基于物理观念构建的深度学习的实践思考*

宋正怀

(江苏省靖江高级中学，江苏 泰州 214500)

1 引言

德国著名物理学家冯·劳厄(Max von Laue)曾经说过，教育留个学习者的是曾经学习过的除了遗忘的，再就是所剩下来的东西。那么，剩下来的东西还能有什么呢？应当是基本观念。

什么是物理基本观念？它是指学生在建构、理解、应用和反思物理概念和规律的过程中，逐渐形成的对物理世界的高度概括性的认识。物理观念是深深植根在人的记忆中的，即便遗忘了零散的、具体化的知识，但物理观念却仍可以长留于学生的头脑中，伴随终身，无时不刻左右他们对客观世界的看法和行为。是今后学习、生活和立足社会的关键品格和必备能力的基本要素，而形成物理观念的学习，也是物理课程深度学习的重要内容。

2 拓宽教学目标

下面以《伽利略对自由落体的研究》这节课的教学分析为例，说明为了实现形成物理观念，在本节课的理解和设计上，如何把握新课程教学目标。首先《伽利略对自由落体的研究》的这一节课安排在《自由落体运动》之后，笔者认为这样的教材结构对学生形成正确的运动观念是有利的，这样的安排其实是新课程理念给教学赋予了更高目标内涵，对学生而言有了更高阶的学习要求，这样的要求有利于学生初步形成正确的运动观。《自由落体运动》一节的其中的一个目标价值，就是让学生形成“轻重物体一样快”的观念性结论，并能在真实情境中能灵活应用该观点分析和处理问题。例如：紧挨在一起的两个滑块甲、乙沿光滑固定的斜面下滑(甲在乙后，G甲>G乙)，判断甲、乙之间有无相互作用的弹力。好多学生不假思索的认为：因为甲比乙重，所以，甲下滑得比乙快，因此，他们之间有弹力.但是，学生如果能在熟悉自由落体运动的基础上，上升到“轻重不是决定物体快慢的本质因素”这个观念层次（正确的运动观），至少可以避免盲目得出错误的结论.这就是物理观念与知识的区别，当然，知识升华为观念，需进过深度学习才能获得。

新的课程理念要求高中物理教学应从知识为主向观念建构转变。观念统领下的教学强调从更高、更全面的角度看待物理课程，调动学生进行高阶思维，实现深度学习。物体下落的快慢结论，没有考虑空气阻力的影响，这才是导致亚里斯多德得出错误结论的主要原因。学生在经历多个情境的感悟和思维迁移，逐步领悟“忽略空气阻力，轻重物体下落的一样快”，观念的构建需要这样的深度学习。但是，研究没有空气阻力的价值和意义在哪里？研究有空气阻力的运动发展难道不更符合实际情况吗？这涉及到物理价值观的问题，教师不能简略带过，回避学生的疑虑，剥夺学生主动深入研究问题的权利，因为这也是一个从更高层次审视物理课程、帮助学生树立物理观念的好机会。

3 布局大单元教学

实验物理观念的形成是由相关物理事实凝练提取的知识来支撑的，又由事实作为支撑的观点的升华，但是，“物理思想观念”不可能同时通过一些个别概念和规律的学习而形成，必须积极主动发展经历“科学探究”和“科学思维”过程，在获得具有足够的相关概念、规律、方法后逐渐开始形成。因此，不应停滞于学生形成孤立的概念和规律。而应以是否能形成物理观念，是否能够自觉的用物理观念审视自然和生活中的相关现象、并指导其行为扩大深度学习成果。

观念的形成，需要多个具有内在联系的系统化知识作为前提。例如：运动和相互作用观的构建在大单元进行教学设计布局中是逐步推进过程中形成的。通过研究新课标必修1的学习后，初步建构相关的运动和相互作用观，。遵循循序渐进的原则，独立地构建运动观和相互作用观，然后顺利地过度到牛顿运动定律，将运动观和力观融汇起来，构建了一个较为系统完整的运动和相互作用观[1]。

4 审视课堂教学环节

在“探究感应电流产生的条件”教学中，笔者一改传统的情境的创设方式，为建立感应电流的概念，不失时机地强化能量守恒观念，取得了很好地教学效果。

首先我设置这样的真实问题情境：磁铁穿过长铜管，时间明显比没有铜管的情况下运动的时间长.由此展开理论探究。

问题：磁铁穿过铜管为什么会变长？（学生：受到阻力）；问题：阻力的从何而来？（学生：可能是铜管里空气的影响）。对比试验：预先制备同一沟槽铜管，然后用石蜡封闭切口。结果与空气中运动时间相同。排除了空气阻力的因素。那到底阻力从何而来？学生自己陷入沉思，但是他们迫切希望可以等到一个合理的解释.教师：排除了空气阻力的影响，我们还是能够看到，在铜管里磁铁下落得比自由落体慢.教师不失时机地引导学生用能量的观点，指出磁铁的机械能在下落过程中减少了！那么能量的减少到哪里去了？通过学生充分的思考和交流，得出只有一种可能，即铜管的能量增加了。教师：铜管加什么能量？（学生：内能）；教师：什么情况下，一个导体在没有外界加热时能产生内能？学生：（电流！）；用金属钳将两个极性相反的二极管在缺口处平行连接，使磁铁快速通过，二极管发光，从而证实了学生的猜想。

让学生形成物理观念，教师就要有不局限于知识的视野；在物理学发展的历史长河中，重大观念的产生如沉淀下来的晶莹剔透的宝石，乃水滴石穿，非一日之功。我们不能因为好多结论的错误，就认为亚里斯多德的所有观念都是错的，亚里斯多德受历史条件限制，提出了不少错误观点，但是他认为世界是可以认识的，我们所处的世界是有规律可循的，从这个意义上来看，他在自然哲学道路上，抛弃希腊神话的束缚，在科学的发展史上贡献功不可没、无可替代！同样，对学生的学习情况而言，从物理学维度看待自然界，形成对自然成为世界的基本思想认识；解释自然经济现象和解决生活实际管理问题的意识和能力，创造性地提出自己独到见解的能力与品格；逐步形成对事物的正确认识，达成“科学态度与社会责任”的素养要求。所有这一切，也都是可以随着物理教学观念的形成而逐步深化的。

5 增加学习评价维度

当前，以构建一个物理教育观念为目标的课堂进行教学，应建立与物理思想观念以及教学能力相匹配的学习兴趣测评管理体系，增加与物理观念相关的可操作评价体系，达成物理观念为主导的评价活动目的显得非常迫切。

我们需要改变以往单一答案的评价方法，即对同一问题可以提供多个答案，也就是说，引入开放式试题。同时，要加强形成性考核。与终结性评价相比，观念的形成关注学习过程。学习过程中的表现和行为，通过对学习过程的评价和教师的指导，使不同学习潜能、不同基础的学生增强学习信心，为深度学习正真发生，从而才能为形成正确观念奠定基础。