任虎虎

(江蘇省太倉高級(jí)中學(xué)，江蘇 太倉 215411)

深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)科核心知識(shí)的理解性學(xué)習(xí)，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)性情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀，成為既具獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性,又有合作精神、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀學(xué)習(xí)者，成為未來社會(huì)實(shí)踐的主人。

1 基于情境的教學(xué)中存在的問題

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確指出：創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用。2019年7月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》提出：要重視情境教學(xué)。當(dāng)下基于情境進(jìn)行教學(xué)已經(jīng)成為基本共識(shí)，筆者在大量的課堂觀察和自我反思中發(fā)現(xiàn)，教學(xué)實(shí)踐中存在著情境碎片化、工具化和僵硬化傾向，這是導(dǎo)致淺層學(xué)習(xí)的一個(gè)重要原因。

情境的碎片化傾向就是情境之間是割裂的，表現(xiàn)為教師專注于創(chuàng)設(shè)眾多孤立的情境，不同情境之間缺乏關(guān)聯(lián)性，情境的碎片化容易導(dǎo)致知識(shí)學(xué)習(xí)的碎片化。情境的工具化傾向就是把情境僅僅作為獲得知識(shí)的工具，脫離知識(shí)而存在，表現(xiàn)為只在課堂引入階段創(chuàng)設(shè)情境，之后就是純粹的、抽象的知識(shí)學(xué)習(xí)。情境的僵硬化傾向是情境與知識(shí)是“固定搭配”，表現(xiàn)為情境脫離學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和文化背景。

要引導(dǎo)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)在課堂上真實(shí)發(fā)生，就需要教師深入認(rèn)識(shí)情境，進(jìn)行情境開發(fā)，克服碎片化、工具化和僵硬化傾向。

2 情境開發(fā)的內(nèi)涵

情境開發(fā)要提升情境的品質(zhì)，充分挖掘其所蘊(yùn)含的育人價(jià)值，認(rèn)識(shí)到情境是連接生活與能力、知識(shí)與觀念、個(gè)人與社會(huì)的紐帶，是促進(jìn)意義建構(gòu)的支持系統(tǒng)。通過情境開發(fā)實(shí)現(xiàn)“下聯(lián)上達(dá)”，即向下聯(lián)結(jié)經(jīng)驗(yàn)、事實(shí)與問題等，向上通達(dá)觀念性知識(shí)和高階思維，讓情境真正成為知識(shí)建構(gòu)的基石、思維發(fā)展的支架、問題解決的媒介和素養(yǎng)提升的載體。在基于情境的教學(xué)中，不再是將知識(shí)直接呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生被動(dòng)接受和機(jī)械記憶，而是將要學(xué)習(xí)的知識(shí)轉(zhuǎn)化成情境化的問題，學(xué)生在情境化的問題中體驗(yàn)、探究、論證、建模和應(yīng)用等，幫助學(xué)生形成能靈活遷移的知識(shí)結(jié)構(gòu)，在這個(gè)過程中發(fā)展模型建構(gòu)、分析評(píng)價(jià)、批判性反思等高階思維能力，并促進(jìn)問題解決能力和核心素養(yǎng)的提升。

3 指向深度學(xué)習(xí)的高中物理情境開發(fā)策略

指向深度學(xué)習(xí)的高中物理情境開發(fā)要增強(qiáng)情境的整合性，克服碎片化傾向；增強(qiáng)情境的挑戰(zhàn)性，克服工具化傾向；增強(qiáng)情境的實(shí)踐性，克服僵硬化傾向。下面結(jié)合奧運(yùn)會(huì)的三個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行具體闡述。

3.1 多角度分析情境，增強(qiáng)整合性

一個(gè)好的物理情境往往具有開放性，教學(xué)中既適合學(xué)生生活、文化背景，又與學(xué)科知識(shí)緊密關(guān)聯(lián)的情境是有限的，對(duì)于一個(gè)好的情境要充分利用，多角度分析，讓情境成為連接和整合不同知識(shí)的紐帶，增強(qiáng)知識(shí)間的關(guān)聯(lián)性、邏輯性和整合性。

教學(xué)案例1:我國短跑名將蘇炳添在東京奧運(yùn)會(huì)百米賽跑半決賽中以9.83秒的成績創(chuàng)造了新的亞洲記錄，為國家贏得了榮譽(yù)。一方面教學(xué)中可以利用該情境進(jìn)行愛國主義教育和體育健康教育，踐行學(xué)科育人理念。另一方面可以對(duì)該情境進(jìn)行多角度分析，利用它促進(jìn)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)的理解。

角度1:研究蘇炳添在整個(gè)百米賽跑中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否將他看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？為什么？研究什么問題時(shí)能將其看成質(zhì)點(diǎn)？

角度2:(回放蘇炳添東京奧運(yùn)會(huì)百米賽跑半決賽的視頻)提出問題：(1)蘇炳添在整個(gè)比賽過程中速度有變化嗎？(2)如何描述蘇炳添在整個(gè)100米過程中運(yùn)動(dòng)的快慢？(3)如何描述蘇炳添在沖過終點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢？

角度3:蘇炳添在東京奧運(yùn)會(huì)百米賽跑半決賽的起跑反應(yīng)時(shí)間為0.167秒，若以信號(hào)槍響開始計(jì)時(shí)，如何直觀地描述其運(yùn)動(dòng)的快慢？請結(jié)合自己的經(jīng)歷大致畫出他在百米半決賽中的v-t圖像，說說他的速度如何變化？據(jù)此，大家能否從物理學(xué)的視角給出提高短跑成績的合理建議？

角度4:如何比較精確地測量出蘇炳添在百米賽跑半決賽中每個(gè)10米處的速度大小？

通過多角度分析，這個(gè)情境將運(yùn)動(dòng)學(xué)核心知識(shí)有機(jī)整合在一起，有助于促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

3.2 深層次挖掘情境，增強(qiáng)挑戰(zhàn)性

在教學(xué)中要超越情境的表象，深入到情境背后蘊(yùn)含的邏輯、思想、意義和價(jià)值層次，并基于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知特征，設(shè)置具有挑戰(zhàn)性、層次性和沉浸性的問題，促進(jìn)他們的深度學(xué)習(xí)。

教學(xué)案例2：在學(xué)習(xí)“曲線運(yùn)動(dòng)”相關(guān)知識(shí)后，創(chuàng)設(shè)情境：東京奧運(yùn)會(huì)上我國運(yùn)動(dòng)員王崢在女子鏈球決賽中投出了77.03 m的好成績，獲得亞軍。鏈球是田徑運(yùn)動(dòng)中用雙手投擲的競技項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員兩手握住鏈球上鐵鏈的把手，雙臂甩動(dòng)鏈球使之旋轉(zhuǎn)，最后使球脫手而出，為了保證安全，在投擲區(qū)周圍建有鐵絲網(wǎng)(圖1)。在教學(xué)中先讓學(xué)生觀看王崢比賽的視頻，然后設(shè)置兩個(gè)待解決的真實(shí)問題：(1)使鏈球逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為了取得有效成績，鏈球應(yīng)在圖中哪個(gè)區(qū)域內(nèi)釋放？請?jiān)趫D中畫出脫手區(qū)域并解釋說明；(2)如果你是鏈球運(yùn)動(dòng)員，假定鏈球最終離開手時(shí)的速度大小不變，在哪個(gè)位置脫手能取得比賽的最好成績？

圖1

3.3 靈活遷移情境，增強(qiáng)實(shí)踐性

在學(xué)生深度理解所學(xué)知識(shí)內(nèi)涵與外延、形成概念性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膶?shí)際情境，引導(dǎo)學(xué)生靈活遷移所學(xué)知識(shí)與方法解決問題，增強(qiáng)情境的實(shí)踐性，實(shí)現(xiàn)從情境中來、到情境中去，體驗(yàn)“情境化—去情境化—情境化”的深度學(xué)習(xí)過程。

教學(xué)案例3:在2020年東京奧運(yùn)會(huì)上，我國跳水運(yùn)動(dòng)員全紅嬋五跳三滿分，以466.2的總分奪得女子單人10米跳臺(tái)跳水金牌，她以超出自身年齡的自信與冷靜贏得了全世界的贊譽(yù)。在記者會(huì)上，有記者問全紅禪獲得滿分和壓水花的秘訣是什么？全紅禪答道：“就練唄，不停地練！”讓大家確信勤奮是成功的基石。全紅嬋從10 m高的跳臺(tái)起跳后，上升約0.5 m后自由落下，在空中完成一套完美的動(dòng)作后豎直入水，其身高約為1.45 m，身體質(zhì)量約為35 kg,入水過程可近似看成勻減速直線運(yùn)動(dòng)，完全入水時(shí)速度恰好減小到0，不計(jì)空氣阻力，試估算全紅嬋在入水過程中受到的平均沖擊力大小。

解決這個(gè)實(shí)際問題首先需要明確運(yùn)動(dòng)過程，根據(jù)情境建立物理模型，然后應(yīng)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)(動(dòng)量定理或動(dòng)能定理)進(jìn)行解決。

接下來進(jìn)行拓展延伸，利用雞蛋模擬這一過程，并進(jìn)行具體實(shí)踐，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解和遷移應(yīng)用能力。如果讓一個(gè)雞蛋從教學(xué)樓4樓自由釋放，落地后肯定“粉身碎骨”，那如何讓雞蛋從4樓以最快時(shí)間落地，而不摔碎？引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案，根據(jù)動(dòng)量定理：FΔt=mΔv，要減小作用力，必須延長作用時(shí)間和減小落地時(shí)的速度，這就需要設(shè)計(jì)緩沖裝置和減速裝置。要求學(xué)生課后進(jìn)行小組合作，利用身邊的物品制作實(shí)物裝置，然后帶到學(xué)校來進(jìn)行比賽和展示。