基于深度学习培养学生物理思维主动性的教学启示

摘要：笔者借鉴古今教育思想的理念，依据深度学习理论，总结反思多年教学实践，提出高中物理课堂教学中培养学生科学思维主动性的几点想法，引导学生学习走向深度学习，培养学生科学思维能力，以期破解“物理难，我就是想不出”“自我感觉良好，考试成绩往往不理想”等常见问题。

关键词：深度学习；主动性；科学思维；层进式学习

为了提升学生物理科学思维品质，落实物理核心素养，破解“物理难，我就是想不出”“自我感觉良好，考试成绩往往不理想”等问题，教学活动就需要让学生回归本位，注重培养学生思维的主动性。学生是学习活动的主体，是知识主动的发现者、探索者，教师要多元化、多方面地给予学生影响，提升学生的科学思维的主动性。

一、科学思维主动性对物理学习的意义

科学思维主动性是一种积极的思考方式，是指学生在科学思维过程中，能够积极、主动地寻求解决问题的欲望和动力。物理学习不仅需要学生掌握各种理论知识，还需要学生运用科学思维去理解和解释现实世界中的物理现象。思维主动性不仅可以提升学生学习的积极性和理解深度，培养学生的创新思维，还可以提升学生的科学思维能力。学生在学习物理的过程中，应该始终保持思维的主动性，积极探索、发现和解决问题，从而更好地理解和应用物理知识，并在探索中体验学习的乐趣和价值。因此，思维主动性对于物理学习具有深远的意义。

二、深度学习下对学生思维品质的要求

上海师范大学黎加厚教授在《促进学生深度学习》一文中指出，深度学习是在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习［1］，是一种高阶思维活动。

美国学者马顿和萨尔约在《论学习的本质区别：结果和过程》一文中明确提出了浅层学习和深层学习的概念。浅层学习是对零散的、无关联的内容不加批判地机械记忆，学习内容与生活实际联系不够紧密，与学生以往的经验关联度低；而深层学习则是对学习内容积极主动地理解、联系，结构的建立，基本原理的追求，相关证据的权衡、批判、反思和应用，学习结果迁移性强的学习状态和过程［2］。这被普遍认为是教育学领域首次明确提出深度学习的概念。

其实，我国宋代以前的各级官学和私学，欧洲古代和中世纪的教育均采用个别教学，教育理念主要以实践为基础，注重学生的个别差异，以启发、诱导，层层推进的方法，充分发挥学生的积极性和主动性，以此促进学生思维能力的发展，蕴含着深度教学的思想。如儒家“不愤不启，不悱不发。举一隅不以三隅反，则不复也”和苏格拉底创造的产婆术教学方法，这都是培养学生的质疑和持续思维的能力，以培养自觉性为中心的教学方法。

班级授课制模式下，虽然很大程度上提高了教育和教学的效率，有利于发挥教师的主导作用，培养学生多元化的合作、交流和集体主义精神，但是，这种模式一定程度限制了学生学习的主动性和独立性，不能很好地适应学生个性差异，不利于因材施教，学生的学习主要是接受式学习，不利于培养学生的探索精神、创造能力、动手操作能力。

因此，要让学生在现有模式下能真正意义走向深度学习，就需要建立在教师深度教学、引导的基础之上。在教师引导下，学生对知识进行“层进式学习”和“沉浸式学习”［3］，只有经历对知识内在结构逐层深化的分析学习，从是什么、怎么用到为什么，学生对知识的理解才会更有深度，知识结构更有关联度；只有深刻参与和积极投入学习过程，经历观察、发现、分析、概括、总结、演绎等知识建立的过程，体验自我肯定、自我满足的成功，学生才会享受到学习的乐趣，形成主动学习的意愿和积极的态度。

三、深度学习下对物理思维主动性的培养策略

人有求知的本性，教育就是在培养人的本性。基于深度学习理论，以教促学让学生的学习走向深度，让学生的学习行为更有投入度，让学生对学习内容更有理解度，让学生的知识结构更有关联度，让学生的学习思维更有敏感度，让学生的学习意义更有体验度，让学生的学习应用更有迁移度。要达成学生学习的这些深层变化，教师需要努力培养学生的自觉意识和元认知能力，要求课堂教学必须走向有广度、有深度、有关联度的教学。在日常教学中，笔者对此有以下几点思考：

（一）“参观”知识发展历史，提升学习主动性

教学不是要培养科学家，学生学习的主要任务是大量地接受间接经验，了解人类已有的科学核心成果，以学习书本知识为主，知道科学家对知识的思考、建立的发展历史，感受探究过程中的艰辛和思想火花迸发的契机，掌握大胆猜想，理论分析和实验探究，总结归纳规律的方法。提升学生认知的连续性、完整性、深度性、关联性，消除概念、规律的神秘性，提升物理知识与生活的亲密度，降低陌生感、恐惧感，从而降低学生学习的焦虑度，提升学生学习的兴趣和效能。

如在学习《天体运动》章节时，通过历史文档、科学家简介、图片、视频等学习材料，了解人类认地、观天、飞天、登天、住天的认知和发展历史，感受科学家大无畏追求真理的精神，以及坚韧不拔的品质；体会到基于前人已有事实证据的质疑、批判和科学推理，进而提出创造性见解是科学进步的不竭动力。激发学生学习动机，积极主动充分地感知教学材料，为深入理解教材做好思想准备。

（二）“体验”关键知识点，提升思维准确性

在教师的指导下，学生有目的、有组织地学习间接经验，可以不受时空限制，快速高效地把人类积累起来的基础知识接收过来，可以使学生在新的起点上继续认识和改造世界。但是人类认识自然的普遍规律是感性到理性的不断深化，间接经验是建立在直接经验之上的，因此，也要重视学生直接经验的获得。教学中通过教师对教学内容及学生的学习过程与方式进行精心设计，学生便能够简约地“经历”人类发现知识的关键环节，通过自己的活动将符号化的知识“打开”，将静态的知识“激活”，全身心地体验知识本身蕴含的丰富复杂的内涵与意义。力所能及地让学生体验知识建立的关键点，能提升学生理解的深度，消除科学探究的神秘度，增进学生与知识的亲密度，从而提升学生能学好物理的信心和兴趣，发现生命的乐趣，培养学生终生学习的能力和愿望。

例如学习《相互作用——力》章节中，利用弹簧、绳子拉动木块和弹簧与绳子的互拉活动，让学生体验到相互作用过程中物体的形状和运动状态的变化；飞镖可以直接用手扎进标靶，也可以把飞镖扔向标靶而扎进标靶，学生通过这样的活动体会到运动状态的变化同时伴随着相互作用。又如，学习“探究弹簧弹力与形变量的关系”时，让学生通过实验观察、发现弹簧形变大小与力有直接的关系，首先建立起基本的定性认识，接着通过实验定量测定，分析、概括、总结出弹簧的形变大小与力成正比的规律。学生在实验中体验知识的发现、形成、发展过程，在这样的过程中，学生真正成为教学活动的主体，能够在“硬知识”之外，体会到更深刻、更复杂的学科思维。学习活动鲜活，有温度，学生能感受和体验到知识的丰富复杂、细微精深。

（三）“感知”知识建立过程，提升思维自主性

把握事物本质的过程，便是对学习材料进行深度加工的过程。因此，把握事物的本质要通过学生的感知活动去实现，或是“情境体验”，或是“质疑”和“探究”，或是“归纳”和“演绎”，让学生与学习的内容之间建立一种紧密联系，学生才能认识到本质的多样表现、各种变化，才能举一反三，闻一知十。这里的“一”便是本质，是关于事物的基本原理，也是教学内容的核心。

教学中教师提供丰富的教学材料，引导学生通过视觉、听觉、触觉的充分感知，使学生能想象、理解知识，通过判断和推理、抽象和概括等思维加工，由表象上升为概念，使抽象的概念、规律与生动的事例联系起来，消除学生与知识之间的隔阂，让学生觉得学习知识是很有趣的事，增加对未知世界领域的好奇与兴奋，从而产生积极的学习态度。

例如学习力的概念时，在教师的指导下学生动手实验，从与力相关的生活、生产、自然现象中归纳、概括出“力不能离开物体而独立存在”“力的作用是相互的”的性质；学习万有引力定律时，“参观”牛顿研究的过程，通过“月—地检验”“苹果落地”的演绎推理，感知到复杂运动后面隐藏着简洁的科学规律。牛顿正是吸收了前人的优秀成果，再加上耐心实验，以及“不断地对事物深思”的品质，使得他创造性地提出万有引力定律。

（四）课堂从“讲话”走向“对话”，提升思维批判性

教学活动本身是严肃紧张的，由于高速而压缩化的课堂教学进度与缓慢而复杂的学习历程之间有落差，并且留给学生独立思考的时间和空间是极为有限的，不少学生往往陷入虚假学习和表层学习。因此，课堂不应是一言堂，切忌把做变成讲，把学生的主动变成被动，把具体感知、体验变成抽象的说教与传授。课堂需要营造安全、尊重、平等、包容的氛围，留给学生充分表达自己见解的机会，教师要善于倾听、给予回应，使学生与学生之间、学生与教师之间、学生与学习材料之间接纳、回应、互动、碰撞、沟通、协作、交流，是保证学生全身心投入教学活动、开展深度学习的重要条件。教师太快地讲出所谓的“正确”答案，往往会限制了学生的学习主动性，正如德国著名教育家第斯多惠说的：“一个坏的教师奉送真理，一个好的教师则教人发现真理。”这句话凝练地表达了教学的本质。

例如学习《电荷》一节时，教师首先展示趣味静电现象视频，接着学生利用手头资源动手实验，观察摩擦起电现象，教师提出如下问题：“玻璃棒与丝绸摩擦为什么会带电？”学生回答：“摩擦起电。”“玻璃棒为什么会带上正电荷？丝绸会带上什么电荷？”学生回答：“不同物质的原子核束缚电子的本领不同，玻璃棒与丝绸相互摩擦时，玻璃棒的原子核束缚电子的本领弱，它将失去电子而带正电；丝绸的原子核束缚电子的本领强，它得到电子带上负电。”“金属棒能通过摩擦带电吗？”学生回答“会”或“不会”或者保持沉默。此时，同学们动手实验起来，发现铜棒与多种材料摩擦都不能带上电。这时教师让同学们比较“玻璃棒、橡胶棒、丝绸、毛皮、塑料梳子、泡沫塑料……琥珀”与“铜棒”有什么不同，同学们经过激烈的争论后说出，铜棒是导体，有大量的自由电子。“如何让金属导体带电？”根据课前预习学生能够回答：“接触和感应。”通过以上层层递进的师生之间的提问和回答，本节课可以顺利展开后续的重点内容——静电感应现象的学习。

在教学中贯穿提问和追问，使学生积极主动地参与课堂学习活动，真正实现学生从教学的旁观者到参与者的过渡，让学生做回“驾驶员”。在教师不断提问和追问下，学生的物理思维主动性也被有效地激活。所以，课堂提问是推进教学，促进学生积极思考的重要手段，也是师生对话的重要方式，是提高学生课堂中参与性、互动性的重要措施，还是实现学生全面发展的有效手段。

（五）层次化、明晰化学习任务，提升思维深度性

依据深度教学理论，教师把学习任务分解成有关联的不同认知水平的小任务［4］，规定期限，及时跟进，针对学生的思考和表现，给予积极的肯定和建设性的指导。教师设计恰当的问题不断追问，让学生在已知和未知之间博弈，在学生愤悱之时，给予启发和引导，从而让学生破解疑难，获得更高的认知水平。教师是学生与知识之间的中介，教师的工作是“扶上马、送一程、扬一鞭”，这样，学生在不断自主完成任务的过程中体验成就感，在成就感中对未来产生期许和兴奋，从而让学生产生积极的学习态度和学习动力，培养学生不断攻克难关、坚持完成任务品质。

如学习“机械能守恒定律”时，给学生确定如下几个层次的教学目标。

针对C层次的学生需要独立完成①水平的目标；B层次的学生需要独立完成①②水平的目标，而对于A层次的学生就要实现①②③水平的目标。这样，这样学习目标明确，学生既不会感到困难很大，又能增强学生自信，促进学生整体进步。

（六）问题互讲提升思维的逻辑性

问题互讲是一种非常好的提升思维连续性、逻辑性的方法。通过相互交流和讨论问题，我们可以更好地理解问题，更好地找到解决问题的方法。学生把困惑的问题、束手无策的习题和错题讲给物理学习力强的同学或教师，在给其他人讲解过程中，学生可以更好地掌握问题的信息，就可以更好地理解问题的本质和关键点。在给其他人讲解过程中，就可以充分外显思维，发现自己的思维断点和知识困惑点，从而可以更好地重构自己的知识体系和思维体系。当学生给其他人讲解问题时，对方也可以了解不同的观点和思路，从而拓宽自己们的知识面和视野，也能少走“弯路”或避开“陷阱”。通过问题互讲，可以激发学生彼此的灵感和创造力，同时也可以发现自己的不足之处，从而更好地提升自己的思维能力。

结语

通过以上的教学启示，教师为学生创造积极的学习环境，在培养学生科学思维主动性方面取得更好的效果。这将有助于激发学生内在学习动力和积极的学习态度，发展学生的自主学习能力，提高学生的科学素养和解决问题的能力，以便有效破解物理学习的困难现状。

参考文献：

［1］黎加厚.促进学生深度学习［J］.计算机教与学·现代教学，2005（5）：29-30.

［2］郭元祥.深度学习：本质与理念［J］.新教师，2017（07）：11-14.

［3］张文华，王姝婷.指向深度学习的小学英语绘本故事教学［J］.基础外语教育，2019，21（05）：86-91+109.

［4］郑刚.知识深度（DOK）教学法［EB/OL］.https：//www.sohu.com/a/210229524_691021.

项目：甘肃省教育科学“十四五”规划2024年度课题《教育现代化背景下高中化学微实验开发与应用研究》GS［2024］GHB1023阶段性成果

作者简介：潘海龙（1978—），男，汉族，甘肃庆城县人，中学一级教师，从事高中物理教学工作。