基于深度学习理论的初中物理教学设计初探

张亚玲　王从戎

摘要：在知识的学习过程中，我们不仅是将知识信息机械地存储在大脑中，更重要的是在需要的情境下，培养能够自动提取有效知识信息解决实际问题的能力。深度学习就是一种高水平的认知加工方式，可以让学生在获取知识的过程中深度交互，使其学习能力得以提升。因此，本文以初中物理《运动的相对性》一课的课堂教学设计为例，探讨基于深度学习理论下的初中物理课堂教学有效实施的策略。

关键词：深度学习初中物理教学设计运动的相对性

一、引言

深度学习的概念，来自对知识的深度理解，而不仅仅是对知识机械地记忆和简单运用。此概念最早是由马顿和赛尔乔基于布鲁姆认知目标分类理论的基础，在分析学生进行课文阅读时表现出的不同学习取向而提出来的，是用来描述学生学习效益的术语。后来，比格斯进一步对比描述了深度学习与浅表学习的行为特点：深度学习旨在理解阐述、批判思考，从而将不同的概念进行联结与整合;浅表学习一般运用记忆与复述的策略。

“深度学习”概念已经深入到学习生活的方方面面，关于深度学习的实证研究也逐步成熟，相关的教学实践成果不断涌现，但如何实施深度学习的教学策略、如何进行教学评价等问题也随之出现。在国内深度学习的概念首次出现于上海师范大学黎加厚教授在2005年发表的《促进学生深度学习》文章中。黎教授认为，深度学习首先要求学习者在理解的基础上积极、批判地学习新思想和新知识，并将其与现有的认知结构整合，与许多思想联系起来，将现有知识转移到新情境中，再做出决策并解决问题。在这之后，国内也开展了一系列针对深度学习概念的相关学术研究。但在实际教学过程中，对于深度学习这一理念的应用并形成相应的教学策略以及对学生的学业加以评价这些方面的研究还很少。因此，笔者以苏教版八年级上册第五章第四节《运动的相对性》为例，结合深度学习的理论，进行了教学设计并予以实施。

二、基于深度学习的《运动的相对性》教学设计

（一）教材分析

《运动的相对性》这节内容选自于苏教版八年级物理上册第五章《物体的运动》第四节。首先，此版本教材的内容设计不再局限于依托逻辑线索而展开的对学科知识的探索与教学，而是充分结合初中生的认知特点，明晰从具体到抽象、从特殊到一般的认知过程。此外，不同于其他版本将“机械运动的定义、运动的相对性”作为切入点，该版本中的知识结构编排是把学生熟悉的运动场景作为课题背景，以此引出探究课题，并从学生擅长的“长度、时间测量及运动快慢的比较”入手，再回到知识点本身，让学生充分認知并深入理解“世界是运动的、运动是相对的、运动的物体具有能量”等目标知识点。其次，从教学目标实现的角度来看，课程标准中明确要求学生应该掌握如何用科学的语言来描述物体的运动与静止，理解参照物的概念以及选择参照物的方法。最后，科学地解释运动与静止的相对性。在笔者看来，本节课内容的重点在于理解机械运动的概念，而难点在于理解运动的相对性并将其应用到对实际生活案例的科学解释中。

（二）教学设计

在实际教学过程中，为突出重点、突破难点，笔者设计了以下“三个环节、五个活动”在课堂流程中有序展开。

1.环节1——提出问题“如何去描述物体的运动”

从浩瀚的宇宙星海到生活中的万千事物，再到微小的细胞微粒，学生通过大量的实例举证，证明一切物体都在运动，运动是绝对的。那在一个运动的世界中，我们呢？从而引出学会描述运动的必要性。

2.环节2——设计活动“如何判断物体是运动还是静止”

笔者认为，让学生理解“位置的改变”是掌握科学描述运动概念的前提，为此我设计了如下两个课堂学生活动。

活动一：请两位同学站在教室前面，其俯视图可简化如图1（a）所示。先是在其他同学闭眼的情况下A同学站着不动，B同学远离A同学如图1（b）所示。请同学判断B同学是否运动了及判断依据是什么。通过前后对比可知B同学相对于之前距离发生了改变，所以说B同学运动了。

活动二：再让其他同学闭眼，A同学站着不动，B同学在保证到A同学距离不变的情况下从A同学的右方转移到A同学的前方如图1（c）所示。请同学判断B同学是否运动了及判断依据是什么。通过前后对比可知B相对于之前方向发生了改变，所以说B同学运动了。

图1在这里我们用位置这个科学术语来概括距离和方向，通过这两种情况的对比、归纳，可以让学生深刻理解物理学中机械运动的判定依据就在于研究对象相对于参照物的位置是否发生改变。这样一来，看似简单的物理概念——机械运动，学生就在此概念基础上进入了深度学习，实现了知识内容上更深层次的理解。

3.环节3——设计活动“如何理解运动与静止是相对的”

环节1为我们指出：一切物体都在运动，运动是绝对的。正因为如此，我们所描述的运动与静止都是相对于某个参照物来说的，这个概念对于学生来说理解起来相对简单，但是在实际生活中如何运用或解释该概念对学生来说就比较困难了。笔者在这里又设计了三个活动来依次提高问题的难度。

活动三：观看视频并思考，在空中高速飞行的加受油机为什么能够实现空中加油呢？活动中，学生通过视频可以很快得知，如果研究对象与参照物是同向同速，那么研究对象相对于参照物就是静止的。在实际教学中，学生还拓展联系到了4×100米接力赛中，要想接力棒能够顺利交接，那么交接棒的两位运动员在交接过程中必须要保持相对静止。

活动四：提供的器材有红旗和风扇，你能用哪些方法实现红旗向右飘扬？

活动中学生最终给出了两种方案：一种方案是红旗固定在桌面不动，风扇向右吹风;另一种方案是不用风扇，在无风环境中让红旗快速向左运动，两种方案均实现了红旗向右飘。归纳概括它们的共同点：以旗杆为参照物，空气（风）都在向右运动，所以红旗向右飘。在此基础上，给出飞机风洞模型，通过观看风洞中的飞机起飞过程，直接解答了为什么固定在风洞中的飞机能在空中快速飞行的疑惑。通过这样一个环节的设计，把原来较为抽象、不易理解的风洞实验转化为可观测、可设计的学生实验，增强了学生的主观感受和体验。在建立新知识与现有知识关系的基础上，通过与同学的协作学习，收获知识，学以致用。

活动五：观看视频并思考，复兴号列车与和谐号列车“飙车”过程中，分别以复兴号、和谐号为参照物，和谐号、复兴号的运动情况该如何描述？

在前面两个活动的铺垫下，活动五中呈现的是两个同向却不同速运动的列车，通过设疑解答，学生很快就能拓展出课本插图上展示的“游云西行而谓月之东驰”，其本意在于体现运动是相对的这一思想。

结合课本中的“想想议议”环节，教师利用插图向同学们展示了这样一个情景：小华坐在高速行驶的列车里，当他看到对面列车驶过时却感觉自己在后退，请同学们解释这两列火车可能的运行情况和做出判断的原因。该问题的判断对八年级的学生来说是具有挑战性的，但是有活动四奠定了基础，五种可能的运动情况很快就被学生们罗列出来了。对于初中生来说，这便是深度学习的意义，目标在于培养学生的核心能力，更重要的是学生在经过这一系列的学习活动后，能力和思维层次方面有了很大的提高。

结语

笔者在本节教学设计中注重的不仅仅是要学生深度理解机械运动的概念以及对运动相对性的描述，更体现了物理课标中“注意学科间的联系与渗透”的课程理念，在学习过程中学会将数学中的坐标系与位置的概念有机结合，这样获得的不仅仅是单纯的学科物理知识，更重要的是获取了研究问题的方法。总的来说，在实际课堂环节的实施中，学生积极参与课堂、反应敏锐，达到了预期教学目标，即学习能力的不断提升。

参考文献：

[1]MARTON F，SAJLO R.On qualitative differences in learning outcome as a function of the learner`s conception of the task[J].British Journal of the Educational Psychology，1976，46（2）.

[2]何玲，黎加厚.促进学生深度学习[J].计算机教与学，2005（5）.

[3]陈卫春.物理八年级下册教师教学用书[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2013（142）.

责任编辑：唐丹丹