踐行深度學(xué)習(xí)理念，發(fā)展物理核心素養(yǎng)

陳躍　汪明星　榮軍峰　白庭雨

開(kāi)展初中物理深度學(xué)習(xí)目標(biāo)的指向是發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，而發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑是初中物理的深度學(xué)習(xí)。文章以《科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)》電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)片段為例，淺談在深度學(xué)習(xí)中如何發(fā)展物理核心素養(yǎng)，在設(shè)計(jì)中，以真實(shí)的、有價(jià)值的現(xiàn)實(shí)情境引出科學(xué)問(wèn)題，以問(wèn)題導(dǎo)出具有挑戰(zhàn)性和適切性的探究，以探究促物理規(guī)律，以規(guī)律促物理實(shí)際應(yīng)用，以實(shí)際應(yīng)用促物理創(chuàng)新思維能力，進(jìn)而達(dá)到發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

1. 問(wèn)題提出

1.1? 什么是深度學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)與發(fā)展物理核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系

在教師引領(lǐng)下，學(xué)生以具有挑戰(zhàn)性的物理學(xué)習(xí)為主題，全身心參與以生活真實(shí)的情境和物理實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)及情境互動(dòng)，從形成物理觀念為視角，運(yùn)用模型建構(gòu)與推理論證等科學(xué)思維方式，解決實(shí)際問(wèn)題，體驗(yàn)成功，獲得物理學(xué)科的核心知識(shí)，理解物理學(xué)習(xí)的過(guò)程。通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，基于單元主題，通過(guò)科學(xué)探究及情境互動(dòng)，積極參與挑戰(zhàn)性任務(wù)，獲得核心物理知識(shí)和觀念的形成，科學(xué)思維的領(lǐng)悟、自主遷移與運(yùn)用，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)性情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)方面獲得全面發(fā)展，成為具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者。

物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面。是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)雖在高中提出，但是義務(wù)教育階段和高中階段應(yīng)保持一致，以發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)為目標(biāo)。初中教師要主動(dòng)參照高中物理核心素養(yǎng)，結(jié)合各校甚至各班的具體學(xué)情，讓物理學(xué)科核心素養(yǎng)真正在課堂中落地生根。

要想形成高階思維能力的學(xué)習(xí)者，必須培養(yǎng)以創(chuàng)新能力為宗旨，突出參與、體驗(yàn)和生成，這樣不僅學(xué)生學(xué)習(xí)方式會(huì)轉(zhuǎn)變，而且學(xué)生也能達(dá)到一個(gè)積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。初中物理深度學(xué)習(xí)與物理核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，開(kāi)展初中物理深度學(xué)習(xí)，目標(biāo)指向發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)不僅是讓學(xué)生獲得物理核心知識(shí)，更要讓學(xué)生獲得物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。而物理核心知識(shí)是讓學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的，但如果只是零散、碎片式，雜亂無(wú)章的機(jī)械傳授，很難發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。因此只有把物理知識(shí)蘊(yùn)藏在真實(shí)的情境中，讓學(xué)生自主解決問(wèn)題，深入獲取知識(shí)，才能發(fā)揮物理知識(shí)的教育價(jià)值，素養(yǎng)才能真正從知識(shí)轉(zhuǎn)化而來(lái)，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)才能得到真正的發(fā)展。第二，落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑是深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)取向的變遷，真正落實(shí)新教育理念，以學(xué)生為主體，學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦，合作與交流，從單純的知識(shí)獲得轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵乃仞B(yǎng)的發(fā)展；從具體初中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢碛^念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的發(fā)展；從抽象的知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉀Q綜合實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)。

1.2? 為什么開(kāi)展初中物理深度學(xué)習(xí)發(fā)展物理核心素養(yǎng)

遵循“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”是初中物理深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的原則，物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生。直接告訴知識(shí)，看起來(lái)可讓學(xué)習(xí)者在短時(shí)間內(nèi)得到更多的知識(shí)，但卻很難轉(zhuǎn)化為問(wèn)題解決的能力與智慧，也無(wú)助于提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。形成學(xué)科核心素養(yǎng)的載體是學(xué)科知識(shí)，而形成學(xué)科核心素養(yǎng)的渠道是學(xué)科活動(dòng)。為此，要改變學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)地解決問(wèn)題，經(jīng)歷思維深度參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)，一切知識(shí)，唯有成為學(xué)生探究與實(shí)踐對(duì)象的時(shí)候，其學(xué)習(xí)過(guò)程才有可能成為素養(yǎng)發(fā)展過(guò)程。開(kāi)展初中物理深度學(xué)習(xí)，要強(qiáng)化課堂的主陣地的作用，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的、有價(jià)值的現(xiàn)實(shí)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)習(xí)者保持旺盛的求知欲。給學(xué)習(xí)者提供深度交流機(jī)會(huì)，通過(guò)一次次體驗(yàn)和享受合作的成果，互動(dòng)學(xué)習(xí)；引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在物理實(shí)驗(yàn)中如實(shí)記錄，客觀對(duì)待所讀取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，真正幫助學(xué)習(xí)者將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為為題解決的能力，情感態(tài)度價(jià)值觀得到真正的體現(xiàn)，也就培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的核心素養(yǎng)。本文以滬科版九年級(jí)第十六章第四節(jié)《科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)》中的影響電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)這一教學(xué)片段為例，來(lái)淺談具體怎樣實(shí)施深度學(xué)習(xí)發(fā)展核心素養(yǎng)深度學(xué)習(xí)以及帶來(lái)的教學(xué)效果。

2. 怎樣實(shí)施深度學(xué)習(xí)發(fā)展核心素養(yǎng)

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，《科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)》這一節(jié)知識(shí)，教師往往采用“填鴨式”教學(xué)，或者忽略學(xué)生的主體作用，無(wú)法提升學(xué)生者的核心素養(yǎng)。在電流的熱效應(yīng)這一節(jié)采用自制的教具，鎳鉻合金絲電阻R1與R3為2Ω、銅絲電阻R2為0.2Ω和定值電阻R為20Ω，其中R3與R并聯(lián)，R3與R的共同體、R1和R2串聯(lián)，流過(guò)R1的電流部分流過(guò)R3、部分流過(guò)R，R在這里起到分流的作用，進(jìn)而使流過(guò)R1的電流大于R3的電流，R1與R2電流相等，請(qǐng)三位同學(xué)各拿一根火柴放在電阻絲上，教師接通交流電源。

利用現(xiàn)實(shí)情境，將學(xué)習(xí)內(nèi)容和真實(shí)生活聯(lián)系起來(lái)，學(xué)習(xí)者根據(jù)通電的電阻絲點(diǎn)燃火柴時(shí)間不同，學(xué)習(xí)者從情境中發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，提煉出探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)這樣問(wèn)題，部分學(xué)習(xí)者對(duì)情境中的問(wèn)題提出了電流產(chǎn)生的熱量可能與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)的假設(shè)。在深度學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者根據(jù)真實(shí)問(wèn)題的情境，通過(guò)知識(shí)的遷移，運(yùn)用已有的知識(shí)制定計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)裝置和器材應(yīng)該選擇符合情境要求并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，于是對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)且與情境相符，這樣才能做到科學(xué)探究及情境互動(dòng)。具體改進(jìn)如下圖，實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，研究對(duì)象是貯存器里面的電阻，電阻通電給貯存器里的空氣加熱，空氣受熱會(huì)膨脹。

學(xué)習(xí)者進(jìn)一步根據(jù)知識(shí)的遷移，提煉出通過(guò)觀察U型管兩端液面的高度差，來(lái)反映電流產(chǎn)生的熱量不同，高度差越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。

深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)關(guān)鍵在于它的探究，探究首先體現(xiàn)出活動(dòng)要具有一定的挑戰(zhàn)性。初中生具有很強(qiáng)的好奇心和求知欲，如果沒(méi)有一定的思維含量活動(dòng)，那么無(wú)法引起學(xué)習(xí)者的興趣，所以具有一定的挑戰(zhàn)性活動(dòng)是有效開(kāi)展課題的前提。對(duì)于剛學(xué)電學(xué)不久的學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)出電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的電路圖是難點(diǎn)，因而把握好一定的難度的內(nèi)容和學(xué)習(xí)者主動(dòng)活動(dòng)的關(guān)系是核心。學(xué)習(xí)者根據(jù)上面有價(jià)值現(xiàn)實(shí)情境的引入，通過(guò)獨(dú)立思考、合作交流，明白并聯(lián)一個(gè)用電器可以起到分流的作用，使學(xué)習(xí)者恰到好處達(dá)到了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。

深度學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容是對(duì)問(wèn)題的解決，在常規(guī)教學(xué)中，教師往往習(xí)慣直接給學(xué)習(xí)者講授問(wèn)題解決方法，導(dǎo)致教師在學(xué)習(xí)時(shí)代替學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題。學(xué)習(xí)者親歷問(wèn)題解決過(guò)程必須通過(guò)深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)者解決問(wèn)題的自主性。遵循“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”是深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的原則，教師積極的引導(dǎo)讓學(xué)習(xí)者與情境（真實(shí)問(wèn)題）不斷地互動(dòng)，在現(xiàn)實(shí)的情境中理解應(yīng)用，在應(yīng)用中理解，建構(gòu)新的認(rèn)識(shí)，形成新的解決問(wèn)題的思路。學(xué)習(xí)者明白要解決問(wèn)題，先設(shè)計(jì)問(wèn)題解決的路徑，學(xué)習(xí)者通過(guò)頭腦風(fēng)暴法，學(xué)習(xí)者充分交流自己的想法，最后提煉出要研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻是否有關(guān)，在研究對(duì)象的盒子里，控制電流和通電時(shí)間一樣，電阻不一樣。要研究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)，在研究對(duì)象的盒子里，控制電阻和通電時(shí)間一樣，電流不一樣。于是學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)出如下電路圖。

深度學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，是發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)最重要的要素之一。學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)出電路圖為后面探究學(xué)習(xí)活動(dòng)提供了一個(gè)重要的支撐點(diǎn)，在深度學(xué)習(xí)的課堂上，學(xué)習(xí)者不僅要有分析預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)方案，更要有動(dòng)手實(shí)踐、評(píng)價(jià)、表現(xiàn)觀點(diǎn)等行為。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)者主動(dòng)考慮到課堂時(shí)間的有限性，把班級(jí)分成兩大組，一組探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，一組探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。在探究的過(guò)程中學(xué)習(xí)者主動(dòng)分工合作，交流表達(dá)，有的負(fù)責(zé)連接實(shí)物圖；有的負(fù)責(zé)觀察；有的負(fù)責(zé)記錄等等，使每位學(xué)習(xí)者都在不停地動(dòng)腦、動(dòng)眼和動(dòng)手。

學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)中注重控制變量和數(shù)據(jù)對(duì)比，讓不同的實(shí)驗(yàn)小組完成同類操作，可以讓各小組之間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)共享，在獲取大數(shù)據(jù)中，學(xué)習(xí)者充分明白合作的價(jià)值，從而達(dá)到學(xué)習(xí)者的合作意識(shí)。本課例得到的物理概念和規(guī)律，需要大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的收集，同類與不同類小組之間數(shù)據(jù)共享才得出了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。通過(guò)深度學(xué)習(xí)，讓物理學(xué)科核心素養(yǎng)真正在課堂中落地生根。

3. 深度學(xué)習(xí)的教學(xué)效果

在本節(jié)課中，首先，給不同金屬通電，點(diǎn)燃火柴時(shí)間不同的真實(shí)的、有價(jià)值的情境引導(dǎo)學(xué)習(xí)者去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象有了初步感知的認(rèn)知，進(jìn)而對(duì)教材中有關(guān)的問(wèn)題提出自己的猜想。其次，教師的教學(xué)設(shè)計(jì)并不是教材內(nèi)容的簡(jiǎn)單復(fù)制，而是根據(jù)學(xué)習(xí)者的年齡與水平進(jìn)行了選擇、加工、改造，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究、自主發(fā)展，幫助學(xué)習(xí)者親歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)的過(guò)程。學(xué)習(xí)者借助具有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)作為載體，通過(guò)交流、溝通、合作等，讓學(xué)生體驗(yàn)到知識(shí)的生成過(guò)程。只有通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)，學(xué)生才能真正成為學(xué)習(xí)的主體，教師才能起到應(yīng)有的主導(dǎo)作用。