指向深度學習理念下學習進階的構建研究

摘?要：深度學習是基于理解的教學方式，以發展高階思維和解決實際問題為學習目標，批判地學習新思想和新知識，并將它們融入原有的認知結構中去，將眾多思想相互關聯，并將已有的知識遷移到新的情境中去，作出決策并解決問題.深度學習離不開學習進階的構建.本文以“機械效率”一課為例，嘗試構建學習進階，促進學生的深度學習.

關鍵詞：深度學習;學習進階;機械效率

文章編號：1008-4134（2020）02-0039?中圖分類號：G633.7?文獻標識碼：B

作者簡介：徐美蓉（1982-），女，江蘇江陰人，碩士，中學一級教師，研究方向：物理教育教學.

深度學習以發展高階思維和解決實際問題為學習目標，批判地學習新思想和新知識，并將它們融入原有的認知結構中去，將眾多思想相互關聯，并將已有的知識遷移到新的情境中去，作出決策并解決問題.

物理是一門培養學生思維能力的學科.基于深度學習的理念，在物理教學中構建學習進階，有利于促進學生的思維發展.學習進階也稱學習進程，是對學生在一個時間跨度內學習和探究某一主題時，依次進階、逐級深化的思維方式的描述.馬瑞特等認為學習進階是“描述學生對某一領域由淺入深、逐漸復雜的概念理解過程”.本文以“機械效率”一課為例，嘗試構建的學習進階，促進學生的深度學習.

1?分析教材和學情，建構進階框架

分析教材和學情，是建構學習進階的起點.本課的核心概念是機械效率.效率與生活息息相關，工作、生活、學習等方面都要講求效率.由于日常生活經驗的積累，學生對效率已有一定模糊的概念.但機械效率涉及的面比較廣，內容抽象，學生較難把握.幫助學生把模糊的概念清晰化，理解機械效率的概念，學會計算某種簡單機械的機械效率，知道提高機械效率的實際意義和方法是本課的學習目標.基于課標、學情和教材，構建機械效率的進階框架，見表1.

2?以問題搭建臺階，在情境中復習舊知

要促進學生的深度學習，應注重課堂教學的“形”與“實”，關注學生的原有知識和經驗.學生已經學習了“滑輪”和“功”，對功的概念和動滑輪工作時的特點有了相應的知識儲備.這兩部分知識的掌握程度與本課的學習息息相關.復習舊知，引入新課是很有必要的.若采用平鋪直敘的提問回顧舊知，只能考查學生對知識的識記程度;若在情境中回顧，則能了解學生對知識的理解和掌握程度.

【案例】

演示并提問：把一個物體從地上搬到桌上，人對物體做功了嗎？怎么知道人對物體做了多少功？

提問：小明用動滑輪把木料提上四樓，動滑輪工作時有什么特點？

追問：在這個過程中，手拉繩做的功與動滑輪對木料做的功相等嗎？

過渡：要研究這個問題，我們用鉤碼代替木料再來探動滑輪工作時做功的特點.

【評價反思】本案例并沒有直接問“做功的兩個必要條件是什么？計算功的公式是什么？”而是通過創設情境，幫助學生回顧做功的必要條件以及功的計算公式，要求學生要在具體的情境中判斷，有利于檢查學生對功的概念的掌握情況.通過利用動滑輪提升木材，回顧動滑輪工作時的特點，并提出新的問題“手拉繩做的功與動滑輪對木料做的功相等嗎？”.教師通過創設情境，以問題搭建臺階，步步深入，完成從舊知到新知的進階.

3?遷移原有經驗，在問題中構建學習進階

學習進階的構建應以學生原有的認知、經驗為基礎.在學生原有知識、經驗的基礎上提出新問題，構建思維進階，在構建思維進階的過程中實現學生認知層面的提升和思維能力的發展.在第十二章第二節“滑輪”一節已經探究了動滑輪工作時的特點，以此為基礎，構建學習進階研究新問題.

【案例】

提問：怎么才能知道手拉繩做的功和動滑輪對鉤碼做的功是否相等？要測哪些量？這些量是否都要測量？為什么？用什么工具測量？實驗中還要注意什么？

實驗步驟：

（1）如圖1所示，用手通過一只彈簧測力計拉一個動滑輪，沿豎直方向勻速緩緩拉起重為G的鉤碼，分別測出手對繩的拉力F，手移動的距離s，鉤碼所受的重力G和鉤碼上升的高度h.

（2）改變鉤碼的個數，重復上述測量.

講授：我們要把實驗中的數據記錄下來，還缺一張記錄數據的表格，請大家設計一下.

學生設計好表格2后，教師展示有缺陷的表格（如缺少單位，沒有計算功的兩列表格），讓學生評價，在評價中不斷完善表格.

學生實驗并記錄數據，展示數據.

提問：分析比較表中數據，手拉繩所做的功和動滑輪拉鉤碼所做的功相等嗎？哪個大？為什么？

提問：我們使用動滑輪的目的是什么？ 根據問題，得到有用功的概念.

提問：在把鉤碼提上去的時候，哪一部分功是我們不需要但又不得不做的？從而得出額外功.

講授：手拉繩做的功叫總功.

提問：三者有什么關系？W總=W有用+W額外

【評價反思】本案例以學生的原有經驗作為教學起點，通過問題引導學生自主設計實驗，注重思維的啟發和發展;學生自主設計記錄實驗數據的表格并評價，逐步完善表格，強化學生的表格設計能力;通過比較“手拉繩做的功”和“動滑輪對鉤碼做的功”，再回到使用動滑輪的目的，從而得到有用功、額外功、總功的概念以及三者的關系.該部分教學學生手腦并用，積極投入課堂，突出學生的主體地位和思維進階的構建.

4?聯系生活實際，遷移構建核心概念

物理源于生活.本課的核心概念是機械效率，這是一個比較抽象的概念，對學生抽象思維的要求比較高.學生對于效率一詞并不陌生，但只有一個模糊的概念，缺乏理性的認識.通過通俗易懂的例子引導學生計算學習效率，再遷移到機械效率，學生就比較容易理解.

【案例】

講授：現代社會是講究效率的社會，我們學習要講究效率.如某同學在校時間10小時，學習時間8小時，他的學習效率是多少？使用機械也應當有效率，我們把它叫做機械效率.參照學習效率，你可以給機械效率下個定義嗎？它的表達式怎么表示？單位是什么？

總結：物理學中把有用功與總功的比值叫機械效率.機械效率的表達式η=（W有用/W總）×100%.機械效率沒有單位，通常用百分數來表示.

展示不同機械的機械效率.提出問題：你有什么發現？

提問：同一機械的機械效率是一成不變的嗎？計算用動滑輪提升不同鉤碼時的機械效率.

提問：根據你計算的結果，你有什么發現？機械效率可能與哪些因素有關？如何提高動滑輪的機械效率？剛才我們是從提高有用功的角度考慮的，那從減小額外功的角度考慮呢？

提問：機械效率有沒有可能突破100%？為什么？

【評價反思】通過具體的例子建立起學生對效率計算方法的感性認識，從而遷移到機械效率的概念，讓學生更透徹地理解機械效率.通過展示不同機械的機械效率，學生能感受到不同機械的機械效率一般不同，為提出新的問題“同一機械的機械效率一定相同嗎”做好鋪墊.學生計算用動滑輪提升不同鉤碼時的機械效率，可以鞏固學生對機械效率的理解，也能得到影響機械效率的一個因素——物重，既能鍛煉學生的計算能力，又能解決問題.再提示學生，這是從增大有用功的角度考慮的，也可以從減小額外功的角度考慮.最后通過問題，讓學生意識到由于額外功的存在，機械效率總是小于100%.

5?結語

安富海指出深度學習注重批判性思維能力的培養和學習進階的構建，強調學習內容的有機整合，著意學習過程的建構反思，重視學習的遷移運用和知識解決.

縱觀本課的設計，先以問題搭建臺階，在情境中復習滑輪和功;再以滑輪和功的知識為原點，提出新的問題，并在問題中幫助學生構建思維進階，再探究動滑輪，引出有用功、額外功、總功的概念，為建構機械效率的概念作鋪墊;最后聯系生活中的效率，遷移到機械效率.用實驗中的數據計算并理性分析，得到影響機械效率的因素.整個學習過程將多個概念串聯起來，隨著一個個問題的思考與解決，學生的認知能力和思維能力得到有效提升.

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（收稿日期：2019-09-27）