深度學習下的高中物理大概念教學方法探尋

李宏彬

摘 要：通常人們所說的大概念便是指一個紐帶，其連接著宏觀課程理念與微觀教學設計。促進中學生進行深度學習的思維起點、重要過程以及知識方面的價值追求，逐漸由淺入深、考慮各個方面，同時明確重點目標;把探究整合作為整個過程的基礎，不斷推進轉變概念;加以重視科學所得的論證，有效進行意義理解;制訂相關的學習任務，進行高中物理大概念教學的有效方案就是實現遷移應用。

關鍵詞：深度學習;高中物理;大概念;教學方法

所謂的大概念，其還有一個別稱是大觀念，中國目前內外研究的焦點問題便是大概念。克拉克基布魯姆等人通過相關的研究表明，大概念是由小概念理解和連接而成;也有相關學者強調理解的建筑的材料是大概念，可以用來幫助人們連接其他有關的零散知識點，埃里克森覺得學科當中的核心概念便是所謂的大概念;威金斯與麥格泰覺得大概念可等同于車轄，其能夠把各種各樣各方面的有關聯性的知識進行聯結起來，同時提倡通過逆向設計揭露和了解大概念，也有學者從科學教育的角度進行分析并提出相關的大概念：查莫斯也是通過開展研究STEM的大概念才得出結論，他認為大概念可以進行分類，分為過程大概念、內容大概念這兩類。

在中國，教育部于2018年1月便就出臺了多個學科有關的普通高中課程標準，并且在這些標準的前言部分明確表示，把學科大概念作為課程核心，不斷使課程內容富有結構化，把主題內容作為引領，使課程內容再具有情境化，不斷完善對學科核心素養進行確切的落實工作。著名學者更是表示實施科學教育要圍繞大概念，還有兩位專家明確表達了相關的大概念課程設計路徑。郭玉英教授帶領其團隊針對大概念進行組織相關知識內容，并設計出合理的教學方案。

一、 大概念教學和深度學習的含義

（一）大概念教學的含義

在一門學科當中，最精華、最重要、最關鍵、最有價值的內容便是所謂的大概念。大概念擁有著“魔術貼”和“文件夾”類似的相關功能作用。進行大概念模式的教學就是大概念作為教學的核心，然后進行選擇和整合分散的相關概念、問題、經驗、事實等。并且經過科學合理的整體設計與落實開展，為學生構造富有高層次的、有意義價值的、結構化的概念系統。

（二）深度學習的含義

對所處學習狀態的性質描述便是所謂的深度學習，其涉及了學生進行學習時的投入程度、思維能力和學習體驗等多方面，著重強調了學生對知識的徹底理解和對學習內容的批判性認可、吸收與利用，追求高效率的學習遷移和解決現實問題，這屬于一項對思維能力要求高的認知活動，其需要較多的投入和富有價值的學習過程。

二、 深度學習上的高中物理大概念教學方案

（一）從整體出發逐步走向局部，并明確核心目標

在以往的傳統教學模式中，很多教師把大部分的關注放在課時層面的設計上面，較少部分的教師能做到從整體出發，并且關注相關單元層面的設計方案與計劃實施，即重點關注局部而導致忽視整體。這樣就會帶來高難度落實新課標要求的理念，以及培養對學科核心的素養，教師進行教學設計時，要做到顧全整體與局部的關系，處理好“森林與樹木”的和諧關系，以大概念為基本，從整體出發逐步走向局部，同時需要明確核心目標，這也是教學的重中之重。

“在機械運動情境下，培養學生運動與相互作用的概念”這便是新課標知識明確提出的，也是該篇章節需要理解的大概念。教師帶領學生學習對運動與相互作用關系的認識需要通過牛頓第一定律的學習，逐步形成較為準確的運動與相互作用觀。

從整體到局部可以分析為多種方式，先揭示先前錯誤的概念：力是維持物體運動的原因，接著指出核心目標：力不是維持物體運動狀態的原因。學生在進行學習的時候就要做到由外而內，由表及里，慢慢地在腦海中形成抽象化概括所學的大概念。

（二）把探究整合作為基礎，推進概念轉換

在學科專家眼中，大概念是清晰和有較多用途的，但是初學者眼中的大概念充滿迷糊與抽象的。需要做到在現實和事實的基礎上，不斷產生認知上的沖突，以此進行不斷地探究整合、不斷地抽象概論、不斷地深入理解，來完成從模糊概念上升到科學概念的完美轉化，促使概念持續發展“變大”。

在物理課堂中，有一節課內容是需要用一個正方形的塑料板，在中間放一個可通氣的圓柱狀，氣流可以通過圓柱狀，從上面到塑料板的下面。剛開始的時候，教師可讓學生在課桌上嘗試用力持續不斷地輕微推動該裝置，裝置會向前運動，一旦學生的力量停止時，便會靜止。這樣，學生會得出什么結論？

學生甲：運動離不開力來維持。

物理教師：這也是兩千多年前的亞里士多德得出的觀點，下面請大家手臂用較大的力猛推該裝置，再觀察變化。

學生乙：發現該裝置脫離手的力之后，還會繼續緩慢向前運動一段距離，才達到停止效果。

物理教師：那么請問，這又說明了什么呢？

學生丙：桌面對它產生的一些摩擦力，卻阻礙了其運動，運動便不再需要力來進行一定的維持。

物理教師：那它是如何進行摩擦力的減小，讓該裝置脫離手的力后能夠運動得更加遠一些呢？

學生丁：可以嘗試把潤滑油涂在桌面上。

物理教師：這個方法很好，現在給每個小組提供一個適當大小的氣球，請各位同學在結合該裝置進行討論可以采取的相關措施。

有的學生想到一個方法，便是把用力吹大氣球之后，直接套在該裝置上。這樣的話，氣球里的氣體便可以經過小孔流到塑料板和接觸面之間，就會產生一個氣墊，有助于大大地縮小摩擦力，若想使現象變得更加明顯，可以把套上氣球后的裝置放在較為粗糙的地面上來進行進一步的研究實驗，再用力推一下后會發現該裝置會運動較長的一段距離之后，才達到停止的效果。

接下來教師帶領學生用伽利略的斜面實驗儀器進行更深一步的探討研究，第一次在運動道上鋪上一層帶有毛面的棉布，在高處釋放一個小球，小球就會滾到另一側上運動一小段距離。第二次實驗時，在運動軌道上鋪上一層光滑的絲綢，在同一高度進行自由釋放小球，小球落到另一側會比上一次運動的距離更遠。第三次實驗時，要把軌道清理干凈，將小球從上兩次同一高度進行自由釋放，小球便可以運動到另一側接近等高的位置。經過這一些對比性試驗，合理推測：當沒有產生摩擦阻力時，小球便會運動到等高的地方。第四次，將另一側運動軌道的角度調小再進行實驗，結果發現小球還是差不多運動到和之前一樣的等高的地方，但運動距離變得更遠一些，繼續推測：確保另一側水平放置時，因為小球找不到先前等高位置將會繼續運動下去，這便也是伽利略的觀點：物體具有某一速度的時候，倘若沒有摩擦阻力的影響，物體仍會保持這樣的速度繼續進行運動。