指向深度学习理念下学习进阶的构建研究

摘 要：深度学习是基于理解的教学方式，以发展高阶思维和解决实际问题为学习目标，批判地学习新思想和新知识，并将它们融入原有的认知结构中去，将众多思想相互关联，并将已有的知识迁移到新的情境中去，作出决策并解决问题.深度学习离不开学习进阶的构建.本文以“机械效率”一课为例，尝试构建学习进阶，促进学生的深度学习.

关键词：深度学习;学习进阶;机械效率

文章编号：1008-4134（2020）02-0039 中图分类号：G633.7 文献标识码：B

作者简介：徐美蓉（1982-），女，江苏江阴人，硕士，中学一级教师，研究方向：物理教育教学.

深度学习以发展高阶思维和解决实际问题为学习目标，批判地学习新思想和新知识，并将它们融入原有的认知结构中去，将众多思想相互关联，并将已有的知识迁移到新的情境中去，作出决策并解决问题.

物理是一门培养学生思维能力的学科.基于深度学习的理念，在物理教学中构建学习进阶，有利于促进学生的思维发展.学习进阶也称学习进程，是对学生在一个时間跨度内学习和探究某一主题时，依次进阶、逐级深化的思维方式的描述.马瑞特等认为学习进阶是“描述学生对某一领域由浅入深、逐渐复杂的概念理解过程”.本文以“机械效率”一课为例，尝试构建的学习进阶，促进学生的深度学习.

1 分析教材和学情，建构进阶框架

分析教材和学情，是建构学习进阶的起点.本课的核心概念是机械效率.效率与生活息息相关，工作、生活、学习等方面都要讲求效率.由于日常生活经验的积累，学生对效率已有一定模糊的概念.但机械效率涉及的面比较广，内容抽象，学生较难把握.帮助学生把模糊的概念清晰化，理解机械效率的概念，学会计算某种简单机械的机械效率，知道提高机械效率的实际意义和方法是本课的学习目标.基于课标、学情和教材，构建机械效率的进阶框架，见表1.

2 以问题搭建台阶，在情境中复习旧知

要促进学生的深度学习，应注重课堂教学的“形”与“实”，关注学生的原有知识和经验.学生已经学习了“滑轮”和“功”，对功的概念和动滑轮工作时的特点有了相应的知识储备.这两部分知识的掌握程度与本课的学习息息相关.复习旧知，引入新课是很有必要的.若采用平铺直叙的提问回顾旧知，只能考查学生对知识的识记程度;若在情境中回顾，则能了解学生对知识的理解和掌握程度.

【案例】

演示并提问：把一个物体从地上搬到桌上，人对物体做功了吗？怎么知道人对物体做了多少功？

提问：小明用动滑轮把木料提上四楼，动滑轮工作时有什么特点？

追问：在这个过程中，手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？

过渡：要研究这个问题，我们用钩码代替木料再来探动滑轮工作时做功的特点.

【评价反思】本案例并没有直接问“做功的两个必要条件是什么？计算功的公式是什么？”而是通过创设情境，帮助学生回顾做功的必要条件以及功的计算公式，要求学生要在具体的情境中判断，有利于检查学生对功的概念的掌握情况.通过利用动滑轮提升木材，回顾动滑轮工作时的特点，并提出新的问题“手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？”.教师通过创设情境，以问题搭建台阶，步步深入，完成从旧知到新知的进阶.

3 迁移原有经验，在问题中构建学习进阶

学习进阶的构建应以学生原有的认知、经验为基础.在学生原有知识、经验的基础上提出新问题，构建思维进阶，在构建思维进阶的过程中实现学生认知层面的提升和思维能力的发展.在第十二章第二节“滑轮”一节已经探究了动滑轮工作时的特点，以此为基础，构建学习进阶研究新问题.

【案例】

提问：怎么才能知道手拉绳做的功和动滑轮对钩码做的功是否相等？要测哪些量？这些量是否都要测量？为什么？用什么工具测量？实验中还要注意什么？

实验步骤：

（1）如图1所示，用手通过一只弹簧测力计拉一个动滑轮，沿竖直方向匀速缓缓拉起重为G的钩码，分别测出手对绳的拉力F，手移动的距离s，钩码所受的重力G和钩码上升的高度h.

（2）改变钩码的个数，重复上述测量.

讲授：我们要把实验中的数据记录下来，还缺一张记录数据的表格，请大家设计一下.

学生设计好表格2后，教师展示有缺陷的表格（如缺少单位，没有计算功的两列表格），让学生评价，在评价中不断完善表格.

学生实验并记录数据，展示数据.

提问：分析比较表中数据，手拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗？哪个大？为什么？

提问：我们使用动滑轮的目的是什么？ 根据问题，得到有用功的概念.

提问：在把钩码提上去的时候，哪一部分功是我们不需要但又不得不做的？从而得出额外功.

讲授：手拉绳做的功叫总功.

提问：三者有什么关系？W总=W有用+W额外

【评价反思】本案例以学生的原有经验作为教学起点，通过问题引导学生自主设计实验，注重思维的启发和发展;学生自主设计记录实验数据的表格并评价，逐步完善表格，强化学生的表格设计能力;通过比较“手拉绳做的功”和“动滑轮对钩码做的功”，再回到使用动滑轮的目的，从而得到有用功、额外功、总功的概念以及三者的关系.该部分教学学生手脑并用，积极投入课堂，突出学生的主体地位和思维进阶的构建.

4 联系生活实际，迁移构建核心概念

物理源于生活.本课的核心概念是机械效率，这是一个比较抽象的概念，对学生抽象思维的要求比较高.学生对于效率一词并不陌生，但只有一个模糊的概念，缺乏理性的认识.通过通俗易懂的例子引导学生计算学习效率，再迁移到机械效率，学生就比较容易理解.

【案例】

讲授：现代社会是讲究效率的社会，我们学习要讲究效率.如某同学在校时间10小时，学习时间8小时，他的学习效率是多少？使用机械也应当有效率，我们把它叫做机械效率.参照学习效率，你可以给机械效率下个定义吗？它的表达式怎么表示？单位是什么？

总结：物理学中把有用功与总功的比值叫机械效率.机械效率的表达式η=（W有用/W总）×100%.机械效率没有单位，通常用百分数来表示.

展示不同机械的机械效率.提出问题：你有什么发现？

提问：同一机械的机械效率是一成不变的吗？计算用动滑轮提升不同钩码时的机械效率.

提问：根据你计算的结果，你有什么发现？机械效率可能与哪些因素有关？如何提高动滑轮的机械效率？刚才我们是从提高有用功的角度考虑的，那从减小额外功的角度考虑呢？

提问：机械效率有没有可能突破100%？为什么？

【评价反思】通过具体的例子建立起学生对效率计算方法的感性认识，从而迁移到机械效率的概念，让学生更透彻地理解机械效率.通过展示不同机械的机械效率，学生能感受到不同机械的机械效率一般不同，为提出新的问题“同一机械的机械效率一定相同吗”做好铺垫.学生计算用动滑轮提升不同钩码时的机械效率，可以巩固学生对机械效率的理解，也能得到影响机械效率的一个因素——物重，既能锻炼学生的计算能力，又能解决问题.再提示学生，这是从增大有用功的角度考虑的，也可以从减小额外功的角度考虑.最后通过问题，让学生意识到由于额外功的存在，机械效率总是小于100%.

5 结语

安富海指出深度学习注重批判性思维能力的培养和学习进阶的构建，強调学习内容的有机整合，着意学习过程的建构反思，重视学习的迁移运用和知识解决.

纵观本课的设计，先以问题搭建台阶，在情境中复习滑轮和功;再以滑轮和功的知识为原点，提出新的问题，并在问题中帮助学生构建思维进阶，再探究动滑轮，引出有用功、额外功、总功的概念，为建构机械效率的概念作铺垫;最后联系生活中的效率，迁移到机械效率.用实验中的数据计算并理性分析，得到影响机械效率的因素.整个学习过程将多个概念串联起来，随着一个个问题的思考与解决，学生的认知能力和思维能力得到有效提升.

参考文献：

[1]胡琴.促进学生深度学习的教学策略[J].思想政治课教学，2018（12）：34-37.

[2]吴学坤. 促进高中生物理深度学习的教学策略研究[D].山东：曲阜师范大学，2019.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[4]张红洋，王红美.基于学习进阶的探究学习教学设计与实践——以初中物理“动能和势能”为例[J].物理通报，2018（08）：114-118.

[5]高红梅.借鉴学习进阶理论，建构核心概念[J].江西教育，2019（09）：21-22.

（收稿日期：2019-09-27）