指向深度学习的高中物理课堂“学习任务”的设计策略

摘 要：高中学习任务多种多样，其中前置性学习任务、过程学习任务和探究学习任务，因在教学过程中任务明确，其教学效果十分显著。如何在物理课堂教学中通过布置学习任务促进学生的深度学习呢？笔者以绳-球模型和杆-球模型为例：布置前置性学习任务完成自制水流星模型和杆-球模型，使学生在活动中体验真实情景;布置整理-归纳-寻因-发现过程学习任务，有利于培养学生的高阶思维能力;布置探究学习任务，引导学生对学习内容批判的学习和对知识的理解及知识的迁移，追求高投入、有效率的深度学习。

关键词：深度学习;学习任务;物理课堂

深度学习[1]是一种对学习的本质的认识，追求学生积极主动参与、高效率的学习，强化培养学生利用规律解决实际问题的能力。笔者比较认同：深度学习追求有效地高阶思维学习;深度学习是深入物理规律的批判性学习[2];深度学习是促进不同版本教材融合的整合性学习;深度学习是落实核心素养的必然途径。深度学习不仅需要学生在学习的过程中积极参与，还需要教师通过确立高阶思维的教学目标、创设真实情境、整合总结物理规律、布置学习任务、选择评价方式等方面进行积极引导。

近年来，笔者所在的课题组结合高中物理课堂对“深度学习”的学习任务设计进行了一些探究，下面就笔者所在的课题组，在指向深度学习的高中物理课堂“学习任务”的设计中所采用的措施，作一下简单介绍。

一、指向深度学习，物理课堂“学习任务”设计框架路径图

如图1所示，为了进一步优化课堂教学的学习任务，笔者所在的课题组结合物理课堂教学实践，设计了“指向深度学习”的高中物理课堂“学习任务”框架路径图。

框架路径图解读：结合物理核心素养，根据课程标准要求和考试大纲内容，确定高阶思维学习的课时目标，布置前置性学习任务、过程学习任务和探究学习任务，促进“深度学习的课堂实施”。基于中学生的认知规律，利用“形成性评价”和“终端测量评价”促进学生物理核心素养的形成。

图1 物理课堂“学习任务”设计框架路径图

二、布置前置性学习任务，通过情景体验促进知识的构建

前置性学习任务[3]，是诸多学习任务的一种，在教学活动中突出学生的主体地位。因此，教师需要从多维度挖掘前置性学习任务，呈现形式多样的简洁易于操作的前置学习任务。

如在粤教版第四章曲线运动中第三节圆周运动中的绳-球模型和杆-球模型，笔者通过布置前置性学习任务，每个学生自制水流星模型或杆-球模型。进行下列体验活动：（一）自制简单的水流星模型，在一次性杯倒入适量水，用细线连接杯子四周，使一次性杯子在竖直面内做圆周运动，体会绳子对手的作用力，如果杯子初速度很小的情况下，重复实验;（二）部分学生采用笔芯和纸团自制杆-球模型，体会纸团在最高点速度为零时，纸团的运动情况;（三）小组合作采用笔芯和纸团自制双星模型和三星模型，展示在旋转笔芯的过程中，纸团的运转情况，总结物理规律。

通过本次体验活动，学生体验到在绳-球模型中，一次性水杯只有满足一定条件，才能通过最高点;在杆-球模型中，小球在最高点可以静止。通过布置前置性学习任务，确立高阶思维目标，通过情景体验促进知识的构建，以促进“深度学习的课堂实施”的目的。

三、布置过程学习任务，促进学生对知识点应用和迁移

过程学习任务，要求学生在高阶思维的教学目标引导前提下，经历整理-归纳-寻因-发现的自主掌握物理规律的一个过程。教师布置过程学习任务，要求学生运用圆周运动的知识分析概括绳-球模型和杆-球模型的规律。

（一）繩-球模型[4]

1.教师给学生充足的时间，通过作图分析一次性水杯在最高点的受力情况如图2，根据合外力提供向心力得：，学会图解方法分析问题的能力;

2.把本题陈述为非情境化物理问题，锻炼学生抽象概括能力;

3.根据推导小球能通过最高点的最小速度（当T=0时，），培养学生变量分析素养;

4.赋予各种实践情境并进行讨论，例如过山车的最高点的受力分析，培养学生实践应用意识和知识迁移能力;

5.设计探究实验验证第③问的结论，培养学生科学探究能力。

（二）杆-球模型

结合体验活动，杆可以提供支持力，通过作图分析小球在最高点的受力情况：1.图3为杆对小球提供拉力时的受力情况，根据合外力提供向心力得：2.图4为杆对小球提供支持力时的受力情况，根据合外力提供向心力得：;推导在杆-球模型中，当T2=mg时，vmin=0，小球能到达最高点的最小速度为vmin=0。

教师通过创设问题情境、以真实生活实例、布置过程学习任务使学生在平常观察生活、体会生活中学到知识，有利于培养学生的高阶思维能力。

四、布置探究学习任务，掌握物理规律

当学生完成过程学习任务之后，教师可提出以下问题，进一步加深学生对绳-球模型和杆-球模型的理解和认识。问题1：小球以一定的初速度v0（v0<）冲上单轨道如图5，分析小球能否达到最高点？问题2：不能到达最高点时，在哪一点会发生脱轨？问题3：小球能过最高点时，在经过最低点和最高点时，轨道对小球的支持力差值是否恒定？

引导学生根据机械能守恒[5]探究问题1：以最低点为0势能面利用机械能守恒解决问题如图5，引导学生分析小球在最低点和最高点的机械能分别为、，结合小球能过最高点的条件为综上可知，，即小球在最低点的速度，小球将不能到达最高点。

引导学生根据动能定理分析问题2：如图6假设小球在A点脱轨（此时轨道对小球的弹力N=0），由重力沿着指向圆心的分力提供向心力得：，小球从最低点到A点的过程中由动能定理得：，综上可知。

引导学生根据动能定理分析问题3：通过作图分析小球在最高点和最低点的受力情况，根据合外力提供向心力得：、，从最低点到最高点的过程中由动能定理得：，综上可知，N1-N2=6mg，即小球在经过最低点和最高点时，轨道对小球的支持力差值恒定。

教师给予学生充足的讨论时间，通过布置探究学习任务，引导学生对学习内容的批判的学习和对知识的理解及迁移，追求学生主动参与、高效率的深度学习。教师要提高认识，确定高阶思维学习的学习目标，创设真实情境、整合总结物理规律、布置前置性学习任务、过程学习任务和探究学习任务，促进“深度学习的课堂实施”。

参考文献

[1]任虎虎.促进深度学习的多版本物理教材整合教学——以“运动的合成与分解”教学为例[J].教学与管理，2019，（3）：48-49.

[2]赵惠松.深度学习视域下高中物理教学的优化策略[J].中学物理，2018，36（2）：30-31，62.

[3]毛健云.浅析前置性学习任务在物理课堂教学中的应用[J].教育界，2018，（29）：89-90.

[4]叶巧英.绳球模型与杆球模型[J].考试周刊，2018，（63）：164.

[5]袁明彪.对“绳拉球”问题机械能瞬间损失的探讨[J].学园·教育科研，2013，（1）：167.

作者简介：廖燕宾.（1992-3）男，河南濮阳，汉族，硕士研究生，中学二级教师。研究方向：高中物理教育教学。

本文系广东省教育科研“十三五”规划2020年度教育科研，普通高中物理课堂指向深度学习的教案设计研究，课题编号：2020ZQJK035。