指向深度學習的高中物理單元教學問題鏈的探討和實踐

熊明智

(廣東省東莞市塘廈中學,廣東 東莞 523710)

1 深度學習與單元教學

深度學習起源于人工智能領域,現已廣泛應用于教育領域。深度學習有助于學生掌握學科的核心內容,形成科學觀念,提升核心素養(yǎng)。深度學習理論將認知目標劃分為六個層次:記憶、理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造。淺層學習主要在記憶和理解層面,而深度學習不止于記憶和理解,更有應用、分析、評價和創(chuàng)造。結合國內外研究成果,深度學習與淺層學習的對比如表1。

表1

指向深度學習的教學實踐,需要以“單元整體教學”為具體操作方式。單元整體教學是教師分解和落實課程目標的關鍵一環(huán),是對教學目標、教學內容進行重構的主要抓手。

單元教學是教師在教學中將學生需要學習的內容按照邏輯關系,整理為各個整體關聯的單元,體現整體內容籌劃的特征,統攬單元全局;既有大單元,也有小單元;既可以按教材的章節(jié)來劃分,也可以按課程內容的主題來劃分;強調內容的整體性和關聯性,而不是零散的知識點。其目的就是為了促進學生抓住物理的內在學科邏輯,把握整體結構,培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

有專家將學生的思維從低到高分為五個層次:前結構、單點結構、多元結構、關聯結構、拓展抽象結構。從表1可以發(fā)現,單元整體教學更多地指向高階思維。

在具體教學過程中,問題鏈作為一種啟迪學生思維的載體,可以將教學內容轉化為一系列具有科學性、系統性、層次性、關聯性、邏輯性的問題,是推動學生達成預期目標的有效手段,是提高課堂教學效率、促進深度學習、培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效教學策略。

2 高中物理單元整體教學中問題鏈的分類

問題鏈的分類方式很多,結合高中物理單元整體教學實際,根據使用需求和目的可以分為以下幾類。

2.1 引入性問題鏈

引入性問題鏈是為了引入新課或者切換課堂主題,把新內容納入到原有的認知體系當中,基于學生的“最近發(fā)展區(qū)”,激發(fā)學生回顧與新內容相關的舊知識,啟發(fā)學生的思維,培養(yǎng)學生運用類比、演繹、歸納等方法建立新舊知識的聯系。

2.2 差異性問題鏈

差異性問題鏈主要是為了激發(fā)學生的認知沖突,引發(fā)學生的思考,引導學生針對類似問題或者新舊知識的不同,關注問題的差異點,加深對知識的理解。

2.3 診斷性問題鏈

診斷性問題鏈主要用在復習課和習題課中,目的是為了發(fā)現和解決學生學習中的疑難點。這類問題的提出不需要老師馬上給出正確答案,重在引導學生思考和回答,關注學生的思維方式和知識掌握的程度,從學生出現的典型錯誤出發(fā),在找錯、認錯、改錯的過程中尋求正確的思維方法,避免以后再次出錯。

2.4 探究性問題鏈

探究性問題鏈主要用在科學探究過程中,特別是用在項目式學習活動中,以發(fā)現問題為開端,以解決問題為目標。要求學生自主選擇實驗器材,通過小組合作解決問題。

2.5 遷移性問題鏈

遷移性問題鏈主要是鼓勵學生善于觀察、善于思考,從生活中來,到生活中去。物理學思想和方法不僅可以在其他學科中應用,還可以用在生活的方方面面。物理問題不應該只停留在書本中,而應該從生活的真實情境出發(fā),引領學生探究物理現象,將物理知識和方法遷移到新的情境中。

2.6 總結性問題鏈

總結性問題鏈一般用在小結、復習課中,目的是梳理零散的知識,進行知識重構,幫助學生抓住知識之間的邏輯關系,建立完整的知識體系,力圖從單點結構到多點結構,再到關聯結構。

2.7 遞進性問題鏈

遞進性問題鏈在物理單元教學中經常見到,因為物理學習過程就像是登山一樣,一步一個臺階,后一個知識點往往建立在前一個知識點的基礎之上。但是,由于物理知識較為抽象,如果“臺階”的跨度太大,學生難以思考得出下一步的結論;如果“臺階”的跨度太小,大部分學生不經過深度思考就能得到結論,這樣學起來缺乏挑戰(zhàn)性,沒有成就感,也就難以激發(fā)學生的深度學習。所以遞進性問題鏈對于層次性的要求比較高。

3 高中物理單元教學中問題鏈的功能

在高中物理單元教學中,問題鏈具有多方面的功能。

3.1 提升教師的專業(yè)素養(yǎng)

對單元整體教學內容的整合與規(guī)劃,需要教師具有扎實的基本功,對高中物理的知識體系、邏輯結構、整體框架等非常熟悉,并且能結合學生的實際情況,通過不同方式設置合適的單元。

問題鏈的設置需要教師反復琢磨與仔細推敲,比如問題的難度應該能促進學生思維的發(fā)展,問題的提出方式應關注學生的接受與反饋。

以上都是教師自身專業(yè)素養(yǎng)發(fā)展所需,只有先提高自己,才能引導學生的學習,設計出高質量的問題鏈。

3.2 提升課堂教學效率

無論以何種方式組建的單元,所設計的問題鏈都必然有內在的邏輯聯系,教師就需要在關鍵的臨界點上設置問題,讓學生通過思考,建立知識之間的聯系,進而建構階段性知識體系。

不論是從問題的激趣,還是真實情境的再現,或者是物理規(guī)律的演繹,通過一串有關聯的問題,點燃學生思維的火花,促進他們在問題解決中質疑與思考,發(fā)現、提出新的問題,形成良性循環(huán)。讓學生真正成為學習的主體,這樣學生才會學有所獲,才能提升課堂教學效率。

3.3 提高學生的思維層次

學生在學習過程中慢慢會發(fā)現老師是如何將知識點進行整合的,如何提出一個個好問題將這些知識點串聯起來的,他們會發(fā)現物理知識的關聯性和整體性,逐漸建構完整的知識體系。學生也會逐漸學習老師的思考方式,進而學習科學家思考和解決問題的方式。提出問題的過程本身就是深度思考的過程,有時候提出一個好問題比解決一個好問題更重要。這本身就是提高思維層次、進入深度學習的過程,更是學會學習、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的過程。

正如愛因斯坦所說,要解決一個問題,必須站在更高的高度來思考。學習的過程更是如此,不僅要像老師那樣思考,更要像物理學家那樣思考。

4 高中物理單元教學中問題鏈的應用實踐

高中力學通常可以分為運動學、靜力學、動力學三大部分。在靜力學當中,筆者以摩擦力作為一個單元,其內容可分為滑動摩擦力和靜摩擦力。學生通過初中物理的學習,對滑動摩擦力有所認識,教師可以設計問題鏈,不斷深化,層層遞進,體現高中物理的邏輯嚴密、定量研究的特點。運用問題鏈引導學生從生活中的摩擦現象,提煉總結出摩擦力的概念、產生條件等,探究定量規(guī)律,并進一步運用到更多的生活場景中,筆者用思維導圖的形式呈現摩擦力的問題鏈(圖1)。

圖1

5 教學反思

物理課程目標是培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),深度學習順應了課程改革的要求,更加注重高階思維能力的提升,這與單元整體教學的目標不謀而合。高階思維不僅需要基礎知識,更需要建立知識體系,需要教師站在更高的高度,從整體進行規(guī)劃,將單元知識串聯起來,引導學生靈活地加以運用。為了達成這樣的目標,課堂中的問題鏈設計就顯得尤為關鍵,用問題鏈引導學生進行深度學習,激發(fā)學生的認知沖突,帶領學生一步步往更高、更深的方向發(fā)展,以問題鏈方式培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)的路徑如圖2。

圖2

在實際教學中,教師需不斷與學生溝通,了解學生的最近發(fā)展區(qū),在思維跨度較大和層次要求較高的問題上,要留足時間給學生思考、討論,也要允許學生“啟而不發(fā)”,或者回答“牛頭不對馬嘴”,哪怕思考的時間長,也會對學生長期的發(fā)展有所幫助,最終能促進學生核心素養(yǎng)的提升。