基于新高考的高三复习课深度学习教学策略

摘 要：以“牛顿运动定律的应用：板块模型”为例，在物理学科核心素养背景下，以深度学习理论为依托，问题链为引导，实施高三一轮复习的高效教学策略.

关键词：核心素养;深度学习;牛顿运动定律;板块模型;高效课堂

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）09-0037-04

基金项目：深圳市“学科素养背景下，促进物理深度学习的问题驱动教学研究”（项目编号：ybfz18094）.

作者简介：褚祝文（1974-），男，湖南株洲人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理学科教学.

1 高三复习课教学引入深度学习的意义

2021年高考又有八省即将实行新的高考方案，新的一轮课改拉开了序幕，教师需要思考新高考方案下高三复习课怎么教？深度学习理论为我们提供了指导：（1）该理论强调培养学生理解和学会物理观念的习惯;（2）强调对不同物理模型、物理三大规律的理解以及物理知识和方法迁移和应用;（3）强调持之以恒，培养学生的批判性思维和复杂问题的解决能力，培养学生应用物理知识和方法探究未知世界的能力，促进学生发展高阶思维.这是我们教育改革的关键所在——提升学生核心素养和学科核心素养.现代教育家叶圣陶更是在早期就提出了“不教之教”的觀点，“不教之教”在物理课堂的实施可以理解为：一是让学生做演员，不做观众，激发他们主动地观察和分析物理现象;二是教师的点拨在学生所学的深处、难处和转折处，恰当地给予引导并启发各知识点的关联;三“不教之教”的核心是培养学生的能力和智慧，不是教知识，而是“转识成慧”，培养学生应用物理知识和方法探究未知世界的能力.这一理论与当下的深度学习理论相吻合，两者观点的本质都是循序渐进，春风化雨.启发学生自主认识、分析以及解决问题，更能促进深度学习和终身学习的能力.笔者将深度学习理论应用于新高考方案下的高三复习课，其教学模型为：辨析—关联—深化模型，如图1所示.该模型直观、易懂，形象地展示了深度学习理论在课堂实践的操作性和逻辑性.

2 深度学习理论指导下的教学设计

对于课堂教学，美国哈佛大学有一个绝妙的隐喻：“到哈佛学习，就像是很快帮助我找到了高速公路的入口处，可以形象地理解为学生的学习就像汽车在不同公路上行驶，但只有‘学习的汽车在高速公路上才会走得顺畅，也才会很快到达目的地——高效课堂”.这一隐喻揭示了教学的核心问题，这就是我们需要追求的高效课堂.

复习课，特别是“高三物理习题课和试卷讲评课难上”是许多物理教师的共同感受.习题课，学生没有新授课的新鲜感，常常是教师审题，引导学生解答，没有深挖命题意图和拓展，这样一来，往往是教师教得辛苦，学生学得辛苦，复习效率低下且耗时较多.怎样才能打造高效课堂，笔者在教学实践中进行了多年的思考与探索，下面以“牛顿运动定律的应用：板块模型”高三复习专题为例，以物理深度学习理论为依托，学科的问题为载体，设计“经典的问题、有思维坡度的问题、有内在逻辑的问题、一题多解问题、多题归一”等促进思维发展的问题来贯穿并优化高三复习课堂，体现了深度学习的“辨析—关联—深化”的最佳学习路径，大大提高了高三复习的课堂效率.

2.1 高效的一轮复习课“明”于“辨析”

高三学生进行模拟测试时常出现学生解答多选题时，混淆了正确答案，概括起来就是：“一看就会，一听就懂，一做就错”.教师在高三复习课教学过程中大多抱有应试为目的，只是机械地训练，将知识简单地进行表层处理，缺乏必要的广度和深度，导致这部分同学对高中物理许多模型相似、本质相异的知识点模糊不清;对这些相似的概念、定律、原理、方法辨析不透彻，理解不到位，形成思维定势，造成多次出错，纠错困难.那么，在复习教学中如何突破这些易混点、易错点？深度学习理论认为：深度学习是从所学内容的疑问处、难学处开始，教师在高三复习中因材施教，思考学生所学内容的疑问和难处，在学习的“痛点”设计关键性问题引发学生深层次的思考，激发学生探究性学习的内动力，将学生由“观众”角色转变为“演员”角色，从而实现物理学习的深度参与和深度探究.

例题1 如图2所示，一本书A放在另一本书B上，书B放在光滑水平面上，已知A、B的质量分别为mA=0.2kg、mB=0.4kg，A、B间动摩擦因数为μ=0.6（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）.

（1）要使A、B发生相对滑动，作用在B上的水平拉力F最小值为多少？

（2）若F作用在A上，要使A、B发生相对滑动，水平拉力F最小值为多少？

笔者随堂听一位老师上“板块模型”的课，讲“板块模型”临界问题时他按上述的思路讲解，没有放手让同学一起讨论和探究，让学生孤立记忆和非批判性被动接受知识的浅层学习，下课后，一群同学围绕授课老师追问为什么要求aA=μg=6m/s2，滑动条件为什么要求aB>aA？课堂效率低.

笔者以深度学习理论为依托，设计认知复杂性层次不同的问题链，尤其要重视那些需要认知层次更高的分析、综合、评价等思维活动的问题，设计一些容易把学生一步一步地带入物理情境的例题和问题，让学生真正动手探究，引导深化学生的物理思维，取得了比较好的教学效果，教学设计如下.

问题1：如果F比较小，A、B做什么运动，A的合外力由哪个力提供，并要求同学用自己课桌上的书演示一下？

设计意图：让学生探究F比较小时，一起做匀加速运动，让同学们分析A受到的合外力是B给他的静摩擦力.同学们演示体验用比较小的力拉动叠放在一起的两本书在课桌上一起做匀加速运动的情景.

问题2：如果力F增加，A、B的加速度如何变化，A、B最大加速度，并要求同学用自己课桌上的书演示一下？

设计意图：让同学们一起探究力F增加，A、B的加速度都增大，但A的加速度增大到某一值之后不再增加了，B的加速度继续增加.同学们演示和体验用很大的力拉动叠放在一起两本书在课桌运动的情况，随着拉力增大到某一值时，两本书会发生相对滑动，一起讨论物理原理，并推导书A的最大加速度.

由牛顿第二定律得mAg=mAaA，A的最大加速度为aA=μg=6m/s2.

问题3：A、B刚好相对滑动的条件是什么？

设计意图：让同学们探究和思考A、B刚好相对滑动的条件是aB>aA.培养同学们怎样抓关键点.培养综合分析能力.让同学们推导力F的条件：对于B，由牛顿第二定律得F-μmAg=mBaB，解得F>3.6N.同时展示学生的错误解答：F-μmAg=（mA+mB）aB.让同学们指出错误的原因.同学们回答是：这种解法是用整体法.用整体法解决问题，摩擦力是内力.正确表达式为F=（mA+mB）aB ，有效地揭示了所学内容的本质.

问题4：为什么要求A、B之间的相对滑动拉力F最小？

设计意图：引导同学们领悟和反思，分析板块模型关键点是板块模型之间的“动”和“静”摩擦力的判定.若是滑动摩擦力，可以用f=μFN，静摩擦力则公式f=μFN不能用，只能用牛顿第二定律或其它规律来求解，这样培养学生的“辨析”能力.放手让学生用同样方法得出来，效果比较好.

杨振宁说过“让学生站在问题开始的地方，面对原始的问题”，通过辨析一些原始问题设计把学生一步一步地带入物理情境，让学生自主探究，深化学生的物理思维.再经过进一步的反复、强化和反思，使同学对物理观念有清晰的理解.还可以把学习设置到有意义的真实情境中，让同学面对复杂、陌生的问题情境，对问题产生感性认识，让同学感受到生活中的物理之美.引发同学们学习物理的兴趣，真正做到对于物理问题的“辨析”.

2.2 高效的一轮复习课“通”于“关联”

深度学习理论强调信息的有机整合，意味着对知识的构建和反思，构建反思是指学习者在旧经验的基础之上主动地进行分析、调整、评价，建构新的经验体系，在不断的反思中温故知新.学生的知识结构处于“多元知识结构水平”，知识结构孤立，整体性差，还达不到各版块之间的前后融会贯通，这将导致物理问题解决能力和知识迁移能力的低下，很难提升学生解决复杂实际问题的能力.笔者针对这一问题设计如下教学环节.

例题2 如图3所示，有一长为L=1.4m的木板静止在光滑的水平面上，木板质量为M=4kg.木板右端放一体积和形状可忽略不计的小滑块，质量为m=1kg.小滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2）.

（1）现对M施加一个恒力F作用，为使得m能从M上面滑落下来，求F至少为多大？

（2）不改变其它条件，对M施加一个恒力F为18N，欲抽出木板，则F至少要作用多长时间？

解析：对于第（1）问，让学生体验学以致用，有获得感，同学回答非常好，同学的正确解答是：对于m有μmg=ma1.

小滑块加速度a1=μg=4m/s2.

对木板，由牛顿第二定律得F-μmg=Ma2.

若小滑块从木板上面滑下，则要求a2>a1，解得F>20N.

第（2）问的分析：展示大部分同学错误解答是：恒力F=28N>20N，小滑块m、木板M相对运动.对木板，由牛顿第二定律得

问题1：是否有水平恒力作用更短时间符合条件呢？

设计意图：让同学们形成认知冲突，放手让同学们思考和讨论.

同学们回答：水平恒力作用短时符合要求.

问题2：力作用时间比t=355s短，分析m、M整個过程可能做什么运动？

设计意图：让学生暴露认知缺陷，设计螺旋上升的问题链，可以为同学搭建一个学习台阶，促使他们拾级而上，解决问题.同学们回答有两种可能：第一种可能是：m有可能一直做匀加速运动，M也做匀加速运动，最后m从M滑离;第二种可能是：m先做匀加速运动，力F撤去时，木板速度大于滑块，m继续匀加速共速后做匀速运动.M先做匀加速运动，力F撤销后，做匀减速运动，共速后一起做匀速运动.让同学思考得出自己正确的解答.

问题3：第（2）问还有其他解题方法吗？

设计意图：设计一题多解，培养学生发散思维，为学生创造提问、质疑的机会，同时培养学生数学思维在物理问题中的应用能力，实现 “教是为了不教”的教学理念.

同学思考提出用v-t图像解（如图4），正确的解答如下：

设力F最短作用时间为t秒，当木块与长木板共速时，恰好没有滑离.

在高三一轮复习中，巧设问题，暴露同学们认知上的缺陷，将学生学习水平提升到关联结构水平和抽象扩展水平，增强学生举一反三和解决复杂问题能力和信心.

2.3 高效的一轮复习课“精”于“深化”

“深化”就是深度学习理论下掌握学科核心知识，培养学生的批判性思维和复杂问题的解决能力，也可以理解为不同层次的学生都有大幅度提升，由量变转为质变，可以用一句话形象描述：学生自己手握“方向盘”迅速找到“高速入口”，从而达到高效课堂，在“高速行驶的课堂”路上高速行驶.

例题3 如图5所示，长为L的木板A静止在光滑水平面上， 物块B从A左端的上表面以水平速度v0=6m/s滑入，已知A的质量为M=2kg，B的质量为m=1kg，A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度 g=10m/s2.

问题1：请同学们分析A、B可能做什么运动？

设计意图： L的长度具体值没有给出，若要创设一题多解，创设多样性的、思辨性和批判性的学习情境，放手让学生探究，很容易引起学生学习的共鸣，激发学生的学习欲望，也突出了质疑与批判能力的培养.同学们回答是：若L≤6m，A一直做匀加速，B一直做匀减速运动，直到最后B从A滑出;若L>6m，A先做匀加速，与B共速后做匀速运动，B先做匀减速运动，与A共速后一起做匀速运动.

问题2：如果木板A与地面动摩擦因数为μ1，L足够长其他条件不变，请同学们分析A、B可能做什么运动？

问题3：如果木板A与地面动摩擦因数为μ1，L足够长，vB=0，vA=6m/s，其他条件不变，请分析A、B可能做什么运动？

设计意图：深度学习理论强调问题解决与学习的迁移应用，设计一题多变，让学生思维从多维度视角迁移和拓展，让学生在面对新的问题情境时，善于梳理和把握新旧知识之间的联系，将已有的知识迁移和应用于新问题的解决过程之中， 并形成对知识的进一步理解，建构新的知识架构，促进思维的发展.

对问题2，同学们的回答是：若μ1>115时，B一直做匀减速运动直到停止，A静止不动.若μ1<115时，B先做匀减速运动，A先做匀加速运动，共速后一起做匀减速运动.

对问题3，同学们的回答是：若μ1≤0.2时，B先做匀加速运动，A先做匀减速运动，共速后一起做匀减速运动.若μ1>0.2时，B先做匀加速运动，A先做匀减速运动，共速后B继续做匀减速，A也继续做匀减速运动，A的加速度比B的加速度大.最终A比B先停止运动.

3 结束语

本文以“牛顿运动定律的应用：板块模型”为例，深度學习理论为依托，问题链为引导，实施高三一轮复习的高效教学策略.教师在学生所学内容的深处、难处和转折等处设计问题让学生思考和探究，引导学生主动学习和学会学习，培养学生的质疑和创新意识，养成质疑和创新的习惯，提升质疑和创新的能力.以学科问题为载体促进深度学习的教学是以创新方式给学生传授丰富的核心学习内容，高三课堂中真正让学生跟着动起来，充分调动学生学习的积极性，引导他们有效学习并将其所学付诸应用，能更好地聚焦核心知识，更好地培养物理学科素养.

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（收稿日期：2021-03-03）