深度学习视角下的物理教学策略——以《汽化》为例卢谋宇--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

深度学习视角下的物理教学策略——以《汽化》为例卢谋宇

发表时间：2021/8/13 来源：《教学与研究》2021年8月上作者：卢谋宇

[导读] 深度学习是受到高度关注的高阶学习理念，本文以《汽化》这节课作为载体，在深度学习的视角下，从动机、自主建构、批判性思维、元认知、迁移与创造这五个维度提出物理教学的五个对策，并提供课堂教学实施的案例分析，为培养学生的深度学习提供一定的借鉴。

深圳市宝安中学（集团）初中部卢谋宇广东深圳市 518000

摘要：深度学习是受到高度关注的高阶学习理念，本文以《汽化》这节课作为载体，在深度学习的视角下，从动机、自主建构、批判性思维、元认知、迁移与创造这五个维度提出物理教学的五个对策，并提供课堂教学实施的案例分析，为培养学生的深度学习提供一定的借鉴。
关键词：深度学习；教学策略；教学案例
        深度学习是指在理解的基础上，学习者能够批判地学习学习新思想和事实，并将它们融入原有的知识结构中，能够在众多的思想间进行联系，并且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。根据布卢姆认知目标分类体系六个层次：记忆，理解，应用，分析，评价，创造，浅层学习停留在认知的第一二层，深度学习对应后面四层。【1】深度学习的表征有以下几点：1.要求学生要有内在学习动机。2.要求学生主动的建构知识。3.学生要有批判性的思维。4.要求学生具有迁移的能力。5.要求学习过程中有元认知的参与。【2】作为一线的中学物理教师，如何进行有效的课堂教学促进学生的深度学习？下面以人教版第三章第三节《汽化和液化》中的汽化为例，进行深度教学视角下的物理教学策略探讨。
        一、动机：创造扎根于学生已有经验的情景，激发学生深度探究的动机。
        深度教学要求学生要有深刻的学习动机，扎根于学生已有经验的情景更能激发学生的动机。在《汽化》这节课引入新课时，提前在一个气球的内部装入一小部分酒精（此时学生不知道气球装有少量酒精），邀请两位学生上讲台密封气球吹气口，确认气体不能从外部流入气球。然后气球放入大烧杯，往气球淋上高温的热水，气球突然就从鼓起来了。为什么密封的气球没吹进气体确能鼓了起来呢？这和学生已有的经验产生了冲突，激发了学生的求知的欲望。这个密封气球自动膨胀的“小魔术”比“在透明的塑料袋装酒精，放进热水观察现象”的演示实验更加能激发学生的求知动力，教师在试图创设情景来激发学生的动机时，要充分考虑到此情景是否能真正触动到学生，从学生已有的生活经验中进行情景的设置，会更加引人入胜。

        二、自主建构：尊重学生认知规律，优化知识顺序，助力学生学习进阶
        深度教学实际上是对复杂信息进行加工的过程，物理学概念的建构要从基础到高级的不同层次进行发展，因此要对即将获得的知识进行精细化的深度加工和编排，从而有利于学生在建构知识过程中更加平顺。在人教版的教材的《汽化与液化》的知识编排顺序结构如图2：

这样的编排学生是先学习了汽化中的沸腾知识，再来学习蒸发知识。基于深度学习的理论，对这样的编排进行了调整，顺序如图3：

        这样优化编排基于以下原因：1.沸腾和蒸发同属汽化现象，从学生的认知结构上看，学生在日常生活中充分的蒸发体验，比如汗水的蒸发，衣服的晾干，洒到地面的水变干等，学生不仅看到这些现象，还能通过自身的触觉感觉等多种途径感知到蒸发这种汽化形式，相对沸腾这种平时只能远观的汽化形式，学生是更容易接受的。2.从知识的难度层面上看，沸腾涉及到水沸腾时温度的变化特点的探究，对学生的要求更高，需要调用学生的逻辑与分析，评价与批判能力，要求相对蒸发更高，先进行蒸发后进行沸腾的学习能保持学生递进式的深度构建知识，也更加符合学生的认知规律。
        三、批判性思维：尊重探究的真实性，在矛盾情景中运用批判思维形成更加稳固的知识结构
        实验探究是物理学科的核心素养，学生在进行实验探究的过程中需要进行思考，分析，评价等，实际上就是深度的学习的一个过程。然而在实际的教学中，有些探究性的实验流于形式化和步骤化，简单的记忆和机械化、框架化的操作并没有把学生带入深度思考的状态中，因此教师要充分尊重实际探究中每一个细微的发现和预期偏差，并且可以对探究过程进行过程性反馈和反思，让学生在课堂中对比不同小组中实验操作，数据和分析的细微差别，从而调用学生的反思和批判性思维，促进学生获得更加准确稳固可信任的物理概念。比如：在“探究水沸腾时温度的变化特点”时，各个小组在记录沸腾时的温度时，产生了和预期不一样的数据，首先是每个小组测量的沸腾温度都没有达到100℃，另外每个小组的沸腾温度还不一样，这样的数据差异提供了与预期的矛盾情景，如果老师没有足够的重视，学生可能就会认为这是一个简单的测量误差，更有学生可能会编造数据让数据符合预期。因此老师要给予学生足够的时间、空间和包容，驱动学生进行反思和深度探索，并在批判性的交流中诱发思维的碰撞，对实验的过程和观察的现象进行重新审视，建立解析矛盾情景的模型。当然在这个过程中也要在某些节点上提供必要的科学知识作为辅助，比如提供一些“科学小资料”来增大学生讨论的深度与广度。
        四、元认知：注重过程性评价，通过问题链，触发学生元认知机制
        深度学习是一个连贯性的知识建构过程，仅仅通过结果性的评价无法对整个学习过程进行充分而即及时的反馈，因此教师在教学过程中要注重过程性的评价，同时过程性的评价也会让学生明白教师重视的是过程而并非最终的成果，这样会促使学生对自己的学习过程进行监控，触发学生的元认知机制，而深度学习作为一种高阶的学习，学生在学习过程中会发掘到更多比浅层学习的问题和困难，因此学生在学习过程中更加需要调用元认知这种对认知的认知的高阶能力，元认知能力的提升会进一步促进学生深度学习的能力和习惯。在“探究水沸腾时温度的变化特点”实验过程中，学生会发现实验需要很长的时间，“如何缩短实验时间”是本实验操作需要解决的一个实际问题。尽管教师是非常清楚如果操作可以缩短实验的时间，但是老师还是要把探索及解决问题的机会留给学生，让学生去克服困难的情景，教师可以在这个困难的情境中通过产婆式的问题链，让学生对之前的实验操作进行反思，找出可取的和不足之处，从而改进实验操作过程。对于这个困难情景教师可以组织如下问题串：1.我们实验目的是什么？2.我们有必要让水从常温开始加热吗？，如果不需要，我们应该怎么改进？3.敞开的烧杯有大量的热气排出会影响水温上升速度吗？应该如何改进？4.水装多少为宜？是越少越好吗？最少可以少到什么程度？通过这些问题链引导学生对实验步骤反思，触发学生的元认知机制，同时在老师过程性的反馈和评价中，让学生不断的调整和提升，让探究逐步深入。
        五、迁移与创造：将新学习的知识迁移到创造性情景，提高学生解决问题的能力
        浅层的学习对应的学生机械化的记忆和表层的理解，在碰到表征复杂的问题，无法实现知识的迁移，然而现实生活中的情景往往问题不是单一的，往往需要对多项知识进行整合，如果学生未能把新学的知识融入已有的知识结构，未能对众多思想进行联系，就无法顺利解决现实生活中的具体问题，因此老师可以提供生产生活中提炼的实际问题情境，让学生浸入情境，对所学的新知识进行迁移，从而发展学生高阶的创造力和解决问题的能力。在《汽化》新的知识学完后，老师设置了两组有趣的情景，给学生一个纸杯作为容器和一个鸡蛋，让学生分析能否将鸡蛋煮熟。
        学生要解决这个问题，他必须将过往的生活经验和刚学的汽化知识进行有机的整合，学生需要分析纸杯装水进行加热会不会马上被点着，如果不会，是什么原因，纸杯点燃的条件是什么？纸杯加热能不能一直加热到沸腾，鸡蛋要多高的温度才能煮熟？如果想尽快煮熟，需要注意哪些问题？学生在解决这一系列的实际问题过程中未必马上就能找到最佳方案，但是这个过程中调动的高阶思维能力将学生所学的知识和已有知识结构产生了更加稳固而灵活的关联，有利于学生在下阶段的决策和解决问题的情境中更易于在不同思想中进行联系和切换和创造。
参考文献：
[1]张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育，2012，(309)：7-8.
[2]慕彦瑾，段金菊..基于认知心理学理论的深度学习研究设计[J].内蒙古师范大学学报,2012，25（7）：66.
作者简介：卢谋宇1986，男，中学一级教师，从事初中物理教学工作