指向深度學習的高中物理課堂“學習任務”的設計策略

摘 要：高中學習任務多種多樣，其中前置性學習任務、過程學習任務和探究學習任務，因在教學過程中任務明確，其教學效果十分顯著。如何在物理課堂教學中通過布置學習任務促進學生的深度學習呢？筆者以繩-球模型和桿-球模型為例：布置前置性學習任務完成自制水流星模型和桿-球模型，使學生在活動中體驗真實情景;布置整理-歸納-尋因-發現過程學習任務，有利于培養學生的高階思維能力;布置探究學習任務，引導學生對學習內容批判的學習和對知識的理解及知識的遷移，追求高投入、有效率的深度學習。

關鍵詞：深度學習;學習任務;物理課堂

深度學習[1]是一種對學習的本質的認識，追求學生積極主動參與、高效率的學習，強化培養學生利用規律解決實際問題的能力。筆者比較認同：深度學習追求有效地高階思維學習;深度學習是深入物理規律的批判性學習[2];深度學習是促進不同版本教材融合的整合性學習;深度學習是落實核心素養的必然途徑。深度學習不僅需要學生在學習的過程中積極參與，還需要教師通過確立高階思維的教學目標、創設真實情境、整合總結物理規律、布置學習任務、選擇評價方式等方面進行積極引導。

近年來，筆者所在的課題組結合高中物理課堂對“深度學習”的學習任務設計進行了一些探究，下面就筆者所在的課題組，在指向深度學習的高中物理課堂“學習任務”的設計中所采用的措施，作一下簡單介紹。

一、指向深度學習，物理課堂“學習任務”設計框架路徑圖

如圖1所示，為了進一步優化課堂教學的學習任務，筆者所在的課題組結合物理課堂教學實踐，設計了“指向深度學習”的高中物理課堂“學習任務”框架路徑圖。

框架路徑圖解讀：結合物理核心素養，根據課程標準要求和考試大綱內容，確定高階思維學習的課時目標，布置前置性學習任務、過程學習任務和探究學習任務，促進“深度學習的課堂實施”。基于中學生的認知規律，利用“形成性評價”和“終端測量評價”促進學生物理核心素養的形成。

圖1 物理課堂“學習任務”設計框架路徑圖

二、布置前置性學習任務，通過情景體驗促進知識的構建

前置性學習任務[3]，是諸多學習任務的一種，在教學活動中突出學生的主體地位。因此，教師需要從多維度挖掘前置性學習任務，呈現形式多樣的簡潔易于操作的前置學習任務。

如在粵教版第四章曲線運動中第三節圓周運動中的繩-球模型和桿-球模型，筆者通過布置前置性學習任務，每個學生自制水流星模型或桿-球模型。進行下列體驗活動：（一）自制簡單的水流星模型，在一次性杯倒入適量水，用細線連接杯子四周，使一次性杯子在豎直面內做圓周運動，體會繩子對手的作用力，如果杯子初速度很小的情況下，重復實驗;（二）部分學生采用筆芯和紙團自制桿-球模型，體會紙團在最高點速度為零時，紙團的運動情況;（三）小組合作采用筆芯和紙團自制雙星模型和三星模型，展示在旋轉筆芯的過程中，紙團的運轉情況，總結物理規律。

通過本次體驗活動，學生體驗到在繩-球模型中，一次性水杯只有滿足一定條件，才能通過最高點;在桿-球模型中，小球在最高點可以靜止。通過布置前置性學習任務，確立高階思維目標，通過情景體驗促進知識的構建，以促進“深度學習的課堂實施”的目的。

三、布置過程學習任務，促進學生對知識點應用和遷移

過程學習任務，要求學生在高階思維的教學目標引導前提下，經歷整理-歸納-尋因-發現的自主掌握物理規律的一個過程。教師布置過程學習任務，要求學生運用圓周運動的知識分析概括繩-球模型和桿-球模型的規律。

（一）繩-球模型[4]

1.教師給學生充足的時間，通過作圖分析一次性水杯在最高點的受力情況如圖2，根據合外力提供向心力得：，學會圖解方法分析問題的能力;

2.把本題陳述為非情境化物理問題，鍛煉學生抽象概括能力;

3.根據推導小球能通過最高點的最小速度（當T=0時，），培養學生變量分析素養;

4.賦予各種實踐情境并進行討論，例如過山車的最高點的受力分析，培養學生實踐應用意識和知識遷移能力;

5.設計探究實驗驗證第③問的結論，培養學生科學探究能力。

（二）桿-球模型

結合體驗活動，桿可以提供支持力，通過作圖分析小球在最高點的受力情況：1.圖3為桿對小球提供拉力時的受力情況，根據合外力提供向心力得：2.圖4為桿對小球提供支持力時的受力情況，根據合外力提供向心力得：;推導在桿-球模型中，當T2=mg時，vmin=0，小球能到達最高點的最小速度為vmin=0。

教師通過創設問題情境、以真實生活實例、布置過程學習任務使學生在平常觀察生活、體會生活中學到知識，有利于培養學生的高階思維能力。

四、布置探究學習任務，掌握物理規律

當學生完成過程學習任務之后，教師可提出以下問題，進一步加深學生對繩-球模型和桿-球模型的理解和認識。問題1：小球以一定的初速度v0（v0<）沖上單軌道如圖5，分析小球能否達到最高點？問題2：不能到達最高點時，在哪一點會發生脫軌？問題3：小球能過最高點時，在經過最低點和最高點時，軌道對小球的支持力差值是否恒定？

引導學生根據機械能守恒[5]探究問題1：以最低點為0勢能面利用機械能守恒解決問題如圖5，引導學生分析小球在最低點和最高點的機械能分別為、，結合小球能過最高點的條件為綜上可知，，即小球在最低點的速度，小球將不能到達最高點。

引導學生根據動能定理分析問題2：如圖6假設小球在A點脫軌（此時軌道對小球的彈力N=0），由重力沿著指向圓心的分力提供向心力得：，小球從最低點到A點的過程中由動能定理得：，綜上可知。

引導學生根據動能定理分析問題3：通過作圖分析小球在最高點和最低點的受力情況，根據合外力提供向心力得：、，從最低點到最高點的過程中由動能定理得：，綜上可知，N1-N2=6mg，即小球在經過最低點和最高點時，軌道對小球的支持力差值恒定。

教師給予學生充足的討論時間，通過布置探究學習任務，引導學生對學習內容的批判的學習和對知識的理解及遷移，追求學生主動參與、高效率的深度學習。教師要提高認識，確定高階思維學習的學習目標，創設真實情境、整合總結物理規律、布置前置性學習任務、過程學習任務和探究學習任務，促進“深度學習的課堂實施”。

參考文獻

[1]任虎虎.促進深度學習的多版本物理教材整合教學——以“運動的合成與分解”教學為例[J].教學與管理，2019，（3）：48-49.

[2]趙惠松.深度學習視域下高中物理教學的優化策略[J].中學物理，2018，36（2）：30-31，62.

[3]毛健云.淺析前置性學習任務在物理課堂教學中的應用[J].教育界，2018，（29）：89-90.

[4]葉巧英.繩球模型與桿球模型[J].考試周刊，2018，（63）：164.

[5]袁明彪.對“繩拉球”問題機械能瞬間損失的探討[J].學園·教育科研，2013，（1）：167.

作者簡介：廖燕賓.（1992-3）男，河南濮陽，漢族，碩士研究生，中學二級教師。研究方向：高中物理教育教學。

本文系廣東省教育科研“十三五”規劃2020年度教育科研，普通高中物理課堂指向深度學習的教案設計研究，課題編號：2020ZQJK035。