聚焦深度学习，构建高中物理思维型课堂

邵 钢(上海交通大学附属中学闵行分校 201100)

《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“新课标”)基于物理学科核心素养确定了教学目标和内容，即：“必须把培养物理学科核心素养作为物理教学的重要目标，将‘物理观念’‘科学思维’‘科学探究’‘科学态度与责任’等物理学科核心素养的培养落实于教学活动中。”科学思维素养是高中物理核心素养的重要组成部分，是深化物理观念、培养科学探究能力、形成科学态度的关键。以往“浅层化”“知识型”的教学模式显然已经落后，会导致学生的学习始终停留在物理表层阶段，难以从中获得提升与发展。鉴于此，物理教师必须积极转变教学理念，以深度教学理论为指导，为学生构建一个思维型课堂。同时，还应努力转变师生角色，赋予学生探究者、思考者的身份，组织和引领学生经历思考、探究、反思、迁移等学习活动，使学生理解知识、掌握知识、创造知识，并在建构知识、科学探究的过程中促进科学思维发展、形成科学态度与责任。

一、高中物理深度学习与思维型课堂概述

1.深度学习概述

美国教育学家布鲁姆在研究中对教育目标层次进行了划分，即知道、领会、应用、分析、综合、评价。在这六类教育目标中，“知道”“领会”属于浅层学习目标；“应用”“分析”“综合”和“评价”则属于深度学习目标。

浅层学习属于低水平学习；深度学习则属于高水平、高阶思维的认知活动，也是一种高级的学习状态。但两者并非完全对立，深度学习以传统浅层学习作为基础，是浅层学习的延续和升华；浅层学习也并非一无是处，它是学生进行深度学习的前提。同时，与传统浅层学习模式相比，深度学习更加关注批判理解、信息整合、知识建构、迁移运用、问题解决等，更加关注学习者在学习中的投入程度，是深入知识内核、解决问题的学习模式，属于以高阶思维为主的学习活动。

2.高中物理思维型课堂内涵

思维型课堂依据思维结构的智力理论，以认知冲突、自主建构、思维监控、迁移和应用四大基本原理为基础，以拓展学生思维的广度与深度为目的，引领学生在知识探究中，提升思维的灵活性、发散性、创造性。在思维型课堂中，共包括四大部分，即认知冲突、自主建构、思维监控、应用迁移。其中，认知冲突旨在强化学生的心理动因，激活其思维；自主建构则是指学生自主建构的过程，包括学生个人探究、合作探究两个部分；思维监控则是对探究学习、问题解决过程进行总结、反思与评价；应用迁移则是将已获得的新知识迁移到新的问题情境中，解决新的问题。

与传统的“知识型”课堂不同，“思维型”课堂属于深度学习范畴之内，以进阶思维作为载体，以提升学生的思维品质、知识应用能力为主要目标，旨在促进学生对所学知识进行深度处理、加工和转化，在完成知识有意义的建构的过程中，促进高阶思维发展，真正实现物理学科育人的目的。

二、基于深度学习理论，构建高中物理思维型课堂

1.创设问题情境，驱动学生思维

在基于深度学习理论构建思维型课堂时，教师必须要转变学生的学习态度，激活其认知思维，使其积极主动地进入深层次学习中。而要达到这一目标，教师在开展课堂教学时，必须要聚焦物理核心素养的内涵，结合高中生的认知发展，科学设计问题情境，使得学生在问题情境的引领下逐渐进入思考、探究的深层次学习中。例如，在“超重和失重”思维型课堂的构建中，教师可以为学生设计一个问题情境：在我们称体重时突然下蹲，我们发现体重计示数变小，之后又逐渐变大，接着再变小；但是当我们站在体重计上一动不动时，体重计示数则会保持不变。借助这一常见的生活现象可引导学生逐渐进入新知识的探究学习中。再比如，在“楞次定律”思维型课堂的构建中，教师创设问题情境，以演示实验作为“引子”，点燃学生的思维。在具体教学中，为学生播放了一段演示实验：两根相同长度的塑料管和铝管，在管口同一高度静止放置相同的强磁铁，引导学生结合所学知识思考“两个强磁铁中，哪一个会先从下管口出来? 还是两个同时出来?”接着，引导学生结合实验结果展开分析。如此设计赋予了物理课堂思维性，使得学生从问题情境逐渐进入物理知识探究中，为学生的高效学习、物理核心素养的发展奠定了坚实的基础。

2.巧设认知冲突，推进思维发展

传统课堂中，教师通常按照教材内容进行讲解。在这种教学模式下，学生的学习基本上都停留在浅层阶段，难以从中获得高阶思维的发展。鉴于此，在基于深度学习来构建思维型课堂时，教师必须要尊重“以生为本”的学习理念，以学生已有的认知结构、知识水平作为出发点，巧妙设置认知冲突、认知矛盾，以此激发学生探究欲望，促使其在深度探究中完成思维的进阶发展。例如，在“平抛运动”教学中，为了促进学生的高阶思维发展，教师可运用多媒体技术为学生设计一个问题情境：在同等的高度上有三个相同的铁球。其中铁球甲做自由落体运动，铁球乙和铁球丙做平抛运动，但两者初速度有所不同。此时，教师暂停视频，引导学生思考“三个球在空中运动的时间有什么关系?”学生根据以往所学的物理知识，认为初速度大的铁球平抛运动时间最长，自由落体的铁球甲平抛运动时间最短。待到学生回答完毕之后，教师再次呈现实验，并借助慢放、回放等方式，使得学生在认真观察中发现“三个铁球运动时间是一样的”。如此一来，实验结果与学生原有认知之间产生了强烈的冲突，这种冲突恰恰能够唤醒学生内心的探究欲望，从而有效推动其物理思维深度发展。

3.问题链引领，促进思维发展

基于深度学习的物理思维型课堂要求物理教师应始终秉承“以生为本”的教育理念，赋予学生知识探究者的身份，使其在自觉主动的思考和探究中，完成知识建构，实现物理思维的纵深发展。要达到这一目标，物理教师必须要在新教学理念的指导下，精心设计教学活动，充分发挥问题链的引领价值，使得学生在层层递进问题链的引导下高效完成知识、思维、能力等多重目标。需要说明的是，为了保障教学效果，在设计探究问题时，教师还应提前做好学情分析，使得设计出来的问题链恰恰落于学生的认知最近发展区，以免出现难度过大或难度过小等不适宜现象。例如，在“伏安法测电阻”的物理实验教学中，为了落实物理核心素养的要求，教师基于思维型课堂的内涵，围绕欧姆定律的推导公式，为学生抛出一个问题：“电压表及电流表有电阻吗? 在实验中会对测量结果产生什么影响?”接着，以此问题为中心，设计了五个层层递进的问题链：(1)电压表上是否存在电流? 有电阻吗? (2)电流表上是否存在电压? 有电阻吗? (3)电压表显示的数值和电阻两端是相等? 还是存在偏大或者偏小的现象? (4)在实验中，如果将一切操作失误的干扰进行排除，实际测出来的数值是否为理论上的电阻值，或者存在偏大、偏小的现象? (5)假设我们手上有一个电流表，其内阻为2Ω，电压表的内阻为2000Ω，现在要用其测定一个50Ω 左右的电阻，应该如何设计电路? 在这层层递进问题链的引导下，学生在思考与探究中逐渐进入“电压表、电流表本质”学习中。如此一来，不仅促进学生高效完成了知识建构，也使他们在探究中消除了僵化思维，继而形成了一定的科学探究思维。

4.联系生活实际，促进思维迁移

深度学习视域下，高中物理思维型课堂构建的关键在于促进学生所学知识的内化与迁移，使其在新的问题情境中，通过解决实际问题，实现所学知识的灵活应用。基于此，在构建高中物理思维型课堂时，教师应基于深度学习的内涵，以生活化教学理念作为指导，设置生活化问题，引领学生在实际生活的情境中，通过科学推理、质疑、论证等过程，实现物理知识的“学以致用”，并促进高阶思维的发展。例如，在“离心运动”教学中，教师可带领学生对家庭中洗衣机的运动情况展开观察，指导学生结合所学知识，围绕洗衣机甩干衣服时的运动进行分析。学生在分析中发现：在甩干衣服的过程中，洗衣机做的是离心运动，且受到向心力作用的影响，衣服在转筒内部保持垂直的状态；在甩干衣服的过程中，转筒转速越快，衣服越受到向心力、摩擦力、重力作用，水分就被甩到转筒的壁上，最终实现脱水目的。如此一来，这样的思维型课堂不仅密切了理论与实际的联系，也促使学生在常见、熟悉问题的分析中实现了物理知识的灵活应用，并促进了学生高阶物理思维的发展。

5.基于批判反思，促进思维升华

为了培养学生的核心素养，教师必须要关注学生的质疑精神，有意识地培养学生的批判性思维，使其在批判反思中，完善认知体系，促进高阶思维发展，最终达到物理核心素养的要求。例如，在“平抛运动”教学中，教师在构建思维型课堂时便要遵循培养学生批判性思维的教学理念，先给学生呈现一道经典练习题目：小球从斜面上水平抛出，又落到斜面上。多久之后小球距离斜面距离最远? 最远的距离是多少? 鉴于学生在探究中面临的困难和障碍，教师应充分发挥自身的引导价值，指导学生思考“斜上抛运动的物体，在什么时候距离地面最远?”学生结合所学知识，得出“当物体竖直速度减为零时距离地面最远”这一结论。接着，教师再次提问：“应如何求解这一最远距离?”学生结合已有知识回答：“通过建立坐标系、利用数学关系进行求解。”之后，教师再次鼓励学生思考有没有其他解决方法，引导学生按照运动的分解，尝试运用仿照斜上抛物体分解方式进行解决。在这一过程中，通过教师的点拨和引导，学生运用思考、讨论、合作、探究等方式，在批判反思中逐渐进入深度学习中。

三、结语

课堂教学活动的组织方式直接影响了物理核心素养的达成情况。鉴于此，为了满足新课标下的教学要求，唯有努力摆脱“浅层”教学模式，深挖物理学科中蕴含的育人点、思维教育点，借助多种教学手段，多方构造一个思维型物理课堂，促使学生在思维型课堂中，逐渐进入物理学科深度学习中，促进核心素养发展。