创设深度学习环境 助力学科素养落地

余杰　贾艳萍

摘   要：從问题设置、情境创设、实验设置、小组合作、探究情境、形成性评价和教学逻辑链等方面详细阐述如何创设深度学习环境，助力物理学科核心素养落地。

关键词：深度学习；深度教学；动量；学科素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2023）6-0012-6

深度学习是指学生在教师创设的具有挑战性的问题情境中，全身心地投入，对核心知识进行理解性、创新性学习的活动，其目的是发展学生的核心素养。前几日，笔者有幸参加了一次“动量”同课异构活动，授课的老师们用最先进的教育理念引领课堂，采用任务驱动、问题引导、情境创设、实验探究、小组合作等形式组织教学，课堂气氛很活跃。不过在热闹现象的背后，学生是浅层次还是深层次地参与其中，这亟需我们反思。如何才能有效构建深度学习环境，让学科核心素养真正落地？笔者对比这几节课，总结了以下几点和同行交流。

1    问题设置要符合最近发展区

根据维果茨基提出的最近发展区理论，只有教师提供的学习材料在学生的最近发展区时，学生的能力才能得以有效提升。

1.1    问题设置不能过于简单

如果问题太简单，学生不需要思考，张口即来，这属于无效问题。比如，老师在课上多次提问：“对不对”“是不是啊”。

1.2    问题串的设置要注意思维的梯度

如果问题间思维跨度太大，学生无所适从，一脸茫然，这也是无效问题。比如，一位老师在演示实验完毕时提问：“你看到了什么现象”“你认为碰撞中的不变量是哪一个物理量”，第一个问题学生能很快回答出来，但是接下来就冷场了。对大部分学生来说，他们很难从高度相同直接判断出不变量是速度。如果中间多设置两个问题“这说明了什么”“碰撞前后两球的运动状态如何变化”，这样就减小了问题间的梯度，让学生的思维从简单到复杂，从表面到抽象，从低级到高级，在循序渐进中提升学生的思维水平。

1.3    问题设置要及时

如果问题设置不及时，情境超前于问题，问题的质量就会大打折扣。比如，一位老师让学生观看了各种碰撞现象的视频后，提出问题：“碰撞的特点有哪些”，学生需要重新回顾刚才看了什么，或许还会遗忘一部分内容。如果把问题放在播放视频前，让学生带着问题观看各种碰撞现象，就可以提高学生思维的针对性和专注度。

1.4    开放性问题的设置需要教师事前进行有效铺垫

可以回答出问题，确保学生可以持续地、全身心地投入到学习中去。这样的教学有效提升了学生的思维层次，切实做到让学科素养落地。

2    情境创设要科学合理

情境创设是将生产、生活中真实的场景迁移到课堂中来，体现了物理学科来源于生活、服务于生活的特点。这不仅可以激发学生学习物理的兴趣，还可以提升物理课堂的高效性。

2.1    情境创设也要符合最近发展区

比如，一位老师选择“超级碰撞球”引入新课，他的意图是借助“超级碰撞球”激发学生的学习兴趣。课的最后释疑解惑，做到前呼后应。虽然实验现象确实让学生感到震撼，但是释疑解惑时，学生还是无从下手。因为这里需要建模，需要借助动量守恒和动能守恒规律才能说明白，这导致释疑解惑成了这节课的又一难点。释疑解惑环节本应该是学生根据所学新内容，可以主动解释清楚原因，达到学以致用的目的。

2.2    选用发生在学生身边的情境

选用学生身边的情境会让学生倍感亲切，激发他们求知的主动性。比如，一位老师展示各种碰撞时选择了本班一个学生拍球的情境，让学生定量感知动量大小时，选择了本班一个学生参加校运动会的照片。在这些环节明显感受到整个班级都兴奋起来。

2.3    情境选择要具有典型性

比如，探究碰撞现象的特点时，大部分老师是随意选取几个实例。有一位老师选取实例时花了心思：踢足球、冰壶、台球、汽车碰撞、导弹拦截、星体碰撞、微观粒子碰撞。分别从熟悉程度、维度、速度变化、碰撞结果、国家骄傲等展示碰撞现象。这样可以让学生多角度全面地了解碰撞现象，感受碰撞现象的复杂性和普遍性。为寻求碰撞中的不变量做好情感铺垫。

2.4    情境创设要尽可能选择具有正能量的实例

比如，一位老师在罗列碰撞现象时选择了冬奥会男冰壶运动员的比赛场景和代表中国军事技术的导弹拦截照片。在区分动量和动量改变量时，设置了神州十三号飞船稳定运行时的场景。这不仅可以让学生产生浓厚的学习兴趣，还让他们感到无比自豪。

创设科学合理的情境，可以增强学生对物理知识的熟悉感，激发学生学习物理的兴趣。如果学生可以在现实生活中感受到物理知识的存在，就会对物理知识的学习产生浓厚的兴趣，从而产生持续的学习动力。

3    实验设置要遵从直观有效原则

在物理学发展过程中，实验的作用无可替代，无论是物理概念还是物理规律都是以实验为基础的。在物理课堂上，教师要把科学家们奋斗几十年甚至更长时间的劳动成果浓缩在一节课上呈现出来。这就考验了教师的组织能力和资源整合能力。实验的有效性直接决定了物理教学效率。

3.1    演示实验的效果可视性要强

比如，教师C用牛顿摆研究碰撞时，由于牛顿摆规格有点小，让学生观察得出碰撞后的球上升高度不变时，很是牵强。如果做一个背景板，并且画上辅助线。让小球从辅助线位置释放，碰后球到达另一边辅助线的附近，定性实验变成半定量实验。再借助摄像头将实验过程同步投屏，实验结果会更直观、更明显。教师B采用自制实验，超大的球、辅助的指针和刻度线，这让坐在最后一排的学生也能清晰地看到实验现象，还带给学生一种震撼的感觉。

3.2    通过实验定量探究时，要确保实验结果准确

比如，一位老师带领学生定量探究碰撞中的不变量时，实验误差太大，得出的实验结论太牵强，难以让人信服。

3.3    演示实验要展现学生不常见的现象

比如，为了感知动量大小与质量、速度大小有关，一位老师先是抛糖给学生，后拿出铅球假装要抛。学生往后闪的动作让课堂气氛达到了高潮。另一位老师采用教材中的“做一做”：学生去接充气前后的瑜伽球。由于瑜伽球学生生活中不常见，充气后的瑜伽球带给学生一种出乎意料的感觉，参与者露出震惊的表情。虽然第一位老师的课堂氛围很热闹，但是第二位老师的课堂效果与其相比，给学生带来的震撼更强烈。

直观、有效的演示实验才能为学生提供丰富的感性材料，才有利于学生从形象思维过渡到抽象思维，从而提高学生的抽象思维能力和实践能力，提升学生的学科素养。

4    小组合作要真合作

小组合作是在教师的有效引导下，让每一个学生主动参与到教学中来。这种模式有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度，提升团队协作能力，促进学生核心素养提升。

4.1    要合理分组、排桌椅

小组组建的基本原则是“组内异质，组间同质”。即使是借班上课，也可以按照性别，男女生搭配来分组。大部分上课老师采用的要么是同桌一组，要么前后四人一组。落单的学生由老师随机安排。座位的排放依然是一列列，没有组成U字形或其他方便学生讨论的形式。这为学生的不讨论埋下伏笔。比如，一位老师让小组成员之间讨论碰撞的特点时，由于座位没有改变，学生习惯性地还是自己思考，只有一两位学生扭头看了看队友，没有发挥小组的力量。

4.2    教师要设计有深度的方案

大部分老师的小组合作流于形式，没有发挥出小组合作的价值。比如，在定量探究碰撞中的不变量环节（表2），教师D的课堂呈现的是大部分时间自己实验操作、讲解。学生仅起到计算器的作用。教师B采用分组实验：全班分成六组，每组六至七人，座位围绕气垫导轨U型设置。整个环节大部分时间是学生在操作、讨论、得出结论。教师真正起到了引導的作用。整个过程给人酣畅淋漓的感觉，学生的思维在老师的引导下逐步进阶。

小组合作是培养学生核心素养的有效途径。合理的分组、明确的分工是前提，教师的有效引导是关键，及时指导是保障。

5    探究情境设置要全面

探究几乎是每节物理课必不可少的环节，体现了物理学科独特的魅力。探究式教学有利于学生综合素质的提升。老师设置全面、广泛的探究情境有利于拓展学生的视野，让结果更具有说服力。比如，有位老师在引导学生探究碰撞的特点时，选取的情境包含了各种各样的碰撞：由熟悉到不熟悉的，由宏观到微观的，由一维到二维、三维的，由两个到多个的。这样得出的结论更具有信服力。再比如，定量探究碰撞中的不变量时，大部分老师选取的是碰撞后粘在一起的三种情境，有一位老师选取的是等质量碰后粘在一起、不等质量碰后粘在一起、等质量碰后分开、不等质量碰后分开几种情境。相比之下，这位老师选取的碰撞类型就比较全面，课堂效果也是最好的。

物理规律是科学家们在对物理现象充分分析研究的基础上总结出来的。为了说明规律的普适性，老师在设置情境时一定要全面、广泛。这样才能让学生最大程度地像科学家们一样观察和思考：分析现象，找到规律。提升了学生的科学思维水平。

6    形成性评价要有效

Biggs等人提出及时反馈是提升学习效果的最佳方式。通过及时评价可以更好地激发学生的学习动机和欲望，尤其是对学习动机弱的学生。能否及时捕捉到课堂生成性资源，并进行有效反馈，考验着教师的智慧。

6.1    形成性评价要及时

比如，一位老师针对小碰大反弹的实验数据提出问题：“为什么碰撞前的总动量不等于碰撞后的总动量？”学生回答：“碰撞后的动量如果相减就可以。”老师针对学生的回答并没有给出及时的点评。实际上，这位学生的回答非常好。如果老师随即追问：“相减才可以使结果成立，这说明了什么？”大部分的学生会想到动量的矢量性。完成教学目标水到渠成。老师缺少了对学生及时的点评，不仅失去了激发该生持续学习动力的机会，还不能用最完美的方式完成教学目标。

6.2    形成性评价要具有正能量

学生能主动提出自己的想法本身就值得表扬。老师的点评要具体、中肯，具有指导性、鼓励性。这样才可以更好地激发学生学习的欲望。比如，一位老师对学生的受力分析作出点评：“你这不是废话吗？坐下。”相信老师是无心的，但是可能会对该学生产生影响。

著名教育家苏霍姆林斯基说过：“教育的技巧并不在于能预见到课堂的所有细节，而在于根据当时的具体情况，巧妙地在学生不知不觉之中作出相应的变动。”正是预设外的生成性资源决定了这节课的活力。这些“节外生枝”的情况具有动态性，是稍纵即逝的。准确、及时地捕捉到这些生成性资源并对其加以合理利用，将使课堂不断涌现精彩、鲜活的画卷，让课堂焕发出生命活力，学生的核心素养才能不断提升。

7    教学逻辑链设置要尽可能长

教学逻辑链的长短反映学生思维的深浅。在教学过程中，教学逻辑链越长，学生思考问题就越深刻，越能认识事物的本质。

7.1    要重构教材资源

虽然新编教材更能体现物理学科的特点，但是在重难点突破、前后知识连贯性、学生学习兴趣持续性、学生能力有效提升等方面还需要老师依据学生的思维特点创造性地利用教材资源。这样才能满足学生个性化的需求，促进学科核心素养的提升。比如，一位老师通过实验总结出碰撞中的不变量是动量后，补充了科学家们是如何研究碰撞中的不变量的。对比科学家探究碰撞问题的上下求索、锲而不舍的精神，可以增强学生对科学的责任意识。通过科学史教授霍尔顿的点评认识新概念的建立在科学进步中的价值，从而让学生对枯燥的物理概念肃然起敬，让学生从更高的维度认识物理概念，进而对科学本质、功能等有更深刻的理解。

7.2    延长逻辑链微观上可以更有效地突破重难点

比如，通过实验总结出动量概念后，在理解动量环节其中两位老师的教学逻辑链设计如表3所示。教师A没有任何铺垫直接提问了三个问题，然后通过书本上的例题，类比速度变化量，理解动量变化量。教师B先是通过拓展物理学史，让学生感受自己原来经历了和科学家一样的探究历程，并通过名人名言了解物理概念在科学发展中的价值。从而让学生对枯燥的物理概念肃然起敬。接下来，让学生从定性到定量感受动量，让抽象的物理概念具体化、形象化。通过问题1类比对速度的理解，全面地理解动量，完成知识的同化和顺应。最后，分析让国人引以为傲的神州十三号绕地球运行的情境，理解动量的变化量以及动量和动能的区别。让学生用所学知识主动解决实际问题，巩固了对知识的理解，同时完成了知识树的建立。两者相比，教师A设置的逻辑链比较短，学生思维相对比较肤浅，对知识的理解不深刻。教师B从多角度帮助学生理解动量，逻辑链比较长，更有利于学生对知识的理解和思维能力的提升。

7.3    延长逻辑链宏观上可以更有效地把握知识体系

大部分老师的整体教学逻辑如图1所示，教师B的教学逻辑如图2所示。

教师B通过总结碰撞的特点，让学生了解已学知识无法解决复杂的碰撞问题，我们亟需适合碰撞现象的新规律。在学以致用环节，学生通过情境分析既复习了本节新知识，又为下一节的学习埋下伏笔，起到承上启下的作用。教师B的教学逻辑链让学生感知动量在物理学中的重要地位以及牛顿运动定律的局限性，还可以把握本章节与节之间的关系。两种教學逻辑相比，第二种更容易让学生从宏观上把握物理知识体系。

8    结  语

为了创设深度学习的环境，教师不仅要在课堂上注意以上几点，在课前也要对学生的知识储备、心理素质、能力水平等进行客观评价，课后还要及时进行教学反思以及对学生跟踪辅导，实时听取学生的反馈。从而持续提升教的深度与层次，有力保障学生核心素养的养成。

参考文献：

［1］人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书物理选择性必修第一册［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［2］郭华.深度学习及其意义［J］.课程·教材·教法，2016，36（11）：25-32.

［3］王强.逻辑思维链在物理概念建立过程中的应用——一次师范生讲课比赛后的反思［J］.物理教学，2021，43（7）：16-18.

［4］朱开群.基于深度学习的“深度教学”［J］.上海教育科研，2017（5）：50-53，58.

［5］郭拯.试论物理教学中知识逻辑的构建策略［J］.物理教师，2006，27（1）：1-3.

（栏目编辑    赵保钢）