劉振雄 全 藝

(廣東省廣州市第一一三中學(xué)陶育實驗學(xué)校,廣東 廣州 510630)

為全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，教師要改變學(xué)生消極被動的學(xué)習(xí)方式，探索學(xué)生深度學(xué)習(xí)的途徑。深度學(xué)習(xí)強調(diào)以問題為核心，通過真實的情境形成有價值的問題，學(xué)生在問題生成和問題解決過程中體驗成功，沉浸于物理學(xué)習(xí)過程，形成物理觀念，認識科學(xué)本質(zhì)，樹立正確的價值觀?；谡鎸嵡榫车膯栴}及其問題解決是深度學(xué)習(xí)的核心，問題驅(qū)動是促進深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

1 基于深度學(xué)習(xí)的課堂問題

1.1 課堂問題的分類

問題驅(qū)動型課堂教學(xué)的核心是“提出問題和解決問題”，按照布魯姆的教育目標(biāo)分類理論，可以根據(jù)認知水平的高低把課堂問題分為記憶型、理解型、應(yīng)用型、分析型、評價型、創(chuàng)造型問題。

記憶型問題指向?qū)W生對已經(jīng)學(xué)過的物理概念和物理規(guī)律的記憶，對常見物理現(xiàn)象和生活經(jīng)驗的描述，以及對整堂課學(xué)習(xí)內(nèi)容的回憶。理解型問題要求學(xué)生理解物理概念和規(guī)律的本質(zhì)，通過實驗操作和實驗觀察，進行相關(guān)的解釋和推理。應(yīng)用型問題要求學(xué)生運用學(xué)過的物理概念、規(guī)律和方法解決物理問題。分析型問題要求學(xué)生將一個問題分解成若干個子問題，再判斷子問題間的關(guān)系，該類問題常出現(xiàn)在探究活動環(huán)節(jié)和實驗數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。評價型問題最大的特點就是在評價的過程中運用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗和評判，評價的對象是學(xué)生的觀點、方案或結(jié)論。創(chuàng)造型問題要求學(xué)生在解決問題的過程中收集資料，再與已有的物理概念和規(guī)律建立聯(lián)系，并進行整合與再創(chuàng)造，是所有問題類型中水平最高的一種。

1.2 課堂問題的設(shè)計與解決策略

(1)兼顧層次，關(guān)注深度

基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，針對教學(xué)重難點設(shè)計問題串，在兼顧層次性的同時，更要重視問題深度的設(shè)計，這樣才能更有利于學(xué)生物理觀念的形成和物理思維能力的提升。

(2)給學(xué)生留足解答時間

對于思維水平較高的問題，要充分描述物理情境，使學(xué)生有明確的思考方向，并要留給學(xué)生足夠的思考、討論和交流的時間，給學(xué)生對自己觀點進行表述、辯護的機會，這樣才更利于學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)。

(3)鼓勵學(xué)生積極表達觀點

鼓勵學(xué)生表達不同的觀點，即使是錯誤的或者不科學(xué)的觀點也是有意義的，因為這些錯誤或者不科學(xué)的觀點有時也是許多學(xué)生的共性問題，這樣的問題解決往往更具有教學(xué)價值。

2 問題驅(qū)動型課堂的流程

2.1 明確物理問題

明確物理問題是發(fā)現(xiàn)、辨認和表征物理信息的過程。當(dāng)遇到一個真實物理問題時，學(xué)生首先要對物理情境進行考察，明確物理情境的意義，然后通過思考，分析、判斷物理問題所描述的對象、現(xiàn)象、過程及聯(lián)系，全面掌握有關(guān)信息，抓住問題的外部特征，理清解決問題的已知條件。

2.2 探求問題解決方法

解決問題時運用抽象思維、形象思維和直覺思維等方法，充分調(diào)動已有的認知結(jié)構(gòu)，對物理問題進行深入的分析，確定問題的種類，探求解決問題的方法和途徑。

2.3 進行問題解決

問題解決的實施是問題解決的中心環(huán)節(jié)，在明確物理情境后，要理清解決問題的具體方法和步驟，明確物理研究對象，建構(gòu)物理模型，合理利用物理規(guī)律進行解答，從而得出結(jié)論。有的問題還可以從不同角度、不同路徑尋找不同的解決方法，再通過不同方法的選擇，有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和問題解決能力。

2.4 總結(jié)與反思

問題解決后的總結(jié)與反思首先是對所解決問題的過程進行反思，深入思考問題情境中所隱含的物理概念和規(guī)律，拓展自己的物理認知結(jié)構(gòu)，提高問題解決的效率；其次是回顧問題解決的思路，評價問題解決的過程，提高對問題解決的認識水平。

3 問題驅(qū)動型課堂教學(xué)案例分析

筆者以“超重和失重”的教學(xué)為例，運用問題驅(qū)動型教學(xué)模式，引領(lǐng)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)。

3.1 創(chuàng)設(shè)問題情境，導(dǎo)入新課

(1)情境設(shè)置

將體重計的表盤通過攝像頭投屏，先讓質(zhì)量較大的同學(xué)站到體重計上，讀出體重計示數(shù)并用貼紙標(biāo)記，再讓質(zhì)量較小的同學(xué)站到體重計上，并嘗試讓體重計示數(shù)超過前者。

(2)問題驅(qū)動

① 這位同學(xué)的體重是多少？體重計示數(shù)的單位是什么？

② 體重計測量的是哪個物理量？

③ 為了確保體重計反映的是真實的體重，測量時有什么要求？

④ 在雙手不接觸其他物體，雙腳不離開體重計的條件下，你能讓體重計的示數(shù)超過剛才那位同學(xué)嗎？

⑤ 在下蹲或站起的過程中，在某一時刻的體重計示數(shù)超過了第一位同學(xué)，是自身所受重力變大了嗎？如果不是的話，是哪個量變大了？

(3)設(shè)計意圖

問題①和②強調(diào)了讀數(shù)需要包含單位的規(guī)范，引導(dǎo)學(xué)生回溯體重計的測量原理，即體重計測量的是它的臺面受到的壓力，然后在刻度盤上轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的質(zhì)量。問題③強調(diào)了測量體重的平衡條件，問題④提出挑戰(zhàn)要求，讓挑戰(zhàn)的學(xué)生自然想到通過改變自身運動狀態(tài)，來改變體重計的示數(shù)，問題⑤意在引發(fā)學(xué)生思考，在介紹實重和視重后，自然引出本節(jié)課的課題。

(4)深度體驗

通過游戲的形式，增加趣味性，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)認知沖突，促使學(xué)生深度思考，將學(xué)生的思維聚焦于課堂問題，讓學(xué)生帶著問題開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

3.2 結(jié)合問題情境，建構(gòu)物理概念

(1)問題驅(qū)動

結(jié)合剛才的游戲，請說明：什么是超重現(xiàn)象？什么是失重現(xiàn)象？

(2)設(shè)計意圖

通過前面設(shè)置的情境，超重和失重的概念已呼之欲出，此時應(yīng)大膽放手，給學(xué)生提供自主思考、描述的機會。

(3)深度體驗

物理概念本身比較抽象，教師可以通過各種教學(xué)方式加強形象性和直觀性，使抽象的概念建構(gòu)具體化、生活化，當(dāng)學(xué)生的認識和體驗達到了相應(yīng)的水平時，概念的建構(gòu)會水到渠成，所以教師要創(chuàng)設(shè)良好的問題情境，發(fā)展學(xué)生的深度思維。

3.3 提出問題，驅(qū)動學(xué)生自主探究

探究實驗一：彈簧測力計實驗

問題驅(qū)動：利用彈簧測力計和重物進行分組實驗，探究以下問題：什么情況下會出現(xiàn)超重現(xiàn)象？什么情況下會出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

設(shè)計意圖：利用彈簧測力計做實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律有一定難度，因為在操作過程中，彈簧測力計的示數(shù)變化太快，學(xué)生很難準(zhǔn)確、及時地捕捉到示數(shù)的變化情況，往往不同的小組會得到不同的結(jié)果，有些同學(xué)認為向上運動的過程中會出現(xiàn)超重現(xiàn)象，向下運動的過程中會出現(xiàn)失重現(xiàn)象；而有些學(xué)生得出的結(jié)論則完全相反，導(dǎo)致實驗“失敗”，但是，這個“失敗”，卻又是課堂教學(xué)的重要資源。因為在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅僅是獲得知識，更重要的是體驗科學(xué)探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，當(dāng)面對困難和挫折時能有勇氣和毅力去找到出現(xiàn)困難的原因，并提出解決方案。

深度體驗：通過親身經(jīng)歷實驗探究，學(xué)生在面對不同實驗結(jié)果時，敢于堅持和表達自己的實驗結(jié)論，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)精神；學(xué)生在面對困難時，不輕言放棄，想方設(shè)法找到解決問題的途徑，逐漸養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。

探究實驗二：力傳感器實驗

實驗情境：教師介紹了數(shù)字化實驗系統(tǒng)(DIS)的實驗器材后，學(xué)生開始分組實驗，利用力傳感器，在電腦屏上呈現(xiàn)重物上升和下降過程中拉力隨時間變化的圖像。

問題驅(qū)動：(1)在重物上升過程中出現(xiàn)的是哪一部分圖像？哪一部分圖像是在重物下降過程中出現(xiàn)的？

(2)從圖像中你能觀察到超重和失重現(xiàn)象嗎？請總結(jié)重物在上升和下降的過程中的超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象。

(3)你能得到超重和失重的條件嗎？

(4)既然超重和失重現(xiàn)象的出現(xiàn)與物體的運動方向無關(guān)，那么跟什么有關(guān)呢？請說出你的依據(jù)。

(5)重物在上升和下降的過程中參與了哪些運動？加速度是怎樣的？

(6)你能總結(jié)物體在什么條件下會出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象嗎？

表格設(shè)計：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗表格，記錄實驗結(jié)果(表1)。

表1

設(shè)計意圖：若直接給出所有選項讓學(xué)生完成，雖然課堂教學(xué)輕松、順利，但缺少了對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。通過問題解決和表格填寫，可以讓學(xué)生體驗真正意義上的科學(xué)探究。問題(1)和(2)是讓學(xué)生認識和發(fā)現(xiàn)實驗中出現(xiàn)的超重和失重現(xiàn)象，明確物體向上運動和向下運動的過程中都有可能出現(xiàn)超重和失重現(xiàn)象；問題(3)是為了引導(dǎo)學(xué)生觀察和總結(jié)表格內(nèi)容，理解物體的運動方向與超重和失重的條件無關(guān)；問題(4)是本節(jié)課的重點，也是難點，超重和失重條件與物體的運動方向無關(guān)，這個結(jié)論既是對前面實驗的總結(jié)，也是為后續(xù)研究鋪設(shè)臺階，它能點燃學(xué)生思維的火花點燃，在這個環(huán)節(jié)設(shè)置小組討論活動，讓學(xué)生進行思維碰撞，使學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)得到提升，達成更加全面的學(xué)習(xí)目標(biāo)；問題(5)是為了更好地推進課堂教學(xué)的展開，如果學(xué)生在探究實驗中遇到困難，教師可以進行適時的指導(dǎo)；問題(6)是學(xué)生在認識到超重和失重現(xiàn)象與加速度方向有關(guān)之后，進一步明確超重和失重的產(chǎn)生與加速度方向的關(guān)系：當(dāng)物體的加速度方向向上時處于超重狀態(tài)，當(dāng)物體的加速度方向向下時處于失重狀態(tài)。

深度體驗：科學(xué)探究是人類認識自然、探索自然規(guī)律的重要方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方法，通過探究實驗，可以逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理實驗數(shù)據(jù)的能力、分析和解決問題的能力、合作與交流的能力，在此過程中學(xué)生還可以養(yǎng)成尊重事實、善于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。物理教學(xué)要為學(xué)生開展探究式學(xué)習(xí)創(chuàng)造機會，俗話說：授人以魚不如授人以漁，課堂不僅僅是教師向?qū)W生傳授科學(xué)知識，更重要的是讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。教師要創(chuàng)造機會讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作，讓學(xué)生的知識與能力、科學(xué)思維與探究能力、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任都得到全面培養(yǎng)和發(fā)展。

3.4 應(yīng)用物理規(guī)律，解釋實驗和生活現(xiàn)象

3.4.1 解釋課堂實驗現(xiàn)象

問題驅(qū)動：(1)在彈簧測力計實驗中，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象為什么不同？在重物上升時，是在哪個運動過程觀察到了彈簧測力計示數(shù)的減??？

(2)在用體重計進行實驗時，在同學(xué)下蹲的過程中，我們能觀察到哪些實驗現(xiàn)象？為什么？

設(shè)計意圖：該組問題引導(dǎo)學(xué)生利用前面實驗所得出的結(jié)論，對實驗中出現(xiàn)的不同現(xiàn)象作出解釋，以加深對超重和失重條件的理解，學(xué)生能應(yīng)用超重和失重條件解釋一些相關(guān)的物理現(xiàn)象，也體現(xiàn)了“從物理走向社會”的理念。

深度體驗：物理來源于生活，又應(yīng)用于生活，與日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系緊密，所以物理學(xué)習(xí)強調(diào)將學(xué)到的物理理論應(yīng)用于生活，要體現(xiàn)學(xué)以致用，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

3.4.2 推導(dǎo)拉力表達式

問題驅(qū)動：(1)為什么物體的加速度向上就會出現(xiàn)超重現(xiàn)象，而加速度向下就會出現(xiàn)失重現(xiàn)象？

(2)你能求出重物在加速上升過程和減速上升的過程中，力傳感器受到的拉力嗎？

設(shè)計意圖：給學(xué)生提供自主推導(dǎo)拉力表達式的機會，教師在學(xué)生推導(dǎo)時進行適時點評，并在此過程中適時強調(diào)應(yīng)用牛頓第二定律的規(guī)范性問題和牛頓第三定律的應(yīng)用細節(jié)問題。

深度體驗：理論推導(dǎo)的結(jié)果揭示了超重和失重現(xiàn)象的本質(zhì)，讓學(xué)生認識到人類探索自然、追求真理的不易，珍惜現(xiàn)有的生活，也認識到科學(xué)所肩負的使命。

3.4.3 解釋實驗現(xiàn)象

情境設(shè)置：在透明塑料瓶側(cè)面和瓶蓋處開孔，并倒入牛奶，然后讓一位同學(xué)從高處釋放裝有牛奶的瓶子，其他同學(xué)觀察牛奶是否流出。

問題驅(qū)動：(1)為什么手松開小孔后瓶中的牛奶是噴出來而不是流出來？

(2)將瓶從高處自由釋放，下落過程中出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

(3)瓶子下落過程中牛奶為什么沒有噴出來？

(4)如果將瓶子豎直向上拋出，牛奶會噴出來嗎?你的依據(jù)是什么？

設(shè)計意圖：用白色不透明的牛奶，相比用水可以提高實驗的可視性。問題(1)為理解小孔上方的牛奶產(chǎn)生的壓強是牛奶噴出來的原因做鋪墊；問題(2)和(3)則是利用完全失重的條件解釋完全失重而引起的物理現(xiàn)象；問題(4)針對部分學(xué)生的易錯點，有不少學(xué)生因為受到慣性思維影響，會認為瓶子向上運動時牛奶會噴出，為了讓學(xué)生更好地觀察和理解，可用通過視頻慢放的方法，強化學(xué)生對“超重和失重與物體的運動方向無關(guān)，而與物體的加速度方向有關(guān)”這個結(jié)論的理解。

深度體驗：慣性思維是在之前一系列重復(fù)活動的體驗中形成的一種的思維定勢和傾向性。在環(huán)境不變的條件下，思維定勢能夠讓人用已有的方法迅速解決問題，但也容易走進思維誤區(qū)，所以在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生改變思維定勢的能力。

3.4.4 解釋微重力環(huán)境下的實驗現(xiàn)象

情境設(shè)置：播放王亞平空間站授課視頻。

引導(dǎo)學(xué)生指出其中與失重相關(guān)的實驗項目，運用物理規(guī)律解釋微重力環(huán)境下的實驗現(xiàn)象。

設(shè)計意圖：認識空間站中的完全失重現(xiàn)象，讓學(xué)生了解我們的國家在經(jīng)過幾代人不懈的努力后，使我國的航天技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，使學(xué)生意識到要努力學(xué)好科學(xué)知識，以便將來更好地投身于祖國建設(shè)，實現(xiàn)中國夢。

深度體驗：培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，體現(xiàn)立德樹人的教育本質(zhì)。