摘? ?要：學(xué)科實(shí)踐作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，有助于促進(jìn)學(xué)科育人。相對(duì)于學(xué)科探究和學(xué)科活動(dòng)，學(xué)科實(shí)踐是一個(gè)更具包容性和概括性的方式，其指向做中學(xué)、用中學(xué)和創(chuàng)中學(xué)。根據(jù)物理學(xué)科特點(diǎn)，物理學(xué)科實(shí)踐是“外部-內(nèi)部-外部”不斷交互迭代的過(guò)程。基于深度學(xué)習(xí)構(gòu)建了物理學(xué)科實(shí)踐教學(xué)策略，通過(guò)“激發(fā)認(rèn)知沖突，突出核心任務(wù)”“基于合作實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階”“探尋科學(xué)本質(zhì)，遷移解決問(wèn)題”，促進(jìn)學(xué)科公共知識(shí)向個(gè)人意義知識(shí)轉(zhuǎn)化、學(xué)科核心知識(shí)向?qū)W科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；學(xué)科實(shí)踐；高中物理

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2023）5-0026-4

為回應(yīng)核心素養(yǎng)時(shí)代的教學(xué)要求，學(xué)科育人方式應(yīng)從傳統(tǒng)的學(xué)科認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)向?qū)W科實(shí)踐，構(gòu)建實(shí)踐型的育人范式。學(xué)科實(shí)踐是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的重要路徑，偏離學(xué)科實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式不能真正理解學(xué)科的內(nèi)涵、本質(zhì)和精髓。

1? ? 學(xué)科實(shí)踐的內(nèi)涵

學(xué)科實(shí)踐是指具有學(xué)科意蘊(yùn)的典型實(shí)踐，即學(xué)科專(zhuān)業(yè)共同體懷著共同的愿景與價(jià)值觀，運(yùn)用學(xué)科概念、思想與工具，整合心理過(guò)程與操控技能，解決真實(shí)情境中的問(wèn)題的一套典型做法［1］。

相對(duì)于學(xué)科探究和學(xué)科活動(dòng)，學(xué)科實(shí)踐是一個(gè)更具包容性和概括性的概念，指向做中學(xué)、用中學(xué)和創(chuàng)中學(xué)，任何基于實(shí)踐、通過(guò)實(shí)踐的學(xué)科學(xué)習(xí)，都是學(xué)科實(shí)踐的表現(xiàn)。尤其是物理教學(xué)，作為一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，須在學(xué)科實(shí)踐中促進(jìn)深度學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生，培育學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)科實(shí)踐的重要內(nèi)容與表現(xiàn)形式，同時(shí)學(xué)科實(shí)踐是實(shí)驗(yàn)探究的主要價(jià)值引領(lǐng)，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)科性和育人性［2］。

2? ? 促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的高中物理學(xué)科實(shí)踐的教學(xué)意義

物理學(xué)科實(shí)踐從形式上劃分，可以分為外部實(shí)踐和內(nèi)部實(shí)踐。外部實(shí)踐的核心是體驗(yàn)，主要包括：觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、操作、設(shè)計(jì)、策劃、制作和閱讀等；內(nèi)部實(shí)踐的核心是思維，主要包括模型建構(gòu)、等效轉(zhuǎn)化、分析、綜合和抽象概括等，突出反思性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維等高階思維能力發(fā)展。物理學(xué)科實(shí)踐是“外部-內(nèi)部-外部”不斷交互迭代的過(guò)程。

2.1? ? 學(xué)科實(shí)踐有助于學(xué)科公共知識(shí)向個(gè)人意義知識(shí)轉(zhuǎn)化

物理公共知識(shí)是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)物理學(xué)家辛苦研究形成的概念、規(guī)律和方法，是經(jīng)過(guò)幾千年實(shí)踐、思考和凝練的結(jié)果，但其對(duì)學(xué)生而言是靜態(tài)的、冰冷的、身外的和符號(hào)的，只有通過(guò)學(xué)生的切身體驗(yàn)與學(xué)科實(shí)踐過(guò)程才能與學(xué)生建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)理解學(xué)習(xí)內(nèi)容本質(zhì)的意義化學(xué)習(xí)。只有在學(xué)科體驗(yàn)和實(shí)踐的過(guò)程中，公共知識(shí)才能和學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)、已有知識(shí)結(jié)構(gòu)和情感意志充分關(guān)聯(lián)與融合，進(jìn)入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和生命歷程。通過(guò)物理的方式來(lái)學(xué)習(xí)物理，深刻體現(xiàn)物理的“學(xué)科味”，從而實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科公共知識(shí)向個(gè)人意義知識(shí)的轉(zhuǎn)化和發(fā)展［3］。

2.2? ? 學(xué)科實(shí)踐有助于學(xué)科核心知識(shí)向?qū)W科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化

學(xué)科核心知識(shí)是學(xué)科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，是學(xué)科實(shí)踐的主要對(duì)象和基礎(chǔ)。物理學(xué)科核心知識(shí)往往需要通過(guò)不良結(jié)構(gòu)問(wèn)題解決的形式進(jìn)入學(xué)習(xí)主體的實(shí)踐，通過(guò)不良結(jié)構(gòu)問(wèn)題解決不斷促進(jìn)物理知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化和素養(yǎng)化，其本身就是學(xué)科實(shí)踐的過(guò)程和促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的過(guò)程。在學(xué)科實(shí)踐的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)踐的內(nèi)容、過(guò)程和方式不斷反思內(nèi)化，形成物理觀念、物理思想方法、物理學(xué)科能力和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，升華形成物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

3? ? 促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的高中物理學(xué)科實(shí)踐教學(xué)策略

指向深度學(xué)習(xí)的高中物理學(xué)科實(shí)踐教學(xué)倡導(dǎo)基于真實(shí)情境、核心問(wèn)題、學(xué)習(xí)任務(wù)、探究整合和反思內(nèi)化進(jìn)行學(xué)習(xí)，依據(jù)上述教學(xué)思考，具體的教學(xué)策略包括：激發(fā)認(rèn)知沖突，突出核心任務(wù)；基于合作實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階；探尋科學(xué)本質(zhì)，遷移解決問(wèn)題。

3.1? ? 激發(fā)認(rèn)知沖突，突出核心任務(wù)

每個(gè)小組提供一塊天然磁鐵礦石、一個(gè)消磁后的條形磁鐵（外殼上標(biāo)注有N，S極）和一盒回形針，先讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)誰(shuí)能夠?qū)⒒匦吾樜饋?lái)，大家一致認(rèn)為是“條形磁鐵”。接下來(lái)，讓學(xué)生動(dòng)手試一試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不起眼的磁鐵礦石吸起了很多回形針，而“條形磁鐵”卻一無(wú)所獲，真是“磁不可貌相”。說(shuō)明磁鐵礦石具有磁性，周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。 磁場(chǎng)是磁體周?chē)陀^存在的特殊物質(zhì)，磁場(chǎng)看不見(jiàn)、摸不著，如何來(lái)研究和描述這種特殊物質(zhì)的分布呢？這是本節(jié)課的核心問(wèn)題。首先，引導(dǎo)學(xué)生思考用什么來(lái)反映磁場(chǎng)是否存在？學(xué)生很容易想到用小磁針，如果小磁針撥動(dòng)后N極最終指向某一確定方向，說(shuō)明該處存在磁場(chǎng)，N極指向即為該處的磁場(chǎng)方向。其次，引導(dǎo)學(xué)生思考用什么來(lái)反映磁場(chǎng)的分布情況？學(xué)生想到可以用細(xì)鐵屑。教師將天然磁鐵礦石放在一個(gè)塑料平板上，在其周?chē)鶆驗(yàn)⒁粚蛹?xì)鐵屑，輕敲塑料平板，發(fā)現(xiàn)細(xì)鐵屑按照一定紋路規(guī)則排列，再用一個(gè)透明玻璃板輕輕覆蓋在細(xì)鐵屑上面，用記號(hào)筆畫(huà)線(xiàn)，最后再放上小磁針，確定磁場(chǎng)的方向（圖1），得到的曲線(xiàn)上如果每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向都跟這點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，即為磁感線(xiàn)，強(qiáng)調(diào)磁感線(xiàn)是一個(gè)理想化模型。

教學(xué)意圖：通過(guò)學(xué)生的親生體驗(yàn)有效激發(fā)認(rèn)知沖突，再通過(guò)問(wèn)題引領(lǐng)促進(jìn)學(xué)生聯(lián)系初中所學(xué)知識(shí)，通過(guò)合作實(shí)踐將抽象的、看不見(jiàn)的磁場(chǎng)具體化、形象化。這也為后面的學(xué)習(xí)提供方法指導(dǎo)。

3.2? ? 基于合作實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階

3.2.1? ? 探究條形磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)分布

引導(dǎo)學(xué)生小組合作，利用所給的器材研究條形磁鐵周?chē)臻g磁場(chǎng)的分布情況（圖2），每個(gè)小組分別研究4個(gè)互成45°角的特殊平面內(nèi)磁場(chǎng)分布情況，俯視圖如圖3所示。

將學(xué)生研究畫(huà)出的4個(gè)平面內(nèi)的磁感線(xiàn)用事先制作好的底座豎起來(lái)固定，得到條形磁鐵周?chē)Ⅲw空間中的磁感線(xiàn)分布情況。

3.2.2? ? 探究通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分布

學(xué)生已經(jīng)知道，1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)泊嬖诖艌?chǎng)。接下來(lái)，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：直導(dǎo)線(xiàn)先不通電，在直導(dǎo)線(xiàn)上方和下方某處各放兩個(gè)小磁針，讓兩個(gè)小磁針南北極指向與導(dǎo)線(xiàn)平行，但通電后小磁針的指針偏轉(zhuǎn)到與導(dǎo)線(xiàn)垂直，并且上下兩個(gè)小磁針的方向相反（圖4），先讓學(xué)生猜想通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)艌?chǎng)的分布特點(diǎn)。

再引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)描繪通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)鸥芯€(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方案，然后應(yīng)用細(xì)鐵屑和小磁針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察和分析磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，畫(huà)出通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)臻g的磁感線(xiàn)，方法和畫(huà)條形磁鐵周?chē)鸥芯€(xiàn)類(lèi)似，得到某一個(gè)與導(dǎo)線(xiàn)垂直的平面內(nèi)的磁感線(xiàn)情況。為了幫助學(xué)生形象直觀地理解磁感線(xiàn)，可以制作一個(gè)實(shí)物模型進(jìn)行演示（圖5）。

讓學(xué)生仔細(xì)分析直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向與周?chē)艌?chǎng)方向的關(guān)系，總結(jié)規(guī)律，得到安培定則：用右手握住直導(dǎo)線(xiàn)，讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線(xiàn)環(huán)繞的方向。

3.2.3? ? 探究通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng)分布

將上述制作的實(shí)物模型彎曲，變成一個(gè)環(huán)形，讓學(xué)生分析環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)通電后周?chē)艌?chǎng)的分布情況。學(xué)生提出，可以將環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)分割成很多小段，每一小段近似為直導(dǎo)線(xiàn)，即微元法處理，再用安培定則判斷磁場(chǎng)方向，這是很好的分析方法。接下來(lái)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，同樣用細(xì)鐵屑和小磁針進(jìn)行研究，觀察磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，分析并推理得到環(huán)形電流周?chē)拇鸥芯€(xiàn)（圖6）。最后將很多個(gè)環(huán)形電流串聯(lián)，組成通電螺線(xiàn)管，進(jìn)一步分析得到其周?chē)臻g的磁感線(xiàn)分布（圖7）。

通過(guò)對(duì)條形磁鐵、通電直導(dǎo)線(xiàn)、環(huán)形電流和通電螺線(xiàn)管周?chē)艌?chǎng)分布和磁感線(xiàn)的研究，不僅實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的進(jìn)階，更重要的是通過(guò)觀察體驗(yàn)、分析推理，實(shí)現(xiàn)思維的逐步進(jìn)階，體會(huì)引入磁感線(xiàn)這個(gè)理想化模型的重要意義。

教學(xué)意圖：學(xué)生的學(xué)習(xí)是在學(xué)科實(shí)踐過(guò)程中不斷進(jìn)階和抽象概括的過(guò)程，通過(guò)對(duì)條形磁鐵周?chē)鸥芯€(xiàn)的探究，尤其是通電直導(dǎo)線(xiàn)、環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)的研究，抽象歸納得到右手螺旋定則，在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中體驗(yàn)和感悟?qū)W科知識(shí)建立的過(guò)程，理解學(xué)科的本質(zhì)。

3.3? ? 探尋科學(xué)本質(zhì)，遷移解決問(wèn)題

教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察圖7，發(fā)現(xiàn)通電螺線(xiàn)管周?chē)拇鸥芯€(xiàn)與條形磁鐵的磁感線(xiàn)非常相似。基于結(jié)構(gòu)決定功能，通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng)是一個(gè)個(gè)環(huán)形電流有序排列而產(chǎn)生的，那么條形磁鐵內(nèi)部是否也存在相似的結(jié)構(gòu)呢？在這個(gè)類(lèi)比中實(shí)現(xiàn)從宏觀現(xiàn)象到微觀本質(zhì)的研究，也幫助學(xué)生理解安培分子環(huán)流假說(shuō)。

進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析物質(zhì)的組成，原子內(nèi)部的電子圍繞原子核高速旋轉(zhuǎn)，從而形成環(huán)形電流。這些環(huán)形電流如果像螺線(xiàn)管的每匝一樣有序排列，則對(duì)外顯示出磁性；如果雜亂排列，內(nèi)部會(huì)相互抵消，對(duì)外不顯磁性。這就是安培分子電流假說(shuō)，它將電和磁有機(jī)聯(lián)系在一起，幫助學(xué)生理解磁現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)，初步建立統(tǒng)一性的物理觀念。

還可以對(duì)安培分子電流假說(shuō)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)于沒(méi)有磁性的鐵鈷鎳等金屬，如何讓它們有磁性呢？只要讓內(nèi)部電子旋轉(zhuǎn)的方向大致相同即可。電子運(yùn)動(dòng)形成的環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)小磁針，因此，可以通過(guò)外加強(qiáng)磁場(chǎng)的作用實(shí)現(xiàn)內(nèi)部環(huán)形電流的方向基本相同。可以用一個(gè)通電大線(xiàn)圈，將消磁的條形磁鐵放在大線(xiàn)圈外部邊緣，通電后發(fā)現(xiàn)消磁的條形磁鐵被一個(gè)較大的力拉進(jìn)去，過(guò)一會(huì)兒將其取出，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能吸起大量回形針，說(shuō)明這個(gè)過(guò)程中其被磁化，間接證明了安培分子電流假說(shuō)的正確性。

最后，讓學(xué)生應(yīng)用本節(jié)課所理解的核心知識(shí)解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)地球表面帶負(fù)電，根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)情況說(shuō)明地球?yàn)槭裁磿?huì)有磁場(chǎng)？并且地磁場(chǎng)的北極為什么在地理南極附近？

教學(xué)意圖：電和磁的關(guān)聯(lián)是什么？歷史上也經(jīng)歷過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的爭(zhēng)論和研究。本節(jié)課通過(guò)一個(gè)磁化過(guò)程的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，一方面激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的熱情；另一方面與實(shí)際問(wèn)題相關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

學(xué)科實(shí)踐作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生與知識(shí)真實(shí)相遇，讓學(xué)習(xí)可見(jiàn)，讓思維發(fā)生，讓情感升華。對(duì)促進(jìn)物理學(xué)科學(xué)習(xí)方式變革和課堂深度學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生具有重要的意義，有助于思維過(guò)程的表現(xiàn)、思維方式的建立和思維品質(zhì)的提升，有助于物理學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化、物理學(xué)科思想活化和物理學(xué)科能力升華，培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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［3］任虎虎.指向深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)研究［M］.合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2019：33-42.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）