設計開放性問題促進深度學習的三重境界

曹東

(江蘇省懷仁中學 江蘇 無錫 214196)

1 引言

開放性的問題有利于培養學生的創造性思維，經常進行這樣的訓練，學生會越來越聰明，在實際問題中就善于遷移和創新.問題的開放性與信息量有關，開放度越大，信息量越多，學生的思維空間就越寬廣.在教學問題的處理中就開放度來說有3個層次：一是不開放，就事論事，用單一方法解決問題；二是提出問題,問題的答案不唯一，放開讓學生自由想象;三是提出問題,問題的答案不唯一，在實踐中，讓學生手腦并用解決開放性問題[1].

深度學習是指源于學習者自身內部動機，對于有價值的學習內容進行完整準確、豐富而深刻地學習.在教學過程中，如何促進學生發生深度學習？主要從以下3方面著手：(1)激發和保持學生學習的內部動機；(2)選擇更有價值的學習內容；(3)如何發生完整準確、豐富而深刻的學習.最關鍵的是如何發生.

不管是行為主義還是認知主義教學和學習理論，促進學生發生深度學習關鍵是給學生學習時空和資源讓學生能充分的體驗，在體驗中反思，從而發生深度學習.教師的主要工作是通過對學習者的學情分析，設置針對性的問題促使學生發生深度學習.學生對教師挑選的有價值的學習內容進行完整的深刻的學習，需要對每堂課中的學習難點和重點知識進行比較深刻的認知.教師針對學生學習中的困惑、重難點設計開放性的問題，讓學生有更多的時間和空間、更豐富的資源，在問題的引領下，發生深度學習.

設計開放性問題促進學生的深度學習，需要大量的實踐，不斷地深入研究.結合3個教學案例和個人的教學實踐與反思，談設計開放性問題促進深度學習的三重境界.

2 設計開放性問題 促進深度學習的三重境界

境界一：不識廬山真面目，只緣身在此山中——實踐缺乏理論的指導

案例1：描述圓周運動的物理量

情境：“月球和地球誰跑得快？”地球說,“你怎么走得這么慢？我繞太陽運動1 s要走29.79 km，你繞我運動1 s才走1.02 km.”月球說,“你可別這么說！你要用一年時間才繞一個圈子，我28天就走了一圈，一年時間我就能走13圈多，你才慢呢 ！”地球與月球誰說得有道理？誰運動得比較快呢？

問題：如何比較他們運動得快慢？設計你的方案，并用身邊的器材或同學之間互相配合證明你的方案是否可行.

【實踐反思1】

(1)提出問題，放開讓學生自由想象.學生比較圓周運動的快慢，其答案是不唯一的，學生根據自己對情境的比較，發揮自己的想象，提出自己比較的方法.例如：

1)根據“我繞太陽運動1 s要走29.79 km，你繞我運動1 s才走1.02 km”,可以在相同時間比較弧長，得出線速度的概念.

2)根據 “你要用一年時間才繞一個圈子，我28天就走了一圈，一年時間我就能走13圈多，你才慢呢 ”,可以在相同時間比圈數，得出轉速的概念；同時也可以在相同時間比較轉過的角度，得出角速度的概念[2].

(2)讓學生在實踐中手腦并用解決開放性問題.學生提出具體的比較方案后，用身邊的器材或同學之間互相配合證明你的方案是否可行.這讓學生充分地發揮想象，同時利用身邊的器材做一些物理小實驗.例如：

1)學生利用左右手徒手同時畫圓、在紙上畫圓或用圓規畫圓.

2)兩位同學站起來，原地轉圈或跑圈.

3)研究電風扇葉片上某點轉動的快慢.

4)有些同學用紙剪出一個圓，用鉛筆做軸心，比較上面兩點運動得快慢.學生可以充分地發揮自己的想象力，利用身邊的器材，解決開放性的問題，達到好的教學效果，同時培養學生的創新思維.

(3)從深度學習的視角看，本節課的重難點是理解描述圓周運動的物理量：線速度、角速度、轉速和周期等概念.教師設計了開放性的問題，讓學生去討論，設計方案，用簡單器材去驗證自己的設計方案，讓學生充分地參與，對描述圓周運動的幾個物理量產生了深刻的認識.教師通過開放性問題觸發學生深度學習.但是開放度太大，學生在設計小實驗解決問題過程中，并不是所有學生都能積極參與.通過這節課的實踐可以看出設計開放性問題促進學生深度學習，教師以前也在做，但是做得不是很成熟，理論和實踐沒有很好地結合，處于一種“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的境界.

境界二：山重水復疑無路，柳暗花明又一村——開放性問題的解決需要教師適時引導

案例2：牛頓第三定律

問題：作用力和反作用力之間有何關系？

學生猜想：大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在兩個物體上.

探究：作用力和反作用力大小相等嗎？

學生活動：拔河比賽.

(1)選一身體很壯且個子很高的學生甲和瘦小的學生乙手拉手拔河比賽，誰會贏？學生甲贏了.

(2)能不能讓學生乙贏得比賽？同學們想一想辦法.

(3)解決辦法：學生甲站在滑板上比賽，結果學生乙贏了.

實驗探究：利用兩個彈簧測力計如何設計實驗探究作用力和反作用力大小關系？你的方案是什么？實驗過程中應注意什么？

學生方案：兩個彈簧測力計對拉.

問題：對拉過程中，觀察什么？如何對拉？什么時候讀數？

學生方案具體化：

(1)兩個固定拉;

(2)固定一個，另一個拉;

(3)兩個移動過程中拉.

學生實驗后，展示實驗結果.

(1)調零.

(2)A彈簧測力計固定，B彈簧測力計拉，靜止時讀數，結果大小相等.

(3)兩個彈簧測力計一起拉，大小相等.

(4)緩慢向前勻速運動過程中，大小相等.

(5)加速過程大小是否相等呢？如何讀數？

引出力傳感器對拉，探究加速、減速過程中的作用力和反作用力的大小關系.

【實踐反思2】

(1)本案例設計的開放性問題：作用力和反作用力之間有何關系？問題解決過程不是任由學生自己解決，而是循序漸進解決的.

1)拔河比賽誰會贏？觸發學生思考.

2)兩個彈簧測力計對拉研究勻速運動過程，作用力和反作用力之間有何關系？

3)不同運動狀態下，作用力和反作用力之間有何關系？

(2)從深度學習的視角看，本節課的重點是實驗探究作用力和反作用力的大小關系.通過拔河比賽、兩個彈簧測力計對拉實驗已基本解決問題，但是學生思維的生長點：如何實驗探究加速或減速過程中，作用力和反作用力的大小關系？如何突破學生學習過程中的思維障礙，促進其深度學習的發生，關鍵看課堂問題如何設計.通過力傳感器對拉，探究加速、減速過程中的作用力和反作用力的大小關系.課堂進入高潮，讓學生對不同運動狀態下作用力和反作用力的大小相等這一難點問題有了深刻的認識，促進學生深度學習的發生.

這是一節公開課，課堂設計具有開放性，但是問題解決并不是讓學生自由解決，而是適當加以引導點撥，抓住了學生的思維生長點，促進學生深度學習的發生，讓筆者對如何設計開放性問題促進深度學習的發生體會到了“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的境界.

境界三：欲窮千里目，更上一層樓——動腦動手實踐，學以致用，深度學習真正的發生

案例3：自感

情境1：用一節電池與開關連成如圖1所示電路，連接好后，請多位學生手拉手站好，站在邊上的兩位學生用手各自握住線頭A，B的裸露部分.

(1)接通S，有沒有感覺？

(2)斷開S時，有沒有感覺呢？

圖1 電路1

情境2：將線圈接入電路，電路圖如圖2所示.

(1)接通S前和接通S后，有沒有感覺？

(2)斷開S時，又有沒有感覺呢？

圖2 電路2

對比兩個情境，根據以下問題分析：人為什么在情境2中有感覺？E=1.5 V,RL=10 Ω,R人=1 500 Ω,電池內阻忽略不計.

(1)開關閉合，電路處于穩定狀態時，IL=______,I人=______.

(2)斷開開關時，通過L的電流如何變化？

(3)穿過線圈L的磁通量如何變化？

(4)線圈L產生的感應電動勢是什么方向？

(5)線圈L對人來說相當于什么？

(6)斷開開關瞬間，試計算人兩端的電壓約為多少伏特？

(7)開關斷開時通過人的電流方向與原方向是否一致？請設計實驗證明.

(8)請在圖3中畫出開關斷開瞬間，通過人的I-t圖像.(規定通過人的電流方向為正)

圖3 電路I-t圖

情境與問題3:斷電時有感應電流，通電時有沒有呢？請你設計電路圖觀察通電自感現象.請大家分析這些電路圖是否合理？如果不合理，請你提出改進方案？

【實踐反思3】

(1)開關斷開時通過人的電流方向與原方向是否一致？請設計實驗證明.解決這個問題，學生設計出多種方法.具體方法如下：

1)用發光二極管.

2)二極管和小燈泡.

3)電流表.這樣設計充分發揮學生的想象力和創造力.這個設計達到第2個層次：提出問題，放開讓學生自由想象.想象力和創造力是創新思維的基礎，設計開放的問題，給學生以機會，培養其創新思維.

(2)斷電時有感應電流，通電時有沒有呢？請你設計電路圖觀察通電自感現象.請大家分析這些電路圖是否合理？如果不合理，請你提出改進方案？解決這個問題，學生可以根據斷電自感獲得啟示，設計出不同的電路，并讓學生自己判斷是否合理，得出一個比較滿意的設計方案.從而培養學生的創新能力.這個設計達到第3個層次：在實踐中，讓學生手腦并用解決開放性問題.動手實踐可以將想法付諸于行動，用實踐檢驗自己的創新想法，開拓學生的視野，很好地培養學生的動手能力，大膽地嘗試，開動腦筋，從而為學生的創新思維提供良好的助推力[3].

(3)從深度學習的視角看，本節課的設計抓住學生思維的難點：“斷電自感中，通過人的電流方向與原方向是否一致？”設計了開放性問題促進學生深度學習的發生.深度學習在于如何發生完整準確、豐富而深刻的學習？關鍵4步：

1)對學生已有知識的積淀和正確認識；

2)給學習者充分交往的時空和載體；

3)提供豐富的學習資源；

4)學習的自我反思.

關鍵是給學生學習時空和資源讓學生能充分地體驗，在體驗中反思，從而發生深度學習.本節課學生通過斷電自感的學習，對自感現象有了一定的認識，但是不完整而深刻.教師設計第2個開放性問題，讓學生自己動腦動手實踐，學以致用，促進深度學習的發生，達到了“欲窮千里目，更上一層樓”的境界.

3 總結

綜上所述，設計開放性問題促進學生深度學習的發生，需要不斷的實踐，將理論和實踐結合在一起，以理論指導實踐，以實踐反思理論促進再實踐，提升實踐的境界.深度學習的發生，需要針對教學中的重難點，設計開放性問題去適合不同層次學生的需要，去驅動學生的思維，培養學生的思維能力.設計問題要以學生的學和教師的教為中心，設計的問題要“吻合學生思維的起點、扣準思維的疑點、揭露思維的盲點、把握思維的重點、緊扣思維的難點、踏準思維的節點”[4].這樣才能真正地促進學生深度學習的發生.