促進深度學習的問題鏈設計策略研究

摘 要：問題鏈教學充分考慮學生已有的經驗和能力，根據教學的重難點精心設計一系列由淺入深、層層遞進的有效教學問題，引導學生通過對問題深入的思考與解決來達到教學目標.深度學習是一種基于理解的學習，以高階思維的發展和實際問題的解決為目標.本文通過對深度學習與問題鏈教學內涵與特征的解讀，進而提出通過利用題目變式、知識的內在聯系、學生的前概念以及生活中熟悉的情境進行問題鏈設計，促進學生的深度學習，發展物理學科核心素養.

關鍵詞：深度學習;問題鏈教學法;問題鏈設計策略

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）06-0073-02

收稿日期：2020-11-25

作者簡介：李靜芳（1986.10-），浙江省桐鄉人，中學一級教師，從事高中物理教學研究.

課程標準指出要發展物理學科核心素養，學科知識是學科核心素養形成的主要載體，素養是學生在學習知識的過程中所獲得的.深度學習是一種基于理解的學習，是對有價值的學習內容展開的完整的、準確的、豐富的、深刻的學習.重在引導學生通過深切的體驗和深入的思考，達成對學科本質和知識意義的滲透理解，它不僅是對知識的理解，更是對知識背后的物理方法、思想和價值的領悟，從而發展物理學科核心素養.

一、深度學習的內涵及特征

深度學習在學習目標、知識呈現方式、學習者的學習狀態和學習結果的遷移等方面都有自身顯著的特點，主要表現在四個方面.第一，深度學習注重知識學習的批判理解.深度學習注重知識的理解，第二，深度學習強調學習內容的有機整合.知識是一個系統，各知識點之間緊密聯系，學習者要在不斷學習的過程中對緊密聯系的知識點進行梳理，構建知識網絡.第三，深度學習著意學習過程的建構反思.知識的學習是一個由淺入深的過程，同一知識點在不同的學習階段會有不同層次的表述.第四，深度學習重視學習的遷移運用和問題解決.深度學習通過對學習情境的深入理解，對情境中的關鍵要素進行判斷與把握，從而掌握了解決問題的方法.

二、問題鏈教學法的內涵及特征

問題鏈教學法是根據前蘇聯教學專家馬赫穆托夫等人創立的“問題教學”理論發展而成.教師在認真研究學情，仔細研究教學內容與目標的基礎之上，將教材內容轉換成層次鮮明、具有系統性的一連串問題.課堂教學時，老師通過引導學生研究與解決這些問題進而逐層深入教學內容，直到實現教學目標.問題鏈教學法的核心任務是要設計一組有中心、有序列、層層深入而又環環相扣的問題鏈，將教學過程組織成為一個師生共同研究與解決問題的過程.

問題鏈教學法作為一種獨立的教學法，對學生的學習與發展有其特殊的意義，主要表現在以下幾個方面.（1）符合學生的認知發展規律.建構主義學習理論認為，學習是學習者在一定的社會文化背景下，基于自己已有的知識，借助他人（包括教師和學習同伴）的幫助，通過新舊知識經驗間反復的、雙向的相互作用，完成對新知識的主動建構過程.（2）有利于激發學生的學習興趣.蘇霍姆林斯基曾說，學生心靈深處有一種根深蒂固的需要—希望自己是一個發現者、研究者、探究者.教師通過設置具有趣味性、挑戰性的物理問題激發學生的求知欲望，學生想方設法去探尋問題的答案，從而極大地激發了學生的學習興趣.（3）有利于改變學生學習的方式.問題鏈教學法以問題為驅動，引導學生主動完成對知識的建構過程，真正做到了“自主學習、自主探究、合作交流”.

三、促進深度學習的問題鏈設計策略

依據前蘇聯杰出心理學家維果斯基的最近發展區理論，問題鏈教學法針對學生的“最近發展區”設置問題，激發學生學習與探究的欲望，最大限度地開發學生的潛能，提高他們的能力發展水平.因此，提出問題鏈設計的幾點具體策略，取得了較好的教學效果.

1.利用題目變式設計問題鏈

“變式教學是指教師在引導學生解答物理問題時，變更概念非本質的特征，變更問題的條件或結論;轉換問題的形式或內容;創設實際應用的各種環境，使概念或者本質不變的一種教學方式.”教師在進行某一知識點教學時，從不同角度對此知識點設置一連串的問題，讓學生在問題解決的過程中加深對此知識點的理解，掌握問題的本質.

案例1 如圖1所示，兩平行導軌間距L=1.0m，傾斜軌道光滑且足夠長，與水平面的夾角θ=30°，水平軌道粗糙且與傾斜軌道圓滑連接，傾斜軌道處有垂直斜面向上的磁場，磁感應強度B=2.5T，水平軌道處沒有磁場，金屬棒ab質量m=0.5kg，電阻r=2.0Ω.運動中與導軌良好接觸，并且垂直于軌道.電阻R=8.0Ω，其余電阻不計.當金屬棒從斜面上離地高度h=3.0m處由靜止釋放，金屬棒在水平軌道上滑行的距離x=1.25m，而且發現金屬棒從更高處靜止釋放，金屬棒在水平軌道上滑行的距離不變.（取g=10m/s2）求：

問題1 從高度h=3.0m處由靜止釋放后，求金屬棒滑到斜面底端時的速度v;

問題2 從某高度H處靜止釋放后至下滑到底端的過程中流過R的電量q=2.0C，求金屬棒滑到斜面底端時的速度v;

問題3 從某高度H處靜止釋放后至下滑到底端的過程中，流過R的電量q=1.0C，電阻R的發熱量QR=6.75J，求金屬棒滑到斜面底端時的速度v.

問題4 從某高度H處靜止釋放后至下滑到底端的過程中，流過R的電量q=1.0C，所需時間t=1.5s，求金屬棒運動到斜面底端時的速度v.

設計意圖 速度的求解根據題意有不同的求解方法，這要求學生把握導體棒在運動過程中力與運動的本質.問題1的解決建立在對題干信息正確處理的基礎上，此時金屬棒已經勻速，可由mgsin30°=B2L2VR+r求得.問題2，由電荷量q=BLSR+r，求得S=8m，判斷出金屬棒滑到斜面底端時已經勻速，可用問題1的方法求得.問題3、問題4中S=4m，金屬棒滑到斜面底端時沒有達到勻速，問題1的方法不能運用，但問題3、問題4分別給出了熱量與時間，我們可以用動能定理與動量定理進行求得.通過改變題設條件，學生在問題解決的過程中掌握了不同情境下速度求解的方法.

2.利用知識的內在聯系設計問題鏈

高中物理知識具有層次性強，聯系緊密的特點，學生只有掌握了這種層次和聯系，才能更深刻理解知識本身，才會對知識進行遷移與應用.在物理教學過程中，教師可以根據知識的內在聯系精心設計問題鏈，讓學生對知識進行對比學習，加深理解，自我完成物理知識體系的建構.

3.利用學生的前概念設計問題鏈

物理前概念是指學生在正式學習或者接受某個具體的物理概念之前，在其頭腦中就已經形成的與此概念相關的認識和理解.根據物理前概念的科學性可以將前概念分為錯誤的前概念、不妥的前概念和不完整的前概念.教師在備課時充分分析學生前概念的內容、特點，設計具有認知沖突的問題鏈，讓學生在解決問題的過程中自主完成對知識的批判建構.

案例2 高中物理中“探究感應電流的產生條件”.

問題1 磁在什么樣的情況下可以生電呢？

問題2 切割的含義是什么？

問題3 那么是不是只有切割才能產生感應電流呢？

進行分組實驗，學生自主設計試驗方案，利用實驗器材展開研究.老師巡視，記錄各小組關鍵實驗過程，總結各組實驗方案.

實驗1：向螺線管中插入或拔出條形磁鐵

實驗2：電鍵通斷，移動滑動變阻器，拔出或插入鐵芯

實驗3：線框在馬蹄形磁鐵中轉動

實驗4：線框遠離或靠近通電直導線

問題4 在產生感應電流的實驗方案中，哪些物理量發生了變化，哪些物理量不變？

問題5 哪個物理量涉及到了磁感應強度B，面積S以及它們之間夾角θ？

設計意圖 通過設置前兩問，激起學生已有的不完整前概念，通過第三問，引發學生深入思考，通過自主設計實驗方案，親自探究，發現切割磁感線產生感應電流不是產生感應電流的唯一方式，進而引發認知沖突.問題4，引導學生分析產生感應電流的特征B、S、θ，問題5，物理量磁通量的引入，讓學生自己得出產生感應電流的條件：通過閉合回路的磁通量發生了變化.在問題解決的過程中，學生完善了自己的物理概念.

4.利用生活中熟悉的情境設計問題鏈

物理來源于生活，現實生活中熟悉的情境可激起學生濃厚的興趣，從而使學生產生強烈的求知欲望.教師根據現實生活中熟悉的情境，從中挖掘與新知識相關的聯系，精心設計問題鏈，引導學生建立起新舊知識間的聯系，使舊知識有延伸的活力、新知識有生長的根基.

問題鏈教學通過根據學生已有知識與經驗設計層層遞進、環環相扣的問題鏈，引發學生不斷進行深入思考，在思考與解決問題的過程中完成對知識的批判理解、整合建構與知識遷移，從而達到深度學習，發展了學生的物理學科核心素養.

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[責任編輯：李 璟]