基于“深度學習”的高中物理概念學習策略例探

鄭秀清

摘 要： 教師引導學生掌握并有效運用學習策略，對深化概念的學習效果、提高學習能力具有重要意義。文章主要圍繞學生學習物理概念的認知發展，從學習過程中的認知規律、認知結構、認知發展進程三個角度，闡述如何利用學習策略促進有效識記概念、在把握深層聯系中自覺建構概念與獲取新知、在主動調控認知進程中激活思維、培養學習能力等問題。

關鍵詞： 高中物理 概念教學 學習策略 深度學習

在高中物理教學中，筆者經常發現不少學生在物理概念的學習上出現較為嚴重的分化現象，學習效果有明顯的差異，相當一部分學生無法正確把握物理概念的學習方法和技巧，缺乏學習策略的有效引導，學習積極性與實際效果存在極大反差。在物理概念教學中注重對學生學習策略的指導尤為必要。下文，筆者結合物理概念教與學的實際，從三個方面談談物理概念學習策略的具體應用。

一、遵循認知規律，借巧法促識記

在高中物理概念教學中，教師積極把握和遵循學生的認知規律，這是開展有效教學、促進深度學習的先決條件。只有充分認識了學生的心理特征和認知規律，教師采取的方法和策略才更有針對性，才能為因材施教奠定必要的學情基礎。

1.遵循認知規律

相比于初中物理，高中物理概念更具有抽象性。但高中生在智力活動中的感覺、知覺、觀察、想象、記憶和思維等方面能力都達到了較高水平，具備學習概念的良好認知基礎。所以，教師首先必須認識并把握學生的認知規律，引導他們不僅學會掌握物理概念的形成過程，而且領會概念中蘊含的物理方法和科學探索精神。如，在必修一《運動的描述》單元中，學習物理學科的第一個概念——“機械運動”時，筆者先聯系了學生在初中已學過的物理知識，啟發他們閱讀教材圖例并進行討論，再利用已有的學習經驗和現有的輔助資料認識了各種運動形式，從而得出結論：“運動是宇宙中的普遍現象?！卑凑找话愕絺€別的思維演繹方法，沿著學生討論獲得的學習成果，繼續設置問題：“（1）你從座位走到黑板前來，在這一過程中，你的發生了變化？（2）一輛停在路邊的轎車和正在路上行駛的轎車有何不同呢？（3）如果說，天上的飛機是運動的，你是根據什么呢？”教師結合這些問題指引學生開展發散性思考活動，啟發學生思維。最后，教師啟發學生一起成功歸納出“機械運動”的概念?？梢姡瑢W生在教師的巧引妙導之下經歷了從已學經驗到討論學習、從演繹到歸納的思維活動過程，體驗到了由現象到本質的認知進程，這些都是教師善于把握學生認知規律和求知心理的充分體現。

2.巧用識記策略

在物理概念學習中，識記能力是學生在把握物理概念文字符號中準確地感知、辨識有關信息，捕捉關鍵詞、句式結構和主體等重要元素，并有效培養整體性聯系的能力。它是物理概念學習中最淺層次的能力要求，也是理解、運用能力的重要基礎。筆者在教學中主要借鑒了復述認知策略。例如，在必修一“相互作用”教學單元中，筆者引導學生了解了各種“奇特的力現象”，又學習了重力與重心、形變與彈力等關于“力”的知識之后，進入了第三課“摩擦力”的學習；此時，先結合設計好的“摩擦力”流程圖，利用復述策略進行延伸拓展，引導他們在“靜摩擦力”和“滑動摩擦力”兩部分內容的多次復述中更好地識記“摩擦力”概念：“靜摩擦力——依據物體的狀態確定在0至Fm之間，它與物體間的相對運動趨勢相反；滑動摩擦力——F=Fn，與物體間的相對運動方向相反?！苯處熯m時引導學生參與復述，借助形象的“摩擦力”流程圖，更進一步激發了識記的目的性，深化了概念識記活動，敏銳準確地提取了概念中的關鍵信息，保持了概念的穩定記憶。

另外，我們經常發現學生在識記物理概念時存在“先快后慢”的遺忘現象。為了促進學生較長時間地保持良好的識記效果，筆者利用了重復策略指引他們鞏固概念記憶效果。其中，有效方法就是指導學生堅持做好“物理概念記憶手卡”，鼓勵他們動手在卡片的正面寫上主要物理概念的定義、字母符號和中文意義，而在背面寫上物理概念所涉及的公式和公式的字母符號代表式，等等。這樣，學生就能充分利用閑余時間開展分散記憶。同時，啟發他們每隔一些時間段就要做好回憶和自我小測，如果發現在哪個概念上回憶失敗了，就在手卡上用紅色筆做好標記，下一次回憶時要更加關注，有效提高回憶效率，促進對物理概念的學習。

二、搭建認知結構，深聯系獲新知

在高中物理概念學習中，促進學生深度學習，不僅要遵循學生認知規律，而且要緊密聯系他們的知識經驗、思維習慣和學習情感，在此基礎上搭建起有益于認知發展的有效結構。當學生建立起符合自己學習特質的認知結構，在學習過程中自覺深入地把握概念的深層意義和內在聯系，自由調節學習進程，不斷獲取新知，深度學習的意義就自然形成了。

1.巧建認知結構

學生的學習效果很大程度上與他們頭腦中已形成的知識結構、面臨物理新概念時所采取的加工方法有直接聯系。如果教師能在學生激發興趣和迫切求知的時候，恰如其分地指引他們關聯新舊知識，探求知識的內在規律，縷清知識點之間的結構關系，就能建立起新的知識結構。如在“直線運動”概念學習時，教師就利用了認知的群集策略，借助知識網絡圖對概念、特征及類別進行組織整理、歸類，建立起概念之間的有機聯系，促進概念信息的記憶與理解，使學生在有機的概念體系中形成新的認知結構。

2.精加工獲新知

高中物理概念之間存在密切聯系，需要教師有效指引學生找尋已學知識與新學概念之間的內在聯系，促進新概念的深化理解，更好地激勵學生在概念的識記、理解和應用等過程中“生成”新知。在此，筆者經常利用精加工學習策略，巧妙地通過類比和類化的方法，讓學生在形象化的認知環境下積極探尋概念的深層內涵。如，在“加速度”概念的學習中，師生一起學習：“速度與加速度二者的方向可能相同或相反，甚至二者的方向不在同一條直線上；加速度與速度二者的方向相同或相反，二者的方向關系決定了速度是增加或減少。”可是學生對這些存在較大的理解難度。于是，教師設置了一個類比：“速度→箱子里的蘋果總數；加速度→每一次放進箱子或從箱子里拿出的蘋果數。”通過類比推理，學生理解了：加速度與速度二者的方向相同或相反，二者的方向關系決定了速度是增加或減少，這就好比向箱子里放進或拿出蘋果，決定了箱子里的蘋果是增加或是減少一樣。加速度的大小影響的是速度的增減變化的快慢，這就好比每一次向箱子里放進蘋果或從箱子里拿出蘋果數目多少，影響了箱子里蘋果數目增減變化的快慢，是一樣的道理。在此，教師圍繞“加速度”和“速度”這兩個相似概念，將概念學習與學生已有的生活經驗相關聯，借助形象的類比，引導學生自覺開展推理精加工，深化學生對加速度與速度變化影響的關系的“生成”。筆者還利用類化的方法，積極把某些相近信息的不同物理概念有機整合在同一網絡結構中，如在“比值定義法”學習中，將電容C=Q/U、電阻R=U/I、電場強度E=F/q、磁感應強度B=F/IL等物理量，或將速度V=S/t、加速度a=ΔV/Δt、角速度ω=Δθ/Δt、線速度v=ΔL/Δt等物理量進行類化概括，通過這些物理概念之間的共同本質特征的把握，有利于在類化相似知識的網絡結構中促進物理概念性知識的儲存，獲取更多新知識。

三、調控認知進程，激思維塑能力

在物理概念教學中，教師還應引導學生通過深入閱讀、討論思考、經驗分享、實驗操作等學習行動，調節和控制概念的認知學習過程，提升學生的思維品質，培養學習能力，完善能力結構。

1.問題單導學

筆者在引導學生學習物理概念時，注重堅持以目標為驅動的學習方法，加強師生之間的互動合作，并在圍繞概念目標的學習過程中利用元認知策略，靈活設置問題單指引學生計劃、監控、調節概念學習，促進學生計劃學習、自主監控、自覺調節，提高學習效率。如，在必修一“摩擦力”教學中，設置如下問題單：（1）制訂計劃：①摩擦力的概念是什么？②針對摩擦力的概念，我已掌握了哪些關鍵信息？這些信息對開展摩擦力概念的學習有何作用？③如何計劃更好地處理信息、學好概念？④是否還有其他有效辦法？⑤我下一步的計劃是什么？（教師在此利用了計劃策略設計學習計劃，引導學生主動捕捉概念中的關鍵信息，激發學生生成問題，學會分析如何完成學習任務。這樣的計劃使學生學會了規劃和預測自己的學習進程，促進了主動學習。（2）自主監控：①我是否堅持了學習計劃？需要采用新計劃嗎？②我的學習目標改變了嗎？目前的學習目標是什么？③我是否正在接近學習目標？（教師在此指引學生對學習進行追蹤、自我審問，能讓學生在概念學習中增強警覺性，主動注意和修繕學習中出現的問題。）（3）自覺調節：①在學習過程中，哪些方法是有用的？哪些是無用的？②下次我該利用什么不同方法？（教師引導學生根據自己的認知結果做好自我檢查，鼓勵發現問題，采取必要的補救措施，調節、矯正后續的認知學習，教導他們使用更多的有效策略。）學生在問題單的設置指引下，不斷修正和激勵思維活動，逐步深化對新概念的感知、識記、理解，提高認知程度和學習能力。

2.激思維塑能力

思維是科學素養的核心。在概念教學中，教師啟發學生參與思考交流，鍛煉邏輯思維，養成思維品質，提高思維能力，這是組織教學、促進學生能力發展的突破點。如，在必修二“向心加速度”概念教學中，特別注重這一概念的有序引入與探究推導，創造有利條件指引學生參與互動交流、討論探究。教師圍繞向心加速度的方向和大小展開推導，設計了如下探究環節：（1）建模型，激思維。先借助建立“一個物體以速率v、做半徑為r的勻速圓周運動”物理模型（圖略），接著啟發學生應用假設思維：“假設經過Δt時間間隔，物體從A運動到B，轉過的圓心角為Δθ，從而可以確定出物體一定時間Δt內在A、B兩點的速度變化Δv”；（2）分析，歸納。教師引導學生開展動態分析：“當A運動到B的時間Δt變得越小，物體轉過的圓心角Δθ則越小”，從而歸納出速度變化Δv的方向；（3）提問題，建概念。教師及時提出問題，引發學生思考：“速度在變化，想一想，加速度的大小與方向如何變化呢？”學生積極參與思考分析，憑借已學的加速度定義、加速度大小與方向、速度變化方向等知識，很好地建立起了“向心加速度”概念?？梢?，通過具體的探究活動，學生不僅領略了有效的推導方法，而且體驗了物理概念的推導探索過程，在活動中激活了創新思維，更強化了推理探究能力。

總之，高中物理概念的學習過程就是一個富于嚴密邏輯性的學習推理過程。教師堅持應用有效策略，在優化概念教學的活動中促進學生有效識記、獲得新知、發展思維，使學生在深入學習物理概念的同時，掌握應用學習策略的技巧，體驗自主自覺的學習活動，促進能力和素質的發展，品味有“深度”的學習進程。

參考文獻：

[1]劉理.“元學習理論”指導下的高中物理深度學習策略與實踐[J].中學物理，2014（15）.

[2]魯世明.新課改高中物理概念的學習策略[J].中學物理，2011（23）.