基于核心素养的高中物理深度学习的探讨

摘 要：深度学习是一种基于理解的学习，它强调批判的理解、内容的整合、知识的建构、问题的解决、能力的提高和思维的发展等，这对于培养学生的核心素养，使学生形成自身发展所需要的必备品格和关键能力有着重要的作用。实际教学中，教师可通过转变教学观念、激发主动参与、联系生活经验以及开展多元对话等来实现学生物理知识的深度学习，进而达成物理核心素养的培养目标。

关键词：核心素养；高中物理；深度学习

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）6-0073-3

《高中物理课程标准》提出培养学生的核心素养，即要让学生掌握基本的物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任等。而“深度学习”是一种基于理解的学习[1]。它是基于以往教学多注重符号知识的传递、表层化记忆和机械式训练的浅层学习而言的，并非加深知识的难度，而是强调批判的理解、内容的整合、知识的建构、问题的解决、能力的提高和思维的发展[2]。它倡導学生越过符号层面进入知识背后去获取意义，主张在研究中学习，引导学生深入分析和思考，使学习成为一个探寻意义、获得意义的过程。可见，深度学习对于学生核心素养目标的实现起着非常重要的作用。实际教学中，教师可通过转变教学观念、激发主动参与、联系生活经验以及开展多元对话等方式实现深度学习。

1 转变教学观念，促进深度学习的信度

传统教学中，教师对于学生知识获得的评价主要是看学生能否考取高分等，致使教师的教学重点仅仅停留在知识的符号表征层面。有研究提出，知识是由符号表征、逻辑形式和意义三个不可分割的部分组成[3]，这与学科核心素养是密切相关的。可以说，科学态度和责任与知识的意义层面是一致的。因此，物理教学中，教师应积极转变观念，正确认识知识获得与核心素养培育的深层联系，促进其知识意义的获得。如机械波教学中，“人浪”体验时，教师组织学生胳膊挽胳膊站成一排，学生甲充当波源，他自己一人是主动蹲起，其他人必须是前面的人拽你胳膊蹲下你再蹲，拽你胳膊起立你再起，认真体会形成机械波的三个关键词：带动、重复、滞后。当波源学生甲位于队列端点时，观察波的单向传播；当波源学生甲位于队伍中间时，可以观察到两列波双向对称传播。体验完可以让参与者交流看法，激活学生的经验，促进学生深度学习，形成科学的物理观念。在这种参与式的活动中，学生再次去体会绳波、水波的形成过程，从而对于机械波的概念和传播特点也理解得更加透彻，促进了知识意义的获得和物理观念的形成。

2 联系生活经验，培养深度学习的兴趣

深度学习强调在知识意义挖掘的同时，应为学生提供精神养料，使其学习成为快乐的生命历程。物理教学中，教师可以从引入生活实例、创设趣味情境、展现思维过程等方面来诱发学生浓厚的学习兴趣，激发其主动参与知识学习。如一位老师讲“重力势能”优质课时，在教室前门的天花板上固定了一大块灰色岩石，其实是泡沫塑料，学生和听课老师一进门，都被头顶的岩石吓得往下蹲了一下，师生在一片“虚惊”之中开启了学习之旅！又如，在学习了电动势和内电压、外电压的关系后，再辅以这样一个比喻：在一个小岛上，有一个面包师和另外4个人，他们能吃的只有面包师做的面包。面包师每天只能做1 m高的面包（面包师相当于电源，1 m高的面包相当于电动势），每个人只能吃0.2 m高的面包，其中面包师消耗0.2 m高的面包（相当于内电压），其他4个人（相当于外电阻）消耗0.8 m高的面包（相当于外电压）。如果再来5个人，则面包师只能消耗0.1 m高的面包，其他9个人消耗0.9 m高的面包，即外电阻变化时，电动势不变，内、外电压均变，但内、外电压之和不变。如此，联系生活，类比思考，激发兴趣，可有效促进学习的深度。

3 激发主动思考，拓宽深度学习的维度

深度学习要求在教授符号知识的同时，积极引导学生对自然、社会和人生等展开深入思考，在知识与生活经验建立联系的基础上增强对知识的理解。所以，教学中应紧密联系学生的生活经验，不仅增强物理与生活的亲近感，而且能够让学习深入到知识的意义层面，拓宽知识理解的厚度。如老师在教学中将一些交通事故情境化，比如，给出最高行驶速度、刹车痕迹长度、动摩擦因数等物理量，让学生判断该车辆是否超速等。类似这样的题目本身并不难，但如果教师能够在问题解决后进一步引导学生结合生活经验，联想交通法规，思考为了安全行驶，驾驶员在开车过程中应注意什么？交通法规又禁止了什么？学生不仅能加深对题目中所用知识的掌握，而且对于通常所说的“三禁”也会有更深的理解。即：“禁超载”是因为在总制动力、行驶速度一定的情况下，质量越大，刹车过程中加速度越小，位移越大；“禁超速”是因为在制动力、质量一定的情况下，行驶速度越大，位移越大；“禁酒驾”则是因为驾驶员反应迟缓，延长了采取刹车措施的时间，导致行驶位移偏大；而像“雨天路滑，谨慎行驶”和“请保持车距”的提示，则是说明刹车距离还受路面和前后车距等因素的影响，以防交通事故的发生[4]。

又如，笔者在执教“超重与失重”一节课时，设计的教学流程如下：

（1）导入新课：如图1所示，普通的水为什么在王亚平的手里却能变出漂亮的水膜、晶莹的水球？

乘坐电梯时，为何有体重“时重时轻”的感觉？

（2）理论分析：物体向上加速或向下减速时，出现超重现象；物体向下加速或向上减速时，出现失重现象。物体超重和失重现象与运动方向无关，且重力不变。

（3）提炼升华：加速度向上时，出现超重现象；加速度向下时，出现失重现象。

（4）生成新知：完全失重——物体对支持物的压力（或悬挂物的拉力）等于零的现象。

（5）深化成果：加速度并非一定要沿竖直方向，只要物体有竖直方向的分加速度时，就会产生超重或失重现象。

（6）回应导入：

水膜、水球：由于水处于完全失重或微重力状态，在水分子间的张力作用下呈现水膜或球状水滴。

（7）实践探究：如图2，一塑料瓶盛有一定量的水，底部开一个小孔。当瓶子在竖直方向上突然向上提起再到静止的过程中，会有什么现象发生？说明原因。

（8）教学反思：在教学前、中、后的全过程中，以“超重、失重”为中心，以“问题串”为切入点，以“实验和理论探究”为手段，以“日常生活和现代科技”为情景，由浅入深，层层递进，体现了“学本课堂”的教学理念，通过“过程与方法”的体验，有效获得了知识，拓宽了思维，形成了素养。

4 开展多元对话，实现深度学习的效度

传统教学中，以传递为主的讲授方式恰巧忽视了学生对知识的情感体验与意义生成，知识的有效获得难以实现。深度学习超越传递中心的藩篱，是走向真正意义上的对话中心的学习。正如卡西尔所言：往一个人的灵魂中灌输真理，就像给一个天生的瞎子以视力一样不可能。如果不通过人们在相互的提问与回答中不断地合作，真理就不可能獲得[5]。但有调查显示，传统课堂中交流的问题绝大多数是由教师提出的，74.5%的学生虽在课堂中能积极思考，但很少发表意见。而对于生生间的交流讨论，70%以上的学生能够提出与主题相关的问题[6]。因此，实际教学中，教师可以结合教学目标，精心选择对话素材，营造出轻松和谐的课堂氛围，引导学生想说、敢说、会说。通常，教师可从物理学史、科技成果以及社会生活中获取素材，通过对话教学，启发和引导学生积极思考。如在学习“伽利略对自由落体运动的研究”时，可设计两个活动，一个是扔手绢比赛，班上的两个大力士，看谁扔的远，学生甲拿起手绢就扔，而学生乙用手绢包了个钥匙串扔了出去，比甲扔的远得多。问学生，学生乙臂力过人吗？学生大笑，展开了基于情境的有效对话，为“空气阻力影响自由落体运动快慢”埋下伏笔；另一个活动是让学生来一场跨越时空的对话，比亚里士多德晚出生两千年的伽利略勇敢质疑亚里士多德，学生在角色扮演对话中真切体会伽利略之于近代物理实验加逻辑推理的研究方法。

再如，功是物理学中一个重要的基本概念，比较抽象复杂，学生难以理解，可通过如下设计予以突破。

（1）提出问题：猜想力做功的多少与力和位移两要素间会有何种关系？尝试说明分析依据。

分析交流：如果以W 表示功的大小， F表示力的大小，s 表示位移的大小，根据功的定义，可作如下猜想：F越大，s越大，则 F 的作用效果越明显，W 就越大。这说明，W与F和s之间应存在某种简单关系。

（2）实验研究：如图3所示，用绳子通过动滑轮提升物体，尝试探究拉力对物体做功（W）与拉力（F）和位移（s）间的关系。

（3）合作探究：在使用动滑轮提升重物时，拉力F是物重 G的一半，拉力上升的距离s是重物上升高度 h的 2倍。如果把拉力F与上升的位移s相乘，正好等于物重G与物体上升位移h的乘积，即 Fs = Gh。若改用滑轮组，Fs = Gh仍成立。

（4）形成结论：力和物体在力的方向上位移的乘积是一个有意义的物理量，总等于物体能量的变化。于是，我们不妨用力和位移的乘积来计算功。物理学中，功等于力和物体在力的方向上发生位移的乘积：W=Fs。

这样，通过引入做功多少与力和位移有关的实例，把功的引入建立在实际问题之中，在疑问中通过猜想和交流，感到力与在力的方向上位移的乘积是有物理意义的，这时才提出功的概念。这样做，是让学生明白，功的概念不是凭空产生的，从而使学生在探究中主动思考，习得了科学思维方法，又增加了“功”的概念的厚重度，促进了“功”的观念的形成。

不难理解，教学中只有师生互动，多元对话，教师才能突破从书本到书本，从符号到符号，从自身到学生的单向、线性的知识灌输倾向。而学生的知识学习也才能不仅仅限于固化的符号知识，而是在与教师、同伴、文本的平等对话与深度交流中对所学知识进行理解和内化，提高学生核心素养形成的效度。

当然，核心素养与学科教学的深度融合还仅仅是处于探索阶段，其有效实施还需始于课堂，终于课堂。只要我们紧紧抓住“学”这个中心，通过目标导学、支架助学、练习测学、展示所学、多元互学、点拨悟学、达标固学、拓展扩学等要素的有效组合，相机诱导，就会让“深度学习”真正在学生身上发生[7]，学科核心素养的培育也就潜移默化地形成了。

参考文献：

[1]吴志明.促进深度学习的问题驱动教学研究——以“光的直线传播”为例[J].中学物理教学参考，2017，46（12）：4-6.

[2]方红德.指向核心素养的深度学习在单元复习课中的实施策略——以粤教版《圆周运动》单元复习课为例[J].中学物理，2017，35（12）：6-8.

[3]伍远岳.评价学生知识获得的标准[J].中国教育学刊，2013（2）：64-67.

[4]杜爱慧.人教版物理新教材习题系统的分析与运用策略[J].中学物理，2011（8）：17-18.

[5]姚林群，郭元祥.新课程三维目标与深度教学——兼谈学生情感态度与价值观的培养[J].课程·教材·教法，2011（5）：12-17.

[6]陈霞芳.高中物理对话教学的实践研究[D].长春：东北师范大学硕士学位论文，2012.

[7]刘新选.高中物理翻转课堂试微[J].物理教学，2015（1）：41-42.（栏目编辑 李富强）