課,有著明晰的教學過程,也可以有令人信服的實驗或輔助手段,然而,這樣的課,很難激發(fā)學生高階思維的開展,學生只是在教師設計好的流程中,完成識記與理解的低階思維活動．

學生的學習是“深度”還是“淺度”,應從學生“學”的角度來看,而不是教師“教”的角度．在新課導入后,要看學生思維活動,是否能得到激發(fā);要看學生是否主動找方法尋結論;要看學生是否主動地將新舊知識加以關聯(lián),進而評估批判．

圖1

“光的折射”這節(jié)課,不妨設計如下的深度導入．如圖1,實驗演示插入水中的手指,水中的手指看上去“向上”縮短．再通過幾個學生體驗,如碗中硬幣“向上”浮;側面觀察水中筆“向上”彎折等．提出問題:為什么水中的物體從側面看上去,都不約而同地“向上”了?與激發(fā)學習興趣相比,保持學習興趣,促進學生思維活動的開展,更能促使學生主動學習．在教學中,學生對于光從空氣射入水中的傳播規(guī)律,是易于接受的．但也正由于學生們的思維慣性,光由空氣折射入水后,“向下”偏折．引發(fā)了學生的認知沖突,即折射光“向下”與所見物“向上”的沖突．從而能使學生主動控究與深入思考．

再例如,蘇科版8年級下“浮力”一課,其深度導入設計如下．比較圖2和圖3這2幅畫,哪幅圖更接近事實?

圖2

這個直觀簡潔的新課導入后,學生在產生學習興趣的同時,觀察與比較等物理學習活動必將隨之而來．此時,學生對學習材料迅速產生思維活動,對圖片會主動地進行仔細觀察,并有了自己的初步想法:浮力與物體浸入水中的體積有關．進而想與同伴進行交流,以及對學伴的觀點進行分析比較.這樣,高階思維活動被激發(fā),學生在感受學習樂趣的同時,更想去感悟、探究其中的物理道理:怎么把浸入的“體積”這一物理量,與“浮力”這一物理量進行關聯(lián)．這樣,學生在已有認知的基礎上,能夠批判地學習新思想和事實,并將它們融入原有的認知結構中,能夠在眾多思想間進行聯(lián)系,并能夠將已有的知識遷移到新的導入中,做出決策和解決問題．

2 創(chuàng)設真實情境,培養(yǎng)高階思維能力

深度學習是學習者以淺層學習為邏輯基點,主動深入思考和深入探究學習內容．[1]深度學習,需要根據(jù)教學目標,教學重點、難點,以及學生已有的知識和經驗,創(chuàng)設情境．情境的創(chuàng)設,是解決“如何學”,解決在深度學習中,培養(yǎng)高階思維能力．學生在創(chuàng)設的真實情境中,通過分析、解釋、舉例、表達、解決在已有知識基礎上,創(chuàng)造對新知識的建構．

圖4

例如,蘇科版9年級上“歐姆定律及應用”的復習課,“應用”,這一復習教學的重點難點,可以用新奇的小元件——“熱敏電阻”創(chuàng)設情境,使學生在突破學習難點中獲得奇趣體驗,并能使學生保持主動學習的良好狀態(tài)．學生將桌上的電子元件與小燈泡一起組成串聯(lián)電路,觀察小燈泡的發(fā)光情況,然后分別將該電子元件浸沒在熱水和冷水中(停留十幾秒鐘),對比觀察小燈泡的亮暗．學生觀察到熱水中時燈泡較亮,并且能夠說明通過燈泡的電流變大,是因為元件電阻變小的原因．之后,教師出示一個連接好的電路,其電路圖如圖4所示,是一個簡單水溫表電路．所用電源兩端的電壓為6V保持不變,R0是阻值為5Ω的定值電阻,R為銘牌上標有“10Ω 1A”的滑動變阻器,Rt是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖像如圖5所示．電流表采用“0～0.3A”的量程．

圖5 阻值隨溫度變化曲線圖

閉合開關后,向Rt上擦一些常溫的酒精,并用扇子對著Rt扇風,師問:將會觀察到電流表示數(shù)如何變化?學生通過低階思維完成解答后,師再問:為了能測量0～100℃的水溫,且當水溫達到100℃時,要求電流表的示數(shù)達到最大值,則滑動變阻器接入電路中的電阻應調為多少Ω? 0℃應該與電流表刻度盤的多少A位置對應?此時,學生的思維活動進入理解應用階段,會把電流表的刻度與指示的溫度示數(shù)建立對應聯(lián)系．最后,教師讓某一名學生用手握緊熱敏電阻,在真實的情境中,讀出電流表的示數(shù),讓學生思考,此時,該學生的手心溫度大約是多少℃?深度學習是基于理解的學習．理解性認知不僅可以在原有的知識基礎增添新的要素,還可以幫助學習者具有不同情境中的靈活處理能力、推理及批判能力．[2]在上述真實的情境中,學生將已有的知識在新的問題情境中遷移應用,將促進學生學習能力的提高,高階思維能力的發(fā)展,包括知識學習的批判理解、學習內容的有機整合、學習過程的建構反思、學習的遷移運用和問題解決、創(chuàng)造性地解決現(xiàn)實問題等．

3 關注評價反饋,提升高階思維能力

圖6

常態(tài)課堂教學,更多的時候,教師與學生分享的是學習結果,也是常態(tài)教學期望達成的.這有利于課堂學習行為的監(jiān)控．但這并不能成為忽視教學過程中的評價反饋的理由．持續(xù)性評價反饋是檢驗學生是否達到深度學習的一種重要方式．關注評價反饋,能幫助教師改進學生的學習過程．當評價反饋關注學生的學習過程而非最終成果時,評價反饋就會極大地促進學生的深度學習．例如,課堂上學生對串聯(lián)電路電流規(guī)律進行研究,如圖6所示．學生用電流表分別測出如圖中A、B、C、D 4處的電流大小,得出在串聯(lián)電路中,電流處處相等的結論．教師引導學生互評:這個結論具有偶然性．那么為了進一步探究串聯(lián)電路電流大小的關系,總結普遍規(guī)律,下一步的操作應該是什么?此時,學生就會把物理思想與物理方法進行遷移．從而提出“換用不同規(guī)格的燈泡,再次測量A、B、C、D 4處的電流”的建議．

然而,深度學習更要關注學生的高階思維能力的提高,注重評價反饋在學生學習中的價值．上述問題的解決,對于9年級的學生,談不上是創(chuàng)造性地解決問題．當然,我們還必須明確,深度學習也不是無限增加知識數(shù)量、學習難度更大學科知識的學習．[3]在常態(tài)教學實踐中,有學生會提出,當閉合開關后,觀察到燈泡L2比燈泡L1要亮一些,會不會在串聯(lián)電路中,越靠近電源正極的燈泡越亮呢?類似這個想法的提出,問題并不難,但卻表明學生在深度學習中．因為高階思維是以創(chuàng)造性、開放性為主,又不游離于主題之外的．教師關注評價反饋,可以隨機邀請幾位學生對此進行點評,指出問題的價值和解決方案．

再例如,課堂教學中,用打氣筒給自行車胎打氣時,筒壁的溫度會升高．對此,學生經過思考,主要有兩種觀點：(1) 打氣時活塞壓縮氣體做功,氣體內能增大,溫度升高,發(fā)生熱傳遞,使筒壁溫度升高；(2) 活塞與筒壁摩擦生熱,使筒壁內能增大,溫度升高．究竟哪種原因是主要的,學生們的思維是怎樣的呢?這就要求教師在深度學習理念的引領下,引導學生積極體驗,持續(xù)關注評價反饋,尤其要鼓勵學生學會反思總結與評價交流．

方案1.用打氣筒向車胎內打氣10次(每一個往復為1次)后,用手觸摸筒壁,感覺溫度變化情況．然后,打開車胎氣門放掉適量空氣,待筒壁溫度降至室溫時,向氣筒內壁加少量潤滑油,再向車胎內打氣10次后,用手觸摸筒壁,感覺溫度變化情況．學生評價反饋:活塞與筒壁間的摩擦本來就不會太大,采取添加潤滑油試圖減小摩擦的做法不能達到實驗的目的．

方案2.用打氣筒向車胎內打氣10次(每一個往復為1次)后,用手觸摸筒壁,感覺溫度變化情況．然后,從車胎上取下打氣筒,待筒壁溫度降至室溫時,打氣10次(導氣管夾頭露于空中) 后,用手觸摸筒壁,感覺溫度變化情況．評價反饋:如果這兩種情形下氣筒壁溫度差不多,則說明活塞與筒壁摩擦生熱,是筒壁溫度升高的主要原因;如果第二次筒壁溫度明顯高于第一次筒壁溫度,則說明活塞壓縮氣體做功是筒壁溫度升高的主要原因．

關注評價反饋,讓常態(tài)課堂實現(xiàn)學生高階思維的能力提升,讓深度學習的學習者,通過評價反饋,追求知識的理解并使已有的知識與特定教材的內容進行批判性互動,探尋知識的邏輯意義,形成積極的內在學習動機和以高階思維為主要認知活動的持續(xù)性學習過程．

綜上所述,深度學習理念下的常態(tài)課堂教學,符合新課標“發(fā)展學生核心素養(yǎng)”的理念．通過深度學習,讓學生從碎片化學習到系統(tǒng)化學習;讓課堂教學從重結果到關注過程;讓思維活動從低階到高階．課堂教學活動實現(xiàn)學生學習物理從借鑒、傳承到質疑、批判、創(chuàng)新．課堂定位從知識立意走向思維、能力立意,尋找思維激發(fā)、思維品質培養(yǎng)、高階思維能力提升的途徑與方法．深度學習的常態(tài)課堂,讓學生在體驗中感知,伸展思維的深刻;在交往中理解、發(fā)展思維的批判性;在探究中應用、舒展思維的靈活性,促進邏輯推理和知識建構．