黃嘉鑫

摘? ?要：立足物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求和教材內(nèi)容，基于深度學(xué)習(xí)理念，堅(jiān)持踐行新教學(xué)思想為導(dǎo)向，以滬科版八年級(jí)第七章“力與運(yùn)動(dòng)”為例，探討深度學(xué)習(xí)理念在初中物理單元整體教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐，以促進(jìn)新課程教學(xué)模式的改進(jìn)，為物理教師在課堂教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)提供借鑒與可操作性思路。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；單元整體教學(xué)；核心素養(yǎng)

深度學(xué)習(xí)具有三個(gè)基本特征：批判性思維的形成、知識(shí)遷移的應(yīng)用以及問題的解決。其中，問題的解決是深度學(xué)習(xí)的一個(gè)重要根基點(diǎn)。以教師講授為主的傳統(tǒng)課堂是按“習(xí)得—記憶—鞏固”這一順序展開，而現(xiàn)代的課堂則側(cè)重于以問題探究為導(dǎo)向，倡導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“情境—問題—探究—結(jié)論—反思—表達(dá)—評(píng)價(jià)—應(yīng)用—?jiǎng)?chuàng)新”這樣的深度學(xué)習(xí)模式。基于深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)發(fā)生了重要變革：當(dāng)代課堂已由“教師的陣地”轉(zhuǎn)換為“自主學(xué)習(xí)的陣地”；從以“素養(yǎng)目標(biāo)—目標(biāo)達(dá)成—效果評(píng)價(jià)”為單位的程序類課程轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤岢鲋黝}—進(jìn)行探究—參與表達(dá)”為單位的項(xiàng)目類課程；從班級(jí)授課制的模式轉(zhuǎn)向?qū)W生合作學(xué)習(xí)的模式[ 1 ]；提倡學(xué)生在合作中探究，在探究中學(xué)習(xí)。要真的開展初中物理深度學(xué)習(xí)，教師首先要先理解深度學(xué)習(xí)的教育理念，在教師教學(xué)方式、學(xué)生評(píng)價(jià)方式等多方面的教育教學(xué)理念進(jìn)行更新，從單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，目標(biāo)是指向發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)的科學(xué)，進(jìn)行科學(xué)探究是物理教學(xué)的重要組成部分，下面以滬科版八年級(jí)第七章“力與運(yùn)動(dòng)”為例[ 2 ]，從單元整體教學(xué)方式和深度學(xué)習(xí)理念這兩個(gè)維度展開。

1? 教學(xué)目標(biāo)的確定

1.1? 章節(jié)整體教學(xué)目標(biāo)的確定

在單元整體教學(xué)目標(biāo)的確定中，要注重整體性、關(guān)聯(lián)性、綜合性三大原則。

“力與運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)是：知道同一條直線上的二力合成。了解二力平衡的達(dá)成條件；通過實(shí)驗(yàn)和合理的科學(xué)推理，認(rèn)識(shí)牛頓第一定律；能運(yùn)用物體的慣性現(xiàn)象解釋自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象[ 3 ]?？梢?，本章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)具有較強(qiáng)的綜合性。

單元整體教學(xué)要求教師先分析本章節(jié)內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，并進(jìn)行科學(xué)整合，以形成教學(xué)單元或教學(xué)主題，再圍繞單元學(xué)習(xí)主題將教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，其目的是發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。在新版課程標(biāo)準(zhǔn)中，“力與運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)的一級(jí)主題是運(yùn)動(dòng)和相互作用，二級(jí)主題是力與運(yùn)動(dòng)。

1.2? 單元教學(xué)目標(biāo)的確定

本單元主要采用情境創(chuàng)設(shè)、科學(xué)探究的教學(xué)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)單元教學(xué)目標(biāo)。在情境中引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)觀察、類比、歸納等認(rèn)識(shí)事物的重要方法，并建立相關(guān)概念，感受物理與生活的緊密聯(lián)系。在科學(xué)探究活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生完整經(jīng)歷問題、證據(jù)、解釋、交流四個(gè)環(huán)節(jié)，體會(huì)轉(zhuǎn)換、等效替代、模型建構(gòu)等初中物理常用的研究方法在物理抽象概念的建，研究結(jié)果的直觀性、準(zhǔn)確性與全面性所起的重要作用。

1.3? 單元作業(yè)目標(biāo)的確定

通過設(shè)計(jì)，編制多樣化、層次性的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的發(fā)展；實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)思維的可視化，并促進(jìn)學(xué)生思維從低級(jí)水平到高級(jí)水平的進(jìn)階；在情境的選擇中關(guān)注作業(yè)的育人功能。

1.4? 教材分析與教學(xué)單元重組

1.4.1教材分析

在教材中，“力與運(yùn)動(dòng)”這一章節(jié)是按牛頓第一定律第一課時(shí)、力的合成第二課時(shí)、力的平衡第三課時(shí)這樣的順序安排教學(xué)的。但是，牛頓第一定律所述的內(nèi)容當(dāng)中，這一內(nèi)容涉及后學(xué)的“力的合成與力的平衡”的相關(guān)概念，會(huì)使學(xué)生在學(xué)習(xí)牛頓第一定律的時(shí)候，不具備完整的知識(shí)與分析能力。

而如果將教材按符合學(xué)生認(rèn)識(shí)的先后順序進(jìn)行重組，則更有利于學(xué)生對(duì)力與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)認(rèn)知的提升，有利于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。單元教學(xué)之后，教師若再針對(duì)某些問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論或者實(shí)踐創(chuàng)新，則能踐行深度學(xué)習(xí)的理念。

1.4.2教學(xué)單元重組

本教學(xué)設(shè)計(jì)將按以下順序?qū)虒W(xué)單元進(jìn)行重組。

（1）力的平衡概念的滲透

學(xué)生對(duì)于世界的本原認(rèn)知就是處于靜止?fàn)顟B(tài)的物體，其中蘊(yùn)含了平衡的物理之美。讓學(xué)生先觀察講臺(tái)桌上靜止的水溶性粉筆盒，課桌上處于靜止?fàn)顟B(tài)的物理教科書，教室里懸掛的靜止的電燈和電扇，分析它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)。教師這時(shí)候繼續(xù)追問：“當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)它是不受外力的嗎？”“如果受到力，物體受到幾個(gè)外力的作用呢？”[ 4 ]

在選取處于平衡狀態(tài)的物體時(shí)，教師有意識(shí)地選取物體受到兩個(gè)力及兩個(gè)力以上的幾種不同情況進(jìn)行分析。通過分析這些例子，使學(xué)生認(rèn)識(shí)物體在受幾個(gè)力作用的時(shí)候也可以處于平衡狀態(tài)，進(jìn)一步得出處于平衡的物體受到的力叫做平衡力。這種自然的過渡有利于學(xué)生破除“物體受力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變”的錯(cuò)誤概念，先感知而后上升建構(gòu)理性的概念，使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加具體與形象[ 4 ] 39 。

（2）慣性的定義與牛頓第一定律的引出

在分析完平衡的概念之后，引出慣性的定義，這種過渡有利于避免學(xué)生建立“只有不受力才有慣性”之錯(cuò)誤概念。慣性概念引出之后，再通過一些慣性的小實(shí)驗(yàn)以及一些生活實(shí)例來(lái)強(qiáng)化慣性的概念和影響慣性大小的因素。

斜面小車實(shí)驗(yàn)是為牛頓第一定律的得出而做的鋪墊性實(shí)驗(yàn)[ 4 ] 35，教學(xué)中通過小車從斜面上下滑的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，步步引導(dǎo)。先讓學(xué)生辨析運(yùn)動(dòng)的物體（如：小車）也有慣性，不是靜止的物體才有慣性，慣性是對(duì)平衡力的引伸。當(dāng)小車下滑到水平面時(shí)，分析小車的受力情況，使學(xué)生明確小車是因?yàn)槭艿剿椒较虻哪Σ亮Γ攀沟梦矬w停下來(lái)，從而引出 “力是使得物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，而不是維系物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一概念。在此基礎(chǔ)上，教師科普亞里士多德和伽利略的觀點(diǎn)，并進(jìn)行分析比較，得出結(jié)論。而通過觀察小車在不同材質(zhì)的水平面上的運(yùn)動(dòng)情況，學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)，小車水平方向受到的摩擦力越小，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，速度相應(yīng)地減小得越慢，從而合理推出，當(dāng)水平面完全光滑時(shí)，小車不受到摩擦力的作用，將保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。從而建立 “物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維系”這一概念[ 4 ] 37。

在此教學(xué)中因絕對(duì)不受力的情況是無(wú)法設(shè)計(jì)的，教學(xué)中采用的是實(shí)驗(yàn)加推理的方案。教學(xué)設(shè)計(jì)順序是先引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)慣性概念的理解，再引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)牛頓第一定律，最后科普牛頓這位偉大的科學(xué)家的事跡，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的素養(yǎng)教育，落實(shí)立德樹人的教育方針。

（3）力的合成的教學(xué)

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：在光滑的水平面運(yùn)動(dòng)的小球，它處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是處于平衡狀態(tài)的，那么它是有受到力的作用，而為什么牛頓第一定律的概念卻強(qiáng)調(diào)物體不受外力呢？說明這時(shí)，物體雖然有受到力的作用，但是卻可以等效為不受外力作用的情況。這涉及到“等效替代”的思想，那為什么可以這樣等效替代呢？教師在這個(gè)時(shí)候可以進(jìn)行力的合成的教學(xué)：對(duì)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行受力分析，在豎直方向上，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，豎直方向的重力和支持力這兩個(gè)力方向相反，合成時(shí)力要相減，因?yàn)槎Φ却螅院狭榱?。因?yàn)楹狭榱悖钥梢砸暈榕c小球不受外力相同效果，從而完善學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的理解。

整個(gè)單元教學(xué)重組更加符合學(xué)生的認(rèn)知。通過“小車從斜面上滑下”這一具體的實(shí)驗(yàn)情境，將整個(gè)單元的知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)，串聯(lián)知識(shí)框架見圖1。從而使教學(xué)整體性、綜合性增強(qiáng)，有助于提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2? 深度學(xué)習(xí)的實(shí)施

2.1? 基于實(shí)驗(yàn)探究實(shí)施深度學(xué)習(xí)

“力與平衡”在整個(gè)單元教學(xué)的地位是開啟學(xué)習(xí)先河的主力軍，理應(yīng)十分重視。在“力與平衡”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生分析處于二力平衡時(shí)物體的受力特點(diǎn)，受力體的選擇是分析這一問題的關(guān)鍵所在。

教師可利用圖2所示的裝置，先對(duì)學(xué)生設(shè)問：可否用一小木塊放置在水平桌面上，探究二力平衡的條件呢？通過引導(dǎo)學(xué)生分析小木塊的受力情況，使學(xué)生明白：由于木塊與桌面之間存在摩擦力，因此不滿足“二力”這一條件。再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生：若將把木塊換成小車，是否可行？學(xué)生易知：換成了小車，它與桌面接觸變成了兩個(gè)輪子，雖然減少了摩擦，但是并不能避免，因此同樣不能滿足“二力平衡”這一條件。

此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，是否有其它辦法消除摩擦力的影響。

一般，經(jīng)過思考，學(xué)生會(huì)想到：用小紙片來(lái)代替小車或木塊，就可避免桌面的摩擦。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示：在兩架鐵架臺(tái)上各放一枚定滑輪，將一正方形小紙片對(duì)稱的兩端點(diǎn)各系一細(xì)繩，分別跨過定滑輪，再在繩的另一端系一拉環(huán)用于懸掛砝碼。改進(jìn)探究裝置之后，教師可與學(xué)生共同分析這一裝置的改進(jìn)之處。通過分析，使學(xué)生明白：改進(jìn)之后，巧妙地規(guī)避了桌面摩擦力帶來(lái)的影響，從而使小紙片在水平方向只受“二力”的作用。

接下來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置，深度探究“二力平衡”。這涉及到三個(gè)核心問題，其一是“二力平衡時(shí)，兩個(gè)力的大小始終相等”；其二是“二力平衡時(shí)，兩個(gè)力的方向始終要在同一直線上”；其三是“二力平衡的兩個(gè)力始終是作用于同一個(gè)物體的”。教師要基于圖3裝置，利用實(shí)驗(yàn)探究實(shí)施深度學(xué)習(xí)來(lái)解決這三個(gè)問題。

利用圖3所示裝置，可直觀地和學(xué)生共同探究這三個(gè)核心知識(shí)。首先，讓學(xué)生改變細(xì)繩兩側(cè)所掛砝碼重量，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)：只有當(dāng)兩側(cè)細(xì)繩所掛砝碼重量相等時(shí)，才可使小紙片處于平衡狀態(tài)，從而直觀展現(xiàn)二力平衡時(shí)這二力的大小關(guān)系。其次，引導(dǎo)學(xué)生將小紙片扭轉(zhuǎn)一定的角度，改變方向后放開手，發(fā)現(xiàn)小紙片最后會(huì)恢復(fù)回原來(lái)的方向，研究其內(nèi)在的原理，使學(xué)生直觀感受到“二力平衡時(shí)，二力始終作用在同一條直線上”。最后，用小剪刀把小紙片一分為二，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩邊鉤碼幾乎同時(shí)落在桌面上，從而學(xué)生不難得出上述結(jié)論。

2.2? 基于問題解決實(shí)施深度學(xué)習(xí)

問題解決思想也是深度學(xué)習(xí)當(dāng)中的重要內(nèi)容，下面參考文獻(xiàn)[ 5 ]的框架，討論如何在問題解決中實(shí)施深度學(xué)習(xí)。

教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析。應(yīng)避免教師直接給學(xué)生講授問題解決的方案、避免教師代替學(xué)生把問題解決。

而如何基于問題解決實(shí)施深度學(xué)習(xí)呢？以二力平衡的條件是“兩個(gè)力必須作用在同一個(gè)物體上”這一問題的探究為例。教師應(yīng)先拋出：“如何分析這個(gè)問題？”教師拋出這個(gè)問題之后，要給學(xué)生留足思考的空間，并適時(shí)地鼓勵(lì)學(xué)生大膽表達(dá)。要善于利用身邊的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，注意引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維。要及時(shí)對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，例如從學(xué)生的思考態(tài)度、科學(xué)思維、實(shí)踐意識(shí)和創(chuàng)新精神上進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)學(xué)生充分思考之后，有學(xué)生可能提出“可以用剪刀將小紙片剪成兩片，觀察鉤碼掉在講臺(tái)上，從而證明結(jié)論。”對(duì)于正確的想法，教師應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行表?yè)P(yáng)及代幣的獎(jiǎng)勵(lì)，并且鼓勵(lì)學(xué)生將自己的想法、思考問題的過程分享給他人，提高分享意識(shí)，達(dá)到讓學(xué)生持續(xù)探討、互動(dòng)的效果，從而形成積極的課堂氛圍。

而學(xué)生在思考這個(gè)問題的時(shí)候，遇到的又一問題是：小紙片只剪一次，無(wú)法重復(fù)利用。針對(duì)這一問題，教師再次引導(dǎo)學(xué)生思考：“有沒辦法用別的器材來(lái)代替小紙片，或者如何改進(jìn)小紙片，使它能被重復(fù)使用呢？”有學(xué)生提出：可以做成如圖4所示，帶有魔術(shù)貼的小紙片物理教具，當(dāng)魔術(shù)貼被撕開時(shí)，不僅可以觀察小紙片逐漸被鉤碼拉扯、分開的過程，還能重復(fù)使用，避免了浪費(fèi)。

3? 結(jié)束語(yǔ)

本實(shí)踐案例是在“深度學(xué)習(xí)”的理論指導(dǎo)下，利用單元教學(xué)的做法，對(duì)滬科版八年級(jí)物理第七章進(jìn)行教學(xué)單元重組，設(shè)計(jì)了更加符合學(xué)生認(rèn)知的教學(xué)順序。以探究二力平衡的條件這一實(shí)驗(yàn)為例，從實(shí)驗(yàn)探究和問題探究?jī)蓚€(gè)維度分析如何進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，目的是在為新一輪課程改革中的實(shí)踐層面的有效推進(jìn)提供借鑒與可操作性思路。

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