耿健

摘要：物理學(xué)作為一門自然學(xué)科，以實(shí)驗(yàn)為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)不僅作為一種物理研究方法，而且作為一種物理教學(xué)思想，一直占據(jù)初中物理教學(xué)極其重要的位置。深度學(xué)習(xí)是一種提倡主動(dòng)批判，構(gòu)建情境的有意義學(xué)習(xí)，揭示了對(duì)學(xué)習(xí)本質(zhì)的一種認(rèn)識(shí)。本文在把握深度學(xué)習(xí)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)概念內(nèi)涵、主要特征的同時(shí)，闡述在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中深度學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)作用，并著重分析了認(rèn)知理論中的建構(gòu)主義、情境認(rèn)知理論對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和影響。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)認(rèn)知理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著新課改的深入，各學(xué)科的教學(xué)都相應(yīng)有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，都在積極進(jìn)行教學(xué)改革，初中物理學(xué)科也是如此。要想實(shí)現(xiàn)新課標(biāo)的要求，物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要。然而，有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)局限在表象學(xué)習(xí)，沒有開展深層次的學(xué)習(xí)活動(dòng)。在新課改的背景下，學(xué)生最終要解決現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜問題，需要在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中通過深度整合實(shí)驗(yàn)信息，深度挖掘復(fù)雜原理、深度感悟內(nèi)在聯(lián)系，從而在問題情境中構(gòu)建個(gè)人的實(shí)驗(yàn)探究知識(shí)體系。而如何有效協(xié)助學(xué)生解決實(shí)際問題已迫在眉睫，一種重要而又有效的教學(xué)方式和理念——深度學(xué)習(xí)在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。本文以滬科版八年級(jí)《物理》第六章第五節(jié)《影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素》為實(shí)驗(yàn)案例，談一談改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)生機(jī)制和環(huán)境條件，以期能夠更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。下文在分步闡述深度學(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵以及主要特征的同時(shí)，著重從認(rèn)知科學(xué)的理論角度來(lái)探討深度學(xué)習(xí)理念對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)和支持。

一、深度學(xué)習(xí)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的概念內(nèi)涵

隨著深度學(xué)習(xí)理念的推廣，國(guó)內(nèi)的專家學(xué)者們也逐漸加強(qiáng)了相關(guān)研究。深度學(xué)習(xí)的概念由黎加厚教授率先闡述，他認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在內(nèi)容理解的基礎(chǔ)上，能夠主動(dòng)批判地學(xué)習(xí)新知識(shí)和技能，并能夠融合原有認(rèn)知構(gòu)建新的知識(shí)體系，或能夠聯(lián)系多種情境在新的問題情境中遷移運(yùn)用原有的知識(shí)，將已有知識(shí)遷移運(yùn)用到新的問題情境中，最終得出新的結(jié)論或解決新的問題的學(xué)習(xí)。作為一種主動(dòng)批判、情境構(gòu)建式的學(xué)習(xí)方式，深度學(xué)習(xí)同時(shí)能夠有效地實(shí)現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)。當(dāng)物理中出現(xiàn)現(xiàn)象或問題時(shí)，通過操作實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生疑惑的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚶斫獾氖聦?shí)，在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在解決問題的同時(shí)發(fā)現(xiàn)新的現(xiàn)象，進(jìn)而超越思維提高能力，這就是初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于身邊常見的摩擦現(xiàn)象，學(xué)生根據(jù)自己的生活體驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，逐步認(rèn)識(shí)到摩擦力的存在;通過實(shí)驗(yàn)知道摩擦力尤其是滑動(dòng)摩擦力受到壓力和接觸面粗糙程度的影響。?本實(shí)驗(yàn)在課程標(biāo)準(zhǔn)中列為學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)之一，所以老師不能僅僅在課堂上做做演示，而要?jiǎng)?chuàng)造條件，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作完成。

二、深度學(xué)習(xí)核心特征在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的表現(xiàn)

主動(dòng)批判、深刻理解是深度學(xué)習(xí)的核心特征。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)在理解實(shí)驗(yàn)基本原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行批判性的學(xué)習(xí)。教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟或現(xiàn)象保持一種發(fā)散或創(chuàng)新的態(tài)度。教師應(yīng)結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)比給出問題：“滑動(dòng)摩擦力的大小可能和哪些因素有關(guān)呢？”鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考和相互討論，積極發(fā)表自己關(guān)于這個(gè)問題的“猜想和假設(shè)”。

信息相互整合是深度學(xué)習(xí)特別強(qiáng)調(diào)的。首先要注意不同學(xué)科知識(shí)之間、不同渠道信息之間的整合，尤其是新舊知識(shí)和信息之間學(xué)生的分類整合。實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過探究彈力、重力大小影響因素的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)抓住核心實(shí)驗(yàn)思想，引導(dǎo)學(xué)生思考拉力、推力或運(yùn)動(dòng)方式是否會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力，結(jié)合長(zhǎng)程兩段思想，為下一章二力平衡知識(shí)做好鋪墊，信息前后整合。

遷移運(yùn)用是深度學(xué)習(xí)著重強(qiáng)調(diào)的。這就要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理有深刻的理解，對(duì)重要步驟有思考和感悟，最終在同類實(shí)驗(yàn)中將方法靈活運(yùn)用，或在新的實(shí)驗(yàn)情境中找出不同的方法，建構(gòu)新的實(shí)驗(yàn)方法并遷移運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生在以往生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，會(huì)注意到發(fā)生在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)接觸面上的摩擦力，隨后引導(dǎo)學(xué)生積極思考，小組共同討論，提出猜想：影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有接觸面粗糙程度、接觸面之間的壓力等，同時(shí)遷移前面的實(shí)驗(yàn)思想，適時(shí)強(qiáng)調(diào)“控制變量法”在研究多因素問題中的應(yīng)用。

面向問題解決是深度學(xué)習(xí)的最終目的。讓學(xué)生能夠解決現(xiàn)實(shí)中的復(fù)雜問題是深度學(xué)習(xí)的一個(gè)重要目的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師應(yīng)要求學(xué)生嘗試?yán)脤?shí)驗(yàn)探究所得結(jié)論去解釋生活中的實(shí)際問題，將學(xué)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行外化的表達(dá)，這正是深度學(xué)習(xí)的體現(xiàn)和要求。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，為什么拉動(dòng)以后測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)略微變小？如何才能做到勻速直線拉動(dòng)？如何對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)？這些都是學(xué)生需要解決的實(shí)際問題。

三、深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知理論基礎(chǔ)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

從深度學(xué)習(xí)的概念、內(nèi)涵及特征來(lái)看，元認(rèn)知理論、分布式認(rèn)知理論、構(gòu)建主義理論和情境認(rèn)知理論這四個(gè)認(rèn)知理論在深度學(xué)習(xí)理論的研究中有很重要的地位。本文有關(guān)深度學(xué)習(xí)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)和支持作用將分別從建構(gòu)主義理論、情境認(rèn)知理論兩個(gè)角度探析，希望能夠?qū)握{(diào)、統(tǒng)一的教學(xué)方式變換為能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，強(qiáng)化思維能力的實(shí)驗(yàn)課堂，更好地突出學(xué)生的主體地位。實(shí)驗(yàn)操作的過程中，為了讓學(xué)生能夠?qū)ξ锢砀拍詈徒Y(jié)論有更好的運(yùn)用，應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和解決問題的能力。

1.建構(gòu)主義理論在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

主動(dòng)的、構(gòu)建的、積累的、目標(biāo)導(dǎo)向的、批判的和反思的是構(gòu)建主義者認(rèn)為學(xué)習(xí)應(yīng)具備的六條核心特征，典型的構(gòu)建主義學(xué)習(xí)應(yīng)該具備這六條特征。

物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是學(xué)生主動(dòng)地構(gòu)建實(shí)驗(yàn)探究體系的過程，反復(fù)的雙向作用也發(fā)生在新舊實(shí)驗(yàn)研究之間。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)引發(fā)學(xué)生已有的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新的實(shí)際實(shí)驗(yàn)問題產(chǎn)生聯(lián)系和差異，進(jìn)而使原有的實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系發(fā)生調(diào)整或變化，從而構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系。教師應(yīng)在前兩節(jié)重力與彈簧彈力影響因素的探究實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，引發(fā)學(xué)生思考摩擦力尤其是滑動(dòng)摩擦力有哪些影響因素，感受并提出為什么用手緊按桌面難推動(dòng)，按在玻璃面上容易推動(dòng)等問題，隨后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系。

2.情境認(rèn)知理論對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的影響

把知識(shí)視為學(xué)生和學(xué)科或情境之間的聯(lián)系的屬性以及相互作用的產(chǎn)物而不是學(xué)生獨(dú)自的心理表征，是情境認(rèn)知理論所強(qiáng)調(diào)的。因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是為了讓學(xué)生獲得一大堆事實(shí)性的規(guī)律，還要將學(xué)生置于規(guī)律產(chǎn)生的特定實(shí)驗(yàn)情境中，通過鼓勵(lì)學(xué)生積極參與具體情境中的實(shí)驗(yàn)過程來(lái)得出結(jié)論、構(gòu)建理論并解決問題。

“探究滑動(dòng)摩擦力影響因素”實(shí)驗(yàn)中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生參與改變木塊對(duì)桌面的壓力、接觸面的粗糙程度等實(shí)驗(yàn)問題情境中的活動(dòng)并用重新構(gòu)建的知識(shí)體系解決新的實(shí)際問題，才能融合原有實(shí)驗(yàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)并掌握這些規(guī)律。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的是在真實(shí)情境中解決復(fù)雜的實(shí)際問題，學(xué)生能夠在已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)論基礎(chǔ)上構(gòu)建新理論并遷移到新的實(shí)驗(yàn)情境中才是問題解決的關(guān)鍵。因此，在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如何根據(jù)情境認(rèn)知理論有目的地創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境來(lái)協(xié)助實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是教師需要思考的。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入物理殿堂，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著不可或缺的作用。要改變傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)重心，由教授統(tǒng)一化的知識(shí)，轉(zhuǎn)為學(xué)生主動(dòng)批判、情境構(gòu)建、積極在實(shí)驗(yàn)中尋找信息、自我理解、構(gòu)建體系，深度挖掘?qū)嶒?yàn)知識(shí)并能有效地遷移運(yùn)用來(lái)解決更多的實(shí)際情境中的真實(shí)問題。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中深化理論知識(shí);在課堂教學(xué)的背景下創(chuàng)新培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)技能、情感態(tài)度價(jià)值觀;在提高物理教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，成為學(xué)生終身受用的財(cái)富。

參考文獻(xiàn)：

張浩，吳秀娟.深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及認(rèn)知理論基礎(chǔ)探析[J].中國(guó)電化教育，2012（10）.

責(zé)任編輯：黃大燦