基于深度学习的递进式物理教学研究——以“影响蒸发快慢的因素”教学为例

张立健

（厦门市第十中学，福建 厦门 361022）

深度学习是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这一过程中，学生掌握学科的核心知识，理解学习的过程，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观。［1］为此，教师需要深度研究教学内容，采用递进式的教学模式，引导和帮助学生发生深度学习，带领不同能力水平的学生达到适合其发展的学习目标。

一、递进式教学的内涵

递进式教学以最近发展区理论和建构主义理论为理论基础。在学生现有知识结构和发展水平的基础上，解析教学内容，有效拆分成不同层级的教学活动。设计从简单基础性知识到复杂综合性知识的各个层级教学活动，将低层级的基础学习作为高层级复杂学习的准备和铺垫，设置各层级教学的有效过渡，构成具有递进性和逻辑性的递进式教学方式。引导学生逐层掌握新知，让每位学生都能够在自己的最近发展区中得到发展，为下一个发展区的发展奠定基础。［2］

在递进式物理教学中，为学生提供有难度、有梯度的学习内容，搭建具有递进关系的学习“台阶”。教师创设一定的学习环境与支持，充分调动学生学习的积极性，帮助学生通过意义建构的方式获得新知识，促进模型建构能力的提升，［3］从而实现对物理本质、内在规律及相互关系的深度理解。

二、基于深度学习的递进式物理教学模型建构

根据递进式教学理念，结合物理学科的特点，按学习水平将教学内容拆分成文本识记、生活经验、实验探究、模型建构等4 个层级，建构递进式物理教学模型，如图1 所示。

图1 递进式物理教学模型

（一）第一层级：文本识记式的学习

在第一层级的学习中，仅对教材文本进行分析，采用机械识记的方式可以记住结论，而不需要理解学习材料的物理意义。但这仅仅是发生浅层学习，对物理概念的理解仅停留于文字层面。［4］这是导致学生“知其然而不知其所以然”的主要原因。甚至学生会错误地认为这就是物理学科的学习方法。因此，需要有更高层级的学习活动来帮助学生进行有意义的学习。

（二）第二层级：生活经验式的学习

第二层级的学习具有物理学科特点，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。教师要善于利用生活化的场景，激发学生的学习兴趣，分析物理现象，解决物理问题。生活经验式的学习层级相对比较简单，生活经验丰富、善于观察和思考的学生，会很自然地运用生活经验进行学习，初步了解物理知识。但对知识的学习还未能达到理解程度。

（三）第三层级：实验探究式的学习

在第二层级生活经验式学习的基础上，教师提供实验器材与实验环境，带领学生运用一定的实验方法，达到第三层级的实验探究式学习。学生通过亲身操作实验，经历科学探究全过程，获得实验的结论。学生对物理知识的理解有了递进式的上升。但这还未触及知识的原理，需要进一步达到深度理解的学习层级。

（四）第四层级：模型建构式的学习

模型建构式的学习是较为复杂、抽象的高级学习层级。在第二层级生活经验和第三层级实验探究的基础上，学生建立起“透过现象看本质”的科学思维模式，建构相应的物理模型，深度理解物理的本质。

上述四个层级均以同一教学目标为学习主线，具有一定的逻辑关系。在低层级的学习中，学生除了完成本层级的学习任务，同时为进入更高层级的学习做准备，为进入下一个发展区的发展奠定基础。各个层级逐次递进，呈螺旋式上升的层级结构。［2］学生经历“生活→实验→原理→结论→应用”的深度学习过程，促进物理观念形成、物理思维的养成，以及物理核心素养的提升。

三、基于深度学习的递进式物理教学实例分析

以沪科版九年级物理“影响蒸发快慢的因素”教学为例，结合教学实践经验，对本节课的学习内容按学习水平拆分成四个层级的教学活动。每个层级的教学活动对应的物理知识由易到难，物理思维由简到繁，逐层递进。

（一）活动1：文本识记式的学习活动

教材中有关影响蒸发快慢的文本描述：液体的蒸发随时都在发生，液体温度越高、液体表面积越大、液体表面空气流动越快，液体蒸发就越快，反之蒸发就越慢。由此，可获得影响蒸发快慢的三个因素：

（1）液体温度；

（2）液体表面积；

（3）液体表面空气流动。

仅对教材文本进行分析，可以获得影响蒸发快慢的三个因素。学生虽然采用机械识记的方式可以快速记住结论，却未能真正理解三个因素的物理意义。

但在教学实践中，有的学生仅通过对文本的分析就能够掌握物理知识。究其原因，是学生在学习文本的过程中，能够自觉地把文本所表述的内容与自身的生活经验有机结合（即“活动1”与“活动2”的结合），对概念进一步同化而实现对概念的理解。

（二）活动2：生活经验式的学习活动

利用与蒸发相关的生活实例，分析现象、总结经验，获得经验性的结论：

（1）利用阳光，晒衣服干得快（液体温度）；

（2）晾衣服时，将其尽可能展开（液体表面积）；

（3）利用通风，衣服干得快（液体表面空气流动）。

教师以晾晒衣服生活场景为例，贴近学生的实际生活，由此引出物理问题，激发学生的求知欲。学生通过对生活现象的分析，了解影响蒸发快慢的三个因素。有了生活经验的支撑，学生能够进一步了解“活动1”中文本的物理意义。相比“活动1”的学习，“活动2”的学习水平有了递进式的发展。

（三）活动3：实验探究式的学习活动

探究影响蒸发快慢的实验，运用控制变量法开展实验探究：

（1）仅改变液体温度的实验；

（2）仅改变液体表面积的实验；

（3）仅改变液体表面空气流动的实验。

在“活动2”生活现象分析的基础上，采用控制变量法探究影响蒸发快慢的因素，学生对三个影响因素逐一设计实验进行探究。通过亲身操作实验，经历科学探究全过程，获得实验结论。经历“活动2→活动3→活动1”过程，体现了“生活→实验→结论→应用”的物理学习过程。有了实验探究支撑物理概念，学生对物理知识的理解有了递进式的上升。

（四）活动4：模型建构式的学习活动

在本节内容“拓展一步”的栏目中，简要描述“液体汽化时的分子运动模型”。教师以此帮助学生构建蒸发时的分子运动模型，认识蒸发现象的物理原理。由此可得到以下结论：

（1）与液体温度有关。温度越高，水分子热运动加快，水分子的平均动能增大，从液面飞出去的水分子数量增多，蒸发就越快；

（2）与液体表面积有关。液体的表面积越大，则处于液体表面的水分子越多，从液面飞离的水分子数增多，蒸发越快；

（3）与液体表面空气流动有关。空气里的水分子可能与空气分子发生碰撞而回到液体中。液体表面空气流动越快，水分子重新返回液体的机会越小，则蒸发越快。

在第二层级生活经验和第三层级实验探究的基础上，进行更高层级的模型建构式学习活动，让学生经历“活动2→活动3→活动1→活动4→活动1”的学习过程，形成“生活→实验→原理→结论→应用”的物理学习模式。学会“透过现象看本质”，从微观角度建构分子运动模型，从而深度理解影响蒸发快慢因素的物理概念。

四、基于深度学习的递进式物理教学原则

在“影响蒸发快慢的因素”的递进式物理教学实例中，通过对各层级教学活动的对比分析，探索基于深度学习的递进式教学策略，把握物理学科对学生发展的价值，有效地培育学生物理核心素养。［5］

（一）把握教学活动的递进关系

深度学习是一种递进式的学习。本文所分析的四个层级的教学活动，后一种教学活动是前一种的递进。“活动3”是“活动2”的深入学习，“活动4”则是在“活动2”和“活动3”的基础上构建的更有深度的学习活动。在“活动3”和“活动4”的学习过程，强调学生主动参与、积极建构。因此，教师应对物理知识具有深度认知，把握各层级活动所能承载知识功能和教育功能，引促进学生深度学习，让物理教学更有效。

（二）设置逐层深化的教学过程

根据本文分析的四个层级教学活动，教师基于学生的认知基础和教学实际，在常态课、公开课、示范课等不同课型中，选用不同的教学设计。不同的教学设计，发生深度学习的情况不同，对学生核心素养的发展也不同。为此，教师在备课时，要能基于学生现有水平进行教学设计，通过合理设计教学活动环节，达到对知识的逐层深化，最终实现“活动1”文字符号的理解、解码和意义建构的认知过程，这一过程是逐层深化的。［6］

（三）架构有层次的学习梯度

深度学习不是单纯加深难度的学习，教师要注重学习梯度的架构。本文所分析的四个层级教学活动之间存在着递进关系和逻辑关系，教师将各层级教学活动根据一定的逻辑关系进行有机整合，合理运用其递进关系，架构有层次的学习梯度，让深度学习发生。带领不同能力水平的学生达到适合其发展的学习目标，并不断超越现有的最近发展区，达到下一个发展区。

（四）创设深度学习的环境

在教学过程中，教师努力为学生创设深度学习的环境，带领学生从现有水平转向更高层次的学习与发展。由于受认知水平、学习能动性等因素影响，并非所有的学生都能够达到更进一步的深度学习活动，但教师仍应努力创设深度学习的环境。其一，让更多的学生，在不同层级的教学活动中能持续处于深度学习的状态，并顺利达到更高层级的深度学习。其二，引导有能力的学生对物理知识追本溯源，掌握物理原理及科学思维方法，从而形成积极的内在学习动机、积极的态度和正确的价值观。

四、结语

在递进式的物理教学设计中，通过架构有层次的学习梯度，带领学生经历文本识记式、生活经验式、实验探究式和模型建构式等四个层级的学习活动，走向深度学习，达到对知识理解的逐层深化，对知识建构的逐层递进，对物理知识的追本溯源。让学生理解物理知识、掌握思维方法，内化物理学科特性品质，达到发展物理核心素养的目标。