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摘要：初中物理深度學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是這樣一種學(xué)習(xí)——在學(xué)習(xí)動機(jī)的驅(qū)動下，學(xué)生廣泛而有效地激活先前經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而進(jìn)行主動、高效的建構(gòu)，以生成新的認(rèn)識，并且能夠順利地用物理語言描述這些認(rèn)識，以形成物理知識，最終將這些知識有效地運(yùn)用于問題解決。初中物理深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，至少需要這樣五個條件：一是學(xué)生積極的學(xué)習(xí)動機(jī);二是先前經(jīng)驗(yàn)的有效激活;三是學(xué)生主動的建構(gòu)活動;四是物理語言的運(yùn)用;五是問題解決。深度學(xué)習(xí)的實(shí)施面臨評價方式、教學(xué)習(xí)慣、學(xué)習(xí)惰性等方面的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：初中物理深度學(xué)習(xí)學(xué)科核心素養(yǎng)能量

深度學(xué)習(xí)誕生于人工智能領(lǐng)域，被譽(yù)為“人工智能研究中最令人興奮、最具開拓性的研究成果”。教育界之所以關(guān)注深度學(xué)習(xí)，是因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與機(jī)器的學(xué)習(xí)存在諸多相似之處，對后者的研究成果可以作用于前者，這一點(diǎn)頗類似于將人腦比作電腦之后產(chǎn)生了“信息加工理論”的情形。對于一線教師而言，關(guān)注深度學(xué)習(xí)有三個基本要點(diǎn)：一是理解深度學(xué)習(xí);二是讓深度學(xué)習(xí)發(fā)生;三是了解深度學(xué)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)。本文試以初中物理學(xué)科教學(xué)為例，略談淺見。

一、對初中物理深度學(xué)習(xí)的理解

（一）關(guān)于深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知

在人工智能領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)被理解為：通過模仿人腦的思考方式，建立類似于人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析;按照人的思維做出相關(guān)解釋，形成人們易于理解的圖像、文字或者聲音。這樣的理解中，“深度”體現(xiàn)在信息輸入之后能夠“按照人的思維做出解釋”上。而遷移到教學(xué)領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)則被強(qiáng)調(diào)為“一種豐富學(xué)生精神生命的學(xué)習(xí)，是學(xué)生自覺而自為的建構(gòu)意義的學(xué)習(xí)”。艾根（K.Egan）認(rèn)為，只有在充分廣度、充分深度、充分關(guān)聯(lián)度上發(fā)生的學(xué)習(xí)，才是有深度的學(xué)習(xí)。

綜合以上觀點(diǎn)，結(jié)合學(xué)習(xí)發(fā)生的基本心理機(jī)制，筆者認(rèn)為，初中物理深度學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是這樣一種學(xué)習(xí)——在學(xué)習(xí)動機(jī)的驅(qū)動下，學(xué)生廣泛而有效地激活先前經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而進(jìn)行主動、高效的建構(gòu)，以生成新的認(rèn)識，并且能夠順利地用物理語言描述這些認(rèn)識，以形成物理知識，最終將這些知識有效地運(yùn)用于問題解決。

這樣的界定，既滿足傳統(tǒng)學(xué)習(xí)理解中的想學(xué)（學(xué)習(xí)動機(jī)）、會學(xué)（學(xué)習(xí)策略）、學(xué)好（結(jié)果高效）、學(xué)以致用（能力遷移）等要素，同時也滿足物理學(xué)科核心素養(yǎng)培育的需要。當(dāng)前，深度學(xué)習(xí)被普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)落地的重要方式。將深度學(xué)習(xí)與物理學(xué)科核心素養(yǎng)對應(yīng)起來可以發(fā)現(xiàn)：在學(xué)習(xí)情境中激活哪些先前經(jīng)驗(yàn)，很大程度上取決于學(xué)生的物理觀念，反過來，先前經(jīng)驗(yàn)被激活的過程，就是一個物理觀念培養(yǎng)的過程;在主動建構(gòu)、生成認(rèn)識以及問題解決的過程中，科學(xué)思維是主要的影響因素，同時這個過程也就存在著豐富的科學(xué)思維的培養(yǎng)時機(jī);實(shí)驗(yàn)探究作為一種學(xué)習(xí)方式，主要存在于主動建構(gòu)的過程中;而科學(xué)態(tài)度與責(zé)任則更多地存在于問題解決的過程中。

當(dāng)然，這樣的對應(yīng)還是顯得有些籠統(tǒng)，找到這種對應(yīng)關(guān)系也不意味著在實(shí)際教學(xué)過程中，就要對完整的教學(xué)過程進(jìn)行“肢解”，以凸顯學(xué)科核心素養(yǎng)的存在。在筆者看來，學(xué)科核心素養(yǎng)落地的過程，更多地應(yīng)當(dāng)是一種自然成長的過程，過于主觀甚至刻意，其結(jié)果很有可能與教學(xué)初衷背道而馳。這個道理與把科學(xué)探究作為教學(xué)內(nèi)容是一樣的：當(dāng)把一個完整的科學(xué)探究過程分解為若干個環(huán)節(jié)時，就意味著科學(xué)探究已經(jīng)成為指令式的、機(jī)械式的操作，被矮化、教條化了。

（二）關(guān)于深度學(xué)習(xí)的誤解

誤解一：深度學(xué)習(xí)就是有難度的學(xué)習(xí)。

當(dāng)前初中物理教學(xué)存在的一大問題是：每一個新的物理知識教學(xué)結(jié)束后，教師總喜歡將最新的、最具挑戰(zhàn)性的問題（常常是中考題）呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，美其名曰“增加課堂的深度”。這實(shí)際上是將難度誤解為深度。大量實(shí)踐表明，難度過大對于學(xué)生學(xué)習(xí)的傷害是非常大的，而只有在“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)的難度，才能滿足深度學(xué)習(xí)的需要，從而保證深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

誤解二：深度學(xué)習(xí)就是環(huán)節(jié)多的學(xué)習(xí)。

課程改革過程中，曾提出“豐富知識發(fā)生過程”的觀點(diǎn)。這是對“輕學(xué)習(xí)過程，重應(yīng)用過程”的矯正，于是一個知識的生成過程包括多個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)就成為一種趨勢。但這并不意味著學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)多就能保證學(xué)習(xí)的深度。實(shí)際上，學(xué)習(xí)過程過多地“曲徑通幽”會適得其反，會讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，弱化探究動機(jī)。

誤解三：深度學(xué)習(xí)就是“綜合性”的學(xué)習(xí)。

理解深度學(xué)習(xí)的時候，教師難免會將自己頭腦中的諸多理念綜合起來，去為深度學(xué)習(xí)潤色。這種正常的心理，會讓深度學(xué)習(xí)在教師個體心中高度個性化，最終演變的結(jié)果就是又變成了“筐理論”——什么都可以往里裝。誠然，深度學(xué)習(xí)具有一定的包容性，但以深度思維、高效建構(gòu)為核心的深度學(xué)習(xí)，注定不是“筐”。實(shí)際學(xué)習(xí)與運(yùn)用的時候，要注意其理論邊界。

二、初中物理深度學(xué)習(xí)的發(fā)生

基于上述理解，初中物理深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，至少需要這樣五個條件：一是學(xué)生積極的學(xué)習(xí)動機(jī);二是先前經(jīng)驗(yàn)的有效激活;三是學(xué)生主動的建構(gòu)活動;四是物理語言的運(yùn)用;五是問題解決。站在教學(xué)的角度，如何讓這些條件同時得到滿足呢？下面，以“能量”概念的教學(xué)為例加以說明。

初中物理中，“能量”概念的重要性并不是很明顯，教學(xué)設(shè)計常從動能、勢能及兩者的相互轉(zhuǎn)化開始，并向電能等其他形式的能量拓展。正因?yàn)槿绱耍瑢W(xué)生對能量的認(rèn)識，往往只停留在概念記憶水平。如果將目光延伸至高中物理，或者從物理學(xué)中能量的地位來看，初中物理“能量”概念的教學(xué)似乎不應(yīng)當(dāng)如此被淡化。那么，能否讓學(xué)生在機(jī)械能知識的教學(xué)中經(jīng)歷深度學(xué)習(xí)的過程，以幫助學(xué)生形成基于能量視角分析問題的能力呢？這里，以“能量”知識體系中的第一個知識點(diǎn)“動能”為例，分教學(xué)設(shè)計與現(xiàn)場、教學(xué)總結(jié)與反思兩部分進(jìn)行闡述：

（一）教學(xué)設(shè)計與現(xiàn)場

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)探究動機(jī)。

情境內(nèi)容包括：（1）把吹足氣的氣球向?qū)W生反沖，看哪個學(xué)生能夠接到;（2）用準(zhǔn)備好的磚塊做出隨機(jī)扔出的樣子，看哪個學(xué)生能夠接到。

教學(xué)現(xiàn)場：情境（1）中，學(xué)生在氣球飛的過程中搶著接;情境（2）中，學(xué)生看到老師扔磚頭的姿勢之后下意識地躲。

2.問題驅(qū)動，激活先前經(jīng)驗(yàn)。

師為什么面對兩種情境，你們會有不同的反應(yīng)？

生磚頭打人疼，而氣球不會有事。

師為什么會有不同的作用效果呢？

生因?yàn)榇u頭重而氣球輕。

師磚頭重，但拿在我手上卻沒有對我造成傷害，這又是為什么？

生因?yàn)榇u頭在你手上是不動的。

……

3.現(xiàn)象解釋，促進(jìn)有效建構(gòu)。

引導(dǎo)學(xué)生比較并總結(jié)：一個原本靜止的磚頭具有了速度之后，就多了讓我們害怕的東西。

師氣球很輕，它具有了速度之后，我們也沒有感覺到害怕，是不是因?yàn)樗鼪]有我們剛才所說的“讓我們害怕的東西”？

生是的，沒有。

生不是的，也有。

師你能舉個例子嗎？

生靜止的子彈可以“玩弄于股掌之間”，但飛行的子彈則能洞穿鋼板。

“讓我們害怕的東西”這個表達(dá)很接地氣，而幾乎所有學(xué)生此時都想用這樣的話來表達(dá)自己的認(rèn)識，于是筆者就將“害怕的東西”先作為課堂上過渡的一個語言。這一思路與德國教材中“能量攜帶者”的理解非常接近，對于初中生理解能量而言，有著高度的適切性。

4.運(yùn)用物理語言，概括認(rèn)識。

概括以上形成的認(rèn)識：一個物體由靜止變成運(yùn)動，如果物體質(zhì)量很大，那運(yùn)動起來，就會讓人害怕;即使物體質(zhì)量不大，如果運(yùn)動的速度很大，也會讓人害怕。

教學(xué)現(xiàn)場：師生一起將生活語言向物理語言轉(zhuǎn)換?！昂苤亍笔恰百|(zhì)量很大”的意思，“運(yùn)動起來”則是“有一定的速度”的意思。那“感覺到害怕”的是什么呢？此處要和學(xué)生厘清：害怕的不是磚頭，而是磚頭有了速度之后多出來的那個東西。明確了這一點(diǎn)之后，再從做功的角度讓學(xué)生認(rèn)識到這個讓人“害怕”的東西，其實(shí)就是磚頭做功的本領(lǐng)——物理學(xué)中將物體“做功的本領(lǐng)”稱為“能量”。

通過上述過程，學(xué)生已經(jīng)意識到了動能的大小與物體的質(zhì)量以及運(yùn)動的速度有關(guān)，因此，在利用控制變量法設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的時候，已經(jīng)不存在思維障礙了，故此處不再贅述。

5.問題解決，形成能量視角。

提出問題：你覺得生活中的哪些現(xiàn)象可以用能量知識來解釋？

教學(xué)現(xiàn)場：學(xué)生的答案集中在與“運(yùn)動”相關(guān)的例子上，教師可引導(dǎo)學(xué)生從“能夠做功”的角度進(jìn)行思考，結(jié)果學(xué)生很容易向物體被舉高、物體發(fā)生形變等方向切換——后面學(xué)生運(yùn)用“動能”概念建構(gòu)過程中形成的思路去建構(gòu)“勢能”概念，實(shí)際上就是“動能”概念建構(gòu)過程中形成的探究能力的遷移。

（二）教學(xué)總結(jié)與反思

從教學(xué)關(guān)系的角度來看，學(xué)生進(jìn)入情境以后，思維就鎖定在物體有無能量的比較上，注意力的集中，保證了思維加工對象的明確。教師有意義的講授幫助學(xué)生進(jìn)行抽絲剝繭式的分析與探究，直到最后得出“能量”概念并運(yùn)用它解決問題，尤其是動能及其大小影響因素的探究方法遷移到勢能的探究過程中，體現(xiàn)了師生之間教學(xué)關(guān)系的和諧。

從學(xué)習(xí)心理的角度來看，生活實(shí)例的引入、比較方法的運(yùn)用，都能夠保證學(xué)生對“能量”知識的注意，這是學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)的心理前提;學(xué)生對實(shí)例的分析實(shí)際上是動作表征或圖形表征，形成的“能量”知識則是符號表征，這樣的順序保證了學(xué)生對知識表征方式的運(yùn)用是高效的。

從深度學(xué)習(xí)的角度來看，以上教學(xué)設(shè)計符合此前深度學(xué)習(xí)的界定：學(xué)生對生活對象（氣球、磚頭）的思維加工，體現(xiàn)了“從生活走向物理”的理念，保證了思維的“廣度”;學(xué)生對比較、分析、綜合、轉(zhuǎn)換等邏輯方法，物理學(xué)習(xí)方法的運(yùn)用，保證了思維的“深度”;學(xué)生對“能量”知識的應(yīng)用（即用能量知識解釋生活實(shí)例），以及將探究動能所用的方法向勢能遷移，保證了思維的“關(guān)聯(lián)度”。此過程中，學(xué)生的思維是深入的，建構(gòu)是高效的，從而也就實(shí)現(xiàn)了真正的深度學(xué)習(xí)。

三、初中物理深度學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)

目前，深度學(xué)習(xí)更多地停留在理論層面，實(shí)踐中的探究也多是在原有教學(xué)的基礎(chǔ)上，將觸角伸向深度學(xué)習(xí)的理論世界，并嘗試向前走上一兩步?？偨Y(jié)課程改革中的經(jīng)驗(yàn)，前瞻深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐，應(yīng)當(dāng)說面臨挑戰(zhàn)是必然的。

（一）來自當(dāng)前評價方式的挑戰(zhàn)

深度學(xué)習(xí)“不敵”淺層學(xué)習(xí)的可能性并非不存在，實(shí)際上還相當(dāng)大。作為教學(xué)結(jié)果，深度學(xué)習(xí)在當(dāng)前的量化評價（考試）中未必會占優(yōu)勢，尤其是初中物理教學(xué)的評價方式，相當(dāng)一部分是識記性的，很多具有思維含量的題目也可以通過模式化的訓(xùn)練讓學(xué)生掌握諸多應(yīng)試技巧。因而，深度學(xué)習(xí)所生成的應(yīng)試能力是否優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，還有待觀察。

（二）來自教師教學(xué)習(xí)慣的挑戰(zhàn)

應(yīng)試導(dǎo)向的物理教學(xué)已經(jīng)讓絕大多數(shù)教師形成了一套得心應(yīng)手的教學(xué)習(xí)慣，這個習(xí)慣對應(yīng)著“試題研究指引日常教學(xué)”的“教”的模式，從而也就決定了學(xué)生物理學(xué)習(xí)的“知識學(xué)習(xí)加習(xí)題訓(xùn)練”的“學(xué)”的模式。教師的教學(xué)習(xí)慣加上應(yīng)試模式的運(yùn)用，容易讓師生形成較強(qiáng)的路徑依賴，這對深度學(xué)習(xí)的制約是非常大的。

（三）來自學(xué)生學(xué)習(xí)惰性的挑戰(zhàn)

類似于學(xué)生看起來對實(shí)驗(yàn)感興趣，但是走到實(shí)驗(yàn)室后卻顧左右而言他的情形，深度學(xué)習(xí)由于要保證注意力高度集中，突破原有的思維局限，對零散的知識進(jìn)行整體建構(gòu)，所以要對原有的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行突破。觀察發(fā)現(xiàn)，“學(xué)優(yōu)生”常因?yàn)橛幸惶仔兄行У膶W(xué)習(xí)（應(yīng)試）方法而不愿意尋求突破，“中等生”或“學(xué)困生”本身就存在學(xué)習(xí)方法上的缺陷，更加不愿意在深度學(xué)習(xí)中付出努力。

面對深度學(xué)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)，筆者以為合理的取向是：選擇合適的知識，實(shí)施深度學(xué)習(xí)，以給學(xué)生留下深刻的印象，從而為深入學(xué)習(xí)的推廣播下種子。譬如“能量”概念，在物理知識體系中具有重要地位，同時是高中物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)。借助于深度學(xué)習(xí)的思路，設(shè)計并實(shí)施能夠讓學(xué)生體驗(yàn)深度學(xué)習(xí)的過程，學(xué)生就能夠在這樣的過程中對“能量”概念形成深刻的認(rèn)識，對物理學(xué)習(xí)方法及其運(yùn)用有更加深刻的體會，深度學(xué)習(xí)的方式就有可能因此而落地生根。

綜上所述，深度學(xué)習(xí)從理解到發(fā)生，需要建立理論上的基本理解，需要在實(shí)踐中積極探究，需要結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行反思，如此才能在初中物理教學(xué)中茁壯成長，進(jìn)而為核心素養(yǎng)落地提供保障。

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