基于深度学习的高中物理教学改进策略 论文

基于深度学习的高中物理教学改进策略

摘要：《普通高中物理课程标准》(2017版)提出对发展物理核心素养，培养学生科学文化素养和终身学习能力,自主发展能力,沟通合作能力要求。深度学习成为课程改革发展的必然趋

势.本文以“电容器的电容”为例，引导学生从知识的符号学习转向学科本质和学科思想方法的把握结合物理学科素养的要求，通过任务分解、情境创设和问题设计，将“深度学

习”的教学理念落到实处。关键词：深度学习核心素养课堂教学

深度学习指的是在常规的理解基础上，学生用知识与技能在真实情境中解决问题，能够批判地学习新思想和事实，并将它们融入原有的认知结构中，能够与众多思想进行联系，并

能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习。深度学习对学生的要求比较高，这种要求既体现在思维能力方面，又体现在解决问题能力方面，它要求学生在

学习的过程中投入更多的时间和精力，去挖掘所学内容蕴藏的深度意义，从而深度理解所学知识和内容。而新课程标准也要求学生在高中物理基础学习的理解上通过更深入的学习

和思考,将新学到的物理知识形成网格状并且与已有理论相结合,从而让学生达到高阶思维提升物理核心素养,培养自主探索和自觉,用学到的物理知识来解决问题的习惯.高中物理深度

学习,符合教学要求，人文要求,以及培养高素质人才的要求。深度学习是教学中的学生学习而不是一般的学习者的自学，必有教师的引导和帮助；深度

学习的内容是有挑战性的人类已有认识成果；深度学习是学生感知觉、思维、情感、意志、价值观全面参与、全身心投入的活动；深度学习的目的指向具体的、社会的人的全面发展，是

形成学生核心素养的基本途径。1.联想与结构：经验与知识的相互转化

“联想与结构”，既指学生学习方式的样态，也指这样的学习方式所处理的学习内容(学习对

象)。作为学习方式的样态，要处理的是外在知识与学生经验之间的转化问题。通过调动以往的

经验来参与当下的学习，又要将当下的学习内容与已有的经验建立起结构性的关联，从而使知识转化为与学生个体有关联的、能够操作和思考的内容(对象)。“联想与结构”需要并发

展着学生的记忆、理解、关联能力以及系统化的思维与结构能力。作为学习方式所处理的学习内容，是在结构系统中的知识，是能够说明其他知识也能被其

他知识所说明的。例如，三角形的面积公式便在平面几何的面积公式中，能够由平行四边形的面积公式来说明，也能够进一步加深对平行四边形面积公式的意义的理解。也就是说，

学生所学的知识不是零散、碎片式、杂乱无章的信息，而是有逻辑、有体系、有结构的知识；学生也并不孤立地学习知识，而是在教师的引导下，根据当前的学习活动去联想、调动、激

活以往的经验、知识，以融会贯通的方式对学习内容进行组织，从而建构出自己的知识结构。换言之，学生以建构的方式学习结构中的知识，从而也通过建构将学习内容本身所具

有的关联和结构进行个人化的再关联再建构，从而形成自己的知识结构。例如，典故在诗歌中起着非常重要的作用，弄清“典故”，便能够把握典故所要表达的关联及其意义，并进

而形成个人对于诗歌的关联性意义理解。2.活动与体验：学生的学习机制

“活动与体验”是深度学习的核心特征，回答的是学生的学习机制问题。“活动”是指以学生为

主体的主动活动，而非简单的肢体活动，“体验”是指学生作为个体全部身心投入活动时的内在体验。学生的学习，不是被动地去容纳外在知识的灌输，也不是从实践开始的盲目试

误，而是通过主动的、有目的的活动，对人类已有认识成果及其过程的学习与体验，它需要学生全身心地投入，真正成为教学活动的主体。

学生要成为学习的主体而不是被动的知识接收器，就得有“活动”的机会，有“亲身经历”(用自己的身体、头脑和心灵去模拟地、简约地经历)知识的发现(发明)、形成、发展过程的机会。

但在教学实践中，这一点常被忽视，因为学生的认识是直接从人类认识的结果开始，从概念、原理开始，这虽然保证了学生学习的高起点、目的性与教育性，但也容易导致把知识传

递本身当做目的，忽视学生的主动认识活动，直接将知识“灌输”“平移”给学生。因此，强调“活动与体验”便尤为重要。当然，学生的“活动”“亲身经历”既不可能也不必要像人类最初发

现(发明)知识那样，而是典型地、简约地经历结构性的关键过程与关键内容。通过教师对教学内容及学生的学习过程与方式进行精心设计，学生便能够简约地、模拟地

“经历”人类发现(发明)知识的关键环节，通过自己的活动将符号化的知识“打开”，将静态的

知识“激活”，全身心地体验知识本身蕴含的丰富复杂的内涵与意义。这样的过程，便是学生主动“探索”“发现”“经历”知识形成过程的过程，是学生深度学习的机制。在这样的过程中，

学生能够在“硬知识”(“干货”)之外，体会到更深刻、复杂的情感以及学科思想方法。例如，只有进入知识发现(发明)发展的过程中，才能感同身受，体会到“日心说”发现者强烈的思想、

情感，体会到所学内容在学科发展及人类发展历史中的重要价值，也才能体会到教学内容对于个人精神成长的意义。

正是在这样的活动中，学生成为活动主体，成长为“具备审美能力和文化修养，成为称职的文化继承者”，成为一个具体而丰富的人。

学生的主动认识(学习)活动，是与师生间、学生间的交流、沟通与合作等活动同时展开的。例如：教师的启发、引领，实验活动中同学间的互助合作、课堂讨论中的相互启发、小组作业

中的相互依赖与信任，等等。这些活动本身，也典型地再现着知识发现(发明)过程中的人与人的相互依赖、信任与合作。可以说，学习过程本身就是学生体验社会性情绪、情感，进行

积极正向社会化的重要活动。在深度学习这里，教学不再是人们所讽刺的“颈部以上的”冷冰冰的理智活动，而是理智与

情感共在的，鲜活的、有温度的活动。学生以全部的思想和精神去感受和体验学习活动的丰富复杂、细微精深，真切或模拟地去体验伴随活动而来的痛苦或欣喜的感觉经历。

3.本质与变式：对学习对象进行深度加工“本质与变式”回答的是如何处理学习内容(学习对象)的问题。它要求学生能够抓住教学内容

的本质属性去全面把握知识的内在联系，而不是简单地掌握孤立的知识点或记忆更多的事实性知识。例如，要判断某种动物是不是鸟，从“能飞”“有翅膀”入手不行，记忆大量的鸟的

类型与名字也不行，而必须通过“羽毛”这个本质属性去判断。把握事物本质的过程，便是去除非本质属性的干扰，分辨出本质与非本质属性区别的过程，

更是对学习内容(学习对象)进行深度加工的过程。因此，把握事物的本质就不是直接从教师嘴里听到关于事物本质的文字描述，而是要通过学生的主体活动去把握，或者是“质疑”“探

究”，或者是“归纳”“演绎”，或者是“情境体验”等，让学生与自己正在学习的内容之间建立一种紧密的灵魂联系。只有这样，事物的本质才会显现，也才会在学生面前展现出它最生

动、最鲜活的风采。把握事物的本质，要求学生具备深刻而灵活的思维特质，也在对学习对象进行深度加工、把握事物本质的过程中，发展着学生这样的思维品质。

把握事物的本质，是建构知识结构的前提，也是以简驭繁、削枝强干的前提。把握了事物的本质，便能于万千事实中把握根本，由博返约，头脑清明；把握了本质，才能认识本质的

多样表现、各种变化，才能举一反三，闻一知十。这里的“一”，便是本质，是关于事物的基本原理，是教学内容的核心。各门学科的基本概念、基本原理、基本法则等，便是这样的核

心内容。例如，物理中的万有引力、化学中的氧化还原等等。甚至汉字也有本质属性，掌握了汉字的本质属性，便可以“望字生义”了。汪曾祺说：“中国人是用汉字来思维，汉字可以

‘望文生义’‘浩瀚并非小水，涓涓定是细流’”。鲁迅说：“写山曰崚嶒嵯峨，状水曰汪洋澎湃，蔽芾葱茏，恍逢丰木，鳟鲂鳗鲤，如见多鱼”。

为帮助学生把握知识的内在联系与本质，教师在教学中除提供学习内容的标准正例之外，还必须设计和提供丰富而又具有典型意义的非标准正例甚至反例。例如，为使学生把握“角”

的本质，不仅要提供“锐角”(标准正例)，还要提供“零度角”“直角”“钝角”“平角”“周角”(非标准正例)，从而帮助学生全面把握“角”的本质含义，避免形成“角是尖尖的”这种片面认识。

在学习中把握事物的本质，不仅能够使学生由“一”反三，由本质而想象幻化出无穷的变式，实现“迁移与应用”。更重要的是，使学生“学会学习”，即学会如何对学习对象进行深度加工

的意识与能力，提升学生的智慧水平。4.迁移与应用：在教学活动中模拟社会实践

“迁移与应用”解决的是间接经验直接化的问题，即将所学知识转化为学生综合实践能力的

问题。它需要学生有综合的能力、创新的意识，也通过这样的活动有意识地培养学生的综合能力、创新意识。

有学习就会有迁移，甚至“学习就是迁移”“学习为了迁移”。“应用”则是“迁移”的表征之一，也是检验学习结果的最佳途径。如果把学习活动看作一个闭环结构，那么“迁移”便在闭合处，

既是学习开始的端点，也是学习结束的端点，从别处“迁移”来，又从这里“迁移”到别处去；“应用”也是如此，既是上一个环节学习结果在此处的“应用”，又通过“应用”开启着新的学习。

如此，学习内容的系统性、结构性以及随着活动深化而展现的深刻性与丰富性，学生学习的主动性、积极性、自觉性都在“迁移与应用”中得以显现。

“迁移与应用”与“本质与变式”有着内在的关联。在一个学习活动中，先有对事物本质联系的

把握，才有“迁移与应用”，“迁移与应用”是对“本质与变式”的印证