郭本剛 沈耕福

摘要 利用傳送帶問題的微專題教學(xué)，運(yùn)用各種有效的教學(xué)方式方法，幫助學(xué)生對“力和運(yùn)動”與“功和能”形成整合性、聯(lián)通式建構(gòu)，并促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 高中物理;微專題教學(xué);高階思維

深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生的學(xué)習(xí)以內(nèi)在學(xué)習(xí)需求為動力，以理解性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)：運(yùn)用高階思維批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí);能夠在知識之間進(jìn)行整體性聯(lián)通，將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知體系進(jìn)行建構(gòu);能夠在不同的情境中創(chuàng)造性地解決問題：能夠運(yùn)用元認(rèn)知策略對學(xué)習(xí)進(jìn)行調(diào)控，并達(dá)到專家學(xué)習(xí)程度的學(xué)習(xí)。

微專題教學(xué)，是圍繞某一類情境的問題分析展開的、綜合運(yùn)用一系列相關(guān)知識的階段性整合教學(xué)。微專題教學(xué)中，學(xué)生對原有的零碎、淺層次的知識進(jìn)行反芻和深層次加工，并加以聯(lián)通和整合。微專題教學(xué)能幫助學(xué)生理解原有知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成比較深刻的系統(tǒng)化知識，同時(shí)，它要求學(xué)生全面運(yùn)用各種思維方法，促進(jìn)其思維能力的發(fā)展，從而推動學(xué)生的思維由記憶、理解向高階思維發(fā)展。總之，微專題教學(xué)因其鮮明特征而促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

傳送帶問題在內(nèi)容和思維上的跨度都比較大，要求學(xué)生在情境分析中綜合應(yīng)用各種知識、思想方法和思維，可作為新課的階段性總結(jié)的微專題。本微專題在深度學(xué)習(xí)理念下，通過變式、綜合、反思和比較，幫助學(xué)生對“力和運(yùn)動”與“功和能”形成聯(lián)通式、整合性建構(gòu)，并發(fā)展高階思維。

一、引導(dǎo)學(xué)生在自主變式中形成整合性建構(gòu)、發(fā)展高階思維

教學(xué)從學(xué)生課前做的如圖1甲所示問題開始，引導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上提出各種變式。這種變式是因條件改變而導(dǎo)致的情境變化，例如傳送帶運(yùn)動情況和物體初速度情況的改變，再如傳送帶是水平還是傾斜及是否存在其他外力。在變式分析的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生作總結(jié)，傳送帶問題中摩擦力的性質(zhì)、方向和大小是情境分析的關(guān)鍵，它是思維展開的原點(diǎn)。此時(shí)，不妨繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性地變式，引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生在課后去研究物體從側(cè)面滑上傳送帶的情況。

在變式分析中還總結(jié)出一點(diǎn)，v-t圖像是分析傳送帶問題的通用工具，這一分析方法具有很強(qiáng)的遷移性。v-t圖像能將物體運(yùn)動過程的各階段整合到一起，也將其與傳送帶的運(yùn)動過程對比式地整合起來，使其更加清晰、直觀，同時(shí)還能利用它簡化計(jì)算。傳送帶問題的情境變式很多，但都需要兩個分析（受力和運(yùn)動），v-t圖像的作用就在于將學(xué)生的分析思路和認(rèn)知整合起來，減輕學(xué)生的思維負(fù)擔(dān)，使計(jì)算思路有更清晰的思維引領(lǐng)。v-t圖像是分析相對運(yùn)動問題（不單單是傳送帶問題）的重要工具，能大大提升學(xué)生運(yùn)動分析的能力，復(fù)雜過程的分析就更有必要借助于它，例如題1，它也是傳送帶問題的一種高級變式。

題1：一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ。初始時(shí)，傳送帶與煤塊都是靜止的，現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運(yùn)動，當(dāng)其速度到達(dá)v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動。經(jīng)過一段時(shí)間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，相對于傳送帶不再滑動，求此黑色痕跡的長度。

兩種思路結(jié)果的一致性使學(xué)生對傳送帶“功和能”問題的理解更深入，同時(shí)，本題在與“力和運(yùn)動”的題內(nèi)前后聯(lián)系十分緊密，有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)聯(lián)通式、整合性的建構(gòu)。此問題借助高階思維，學(xué)生對可類比、可比較、有聯(lián)系的材料進(jìn)行了整合，形成了整體性的思維結(jié)構(gòu)，同時(shí)，也是在延續(xù)上述變式。

這時(shí)，不妨回看圖1甲所示情境中的“功和能”問題，電動機(jī)提供的能量怎么計(jì)算呢？兩種思路得出的結(jié)果一致嗎？這些問題將課堂教學(xué)得以延伸和鞏固，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之理解性學(xué)習(xí)，進(jìn)一步幫助學(xué)生形成整合性建構(gòu)并發(fā)展高階思維。

三、引導(dǎo)學(xué)生在反思中形成整合性建構(gòu)、發(fā)展高階思維

上述教學(xué)過程中，教師始終注意有意識地引導(dǎo)學(xué)生反思，使學(xué)生在反思的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)和整合。學(xué)生有時(shí)會“想當(dāng)然”，如部分學(xué)生對題1的解答。對此，教師要選取學(xué)生易錯的、具有反思性的典型例題，讓學(xué)生先做，使其強(qiáng)烈感受到要“耐心分析、小心求證”，從而激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)需求，然后引導(dǎo)學(xué)生主動反思、探究、討論、評價(jià)、批判、歸納和總結(jié)，此過程能更好地促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。如圖4所示問題中，不少學(xué)生會“想當(dāng)然”地認(rèn)為物體第二階段是勻速運(yùn)動，對此，教師不妨讓學(xué)生課前先做，然后采用上述教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生在反思的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展和概括，幫助學(xué)生建立邏輯聯(lián)系，形成整體性認(rèn)識。

這樣的教學(xué)，突出了學(xué)生的主體性、獨(dú)立性、批判性和參與性，學(xué)生反思性思考的意識得到了喚醒，反思性思考的行動能力得到了訓(xùn)練。反思性思考的意識和行動是核心素養(yǎng)的核心，也是發(fā)展學(xué)生高階思維的有效途徑。反思性學(xué)習(xí)過程的各個環(huán)節(jié)要運(yùn)用高階思維，同時(shí)又促進(jìn)了其發(fā)展。

四、引導(dǎo)學(xué)生在比較中形成整合性建構(gòu)、發(fā)展高階思維

比較是一切理解的基礎(chǔ)，是一切思維的源泉。變式是為了創(chuàng)造更多的比較材料，是為了在比較中升華認(rèn)識、提升思維，以求借助高階思維使知識加工更加深層次。綜合應(yīng)用是為了便于比較，通過比較使得原有的零散、無關(guān)聯(lián)的內(nèi)容成為一個有機(jī)整體，這樣的比較是在促進(jìn)學(xué)生的整體式、綜合性思維能力。反思是當(dāng)下認(rèn)識和過去認(rèn)知的一種比較，是一種自我內(nèi)省式的比較，反思和比較相互促進(jìn)的。綜上所述，本微專題教學(xué)始終引導(dǎo)學(xué)生在比較中進(jìn)行聯(lián)通和整合，并發(fā)展高階思維。

比較思維在深度學(xué)習(xí)中的作用，不僅要體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容和方式上，還要體現(xiàn)在結(jié)果的表述和呈現(xiàn)方式上。傳送帶問題中，分類（分區(qū)間）討論是常見的，但有些教師表述的結(jié)果顯得比較零散和繁亂，不利于學(xué)生進(jìn)行比較。倘若能使用分段函數(shù)這樣一種數(shù)學(xué)語言將各種情況有序地整合到一起，則有利于幫助學(xué)生建立比較式的整合性建構(gòu)，并能引導(dǎo)學(xué)生有意識地探究其中的規(guī)律，進(jìn)行深層次的再加工。教學(xué)中，教師切忌急躁和強(qiáng)加，讓學(xué)生有充分的思考時(shí)間和空間，適時(shí)、適度地通過對話慢慢引導(dǎo)，最終通過分段函數(shù)整合學(xué)生的認(rèn)識，在比較中發(fā)展學(xué)生的高階思維。

五、結(jié)語

高階思維是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，它指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動和認(rèn)知能力，在教學(xué)目標(biāo)分類中表現(xiàn)為應(yīng)用、分析、評價(jià)和創(chuàng)造。教師要避免教給學(xué)生的總是線性的、連續(xù)的思維，要努力提升學(xué)生整體性、綜合性的思維品質(zhì)。教師要引導(dǎo)學(xué)生在情境分析中深層次加工知識，這需要高階思維的支撐，同時(shí)也能促進(jìn)其發(fā)展。

本微專題教學(xué)始終注重深度學(xué)習(xí)在高中物理學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，努力激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生主動地建構(gòu)知識，要求學(xué)生具有批判性的思維，使學(xué)生具有遷移的能力，注重元認(rèn)知的參與。本微專題教學(xué)強(qiáng)調(diào)在認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、應(yīng)用遷移和思維監(jiān)控中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)通式、整合性建構(gòu)和學(xué)生高階思維的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

能否引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，除了知識本身的屬性外，還取決于教師的教學(xué)方式。適合的教學(xué)內(nèi)容和適合的教學(xué)方式才能“轉(zhuǎn)知為智”，才能通過知識的應(yīng)用提升能力和思維品質(zhì)，才能更好地促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。教師要在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的同步研究下，使得引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)在操作層面上有章可循，并將其植根于課堂加以實(shí)踐和研究。