基于物理觀念構建的深度學習的實踐思考*

宋正懷

(江蘇省靖江高級中學，江蘇 泰州 214500)

1 引言

德國著名物理學家馮·勞厄(Max von Laue)曾經說過，教育留個學習者的是曾經學習過的除了遺忘的，再就是所剩下來的東西。那么，剩下來的東西還能有什么呢？應當是基本觀念。

什么是物理基本觀念？它是指學生在建構、理解、應用和反思物理概念和規律的過程中，逐漸形成的對物理世界的高度概括性的認識。物理觀念是深深植根在人的記憶中的，即便遺忘了零散的、具體化的知識，但物理觀念卻仍可以長留于學生的頭腦中，伴隨終身，無時不刻左右他們對客觀世界的看法和行為。是今后學習、生活和立足社會的關鍵品格和必備能力的基本要素，而形成物理觀念的學習，也是物理課程深度學習的重要內容。

2 拓寬教學目標

下面以《伽利略對自由落體的研究》這節課的教學分析為例，說明為了實現形成物理觀念，在本節課的理解和設計上，如何把握新課程教學目標。首先《伽利略對自由落體的研究》的這一節課安排在《自由落體運動》之后，筆者認為這樣的教材結構對學生形成正確的運動觀念是有利的，這樣的安排其實是新課程理念給教學賦予了更高目標內涵，對學生而言有了更高階的學習要求，這樣的要求有利于學生初步形成正確的運動觀。《自由落體運動》一節的其中的一個目標價值，就是讓學生形成“輕重物體一樣快”的觀念性結論，并能在真實情境中能靈活應用該觀點分析和處理問題。例如：緊挨在一起的兩個滑塊甲、乙沿光滑固定的斜面下滑(甲在乙后，G甲>G乙)，判斷甲、乙之間有無相互作用的彈力。好多學生不假思索的認為：因為甲比乙重，所以，甲下滑得比乙快，因此，他們之間有彈力.但是，學生如果能在熟悉自由落體運動的基礎上，上升到“輕重不是決定物體快慢的本質因素”這個觀念層次（正確的運動觀），至少可以避免盲目得出錯誤的結論.這就是物理觀念與知識的區別，當然，知識升華為觀念，需進過深度學習才能獲得。

新的課程理念要求高中物理教學應從知識為主向觀念建構轉變。觀念統領下的教學強調從更高、更全面的角度看待物理課程，調動學生進行高階思維，實現深度學習。物體下落的快慢結論，沒有考慮空氣阻力的影響，這才是導致亞里斯多德得出錯誤結論的主要原因。學生在經歷多個情境的感悟和思維遷移，逐步領悟“忽略空氣阻力，輕重物體下落的一樣快”，觀念的構建需要這樣的深度學習。但是，研究沒有空氣阻力的價值和意義在哪里？研究有空氣阻力的運動發展難道不更符合實際情況嗎？這涉及到物理價值觀的問題，教師不能簡略帶過，回避學生的疑慮，剝奪學生主動深入研究問題的權利，因為這也是一個從更高層次審視物理課程、幫助學生樹立物理觀念的好機會。

3 布局大單元教學

實驗物理觀念的形成是由相關物理事實凝練提取的知識來支撐的，又由事實作為支撐的觀點的升華，但是，“物理思想觀念”不可能同時通過一些個別概念和規律的學習而形成，必須積極主動發展經歷“科學探究”和“科學思維”過程，在獲得具有足夠的相關概念、規律、方法后逐漸開始形成。因此，不應停滯于學生形成孤立的概念和規律。而應以是否能形成物理觀念，是否能夠自覺的用物理觀念審視自然和生活中的相關現象、并指導其行為擴大深度學習成果。

觀念的形成，需要多個具有內在聯系的系統化知識作為前提。例如：運動和相互作用觀的構建在大單元進行教學設計布局中是逐步推進過程中形成的。通過研究新課標必修1的學習后，初步建構相關的運動和相互作用觀，。遵循循序漸進的原則，獨立地構建運動觀和相互作用觀，然后順利地過度到牛頓運動定律，將運動觀和力觀融匯起來，構建了一個較為系統完整的運動和相互作用觀[1]。

4 審視課堂教學環節

在“探究感應電流產生的條件”教學中，筆者一改傳統的情境的創設方式，為建立感應電流的概念，不失時機地強化能量守恒觀念，取得了很好地教學效果。

首先我設置這樣的真實問題情境：磁鐵穿過長銅管，時間明顯比沒有銅管的情況下運動的時間長.由此展開理論探究。

問題：磁鐵穿過銅管為什么會變長？（學生：受到阻力）；問題：阻力的從何而來？（學生：可能是銅管里空氣的影響）。對比試驗：預先制備同一溝槽銅管，然后用石蠟封閉切口。結果與空氣中運動時間相同。排除了空氣阻力的因素。那到底阻力從何而來？學生自己陷入沉思，但是他們迫切希望可以等到一個合理的解釋.教師：排除了空氣阻力的影響，我們還是能夠看到，在銅管里磁鐵下落得比自由落體慢.教師不失時機地引導學生用能量的觀點，指出磁鐵的機械能在下落過程中減少了！那么能量的減少到哪里去了？通過學生充分的思考和交流，得出只有一種可能，即銅管的能量增加了。教師：銅管加什么能量？（學生：內能）；教師：什么情況下，一個導體在沒有外界加熱時能產生內能？學生：（電流！）；用金屬鉗將兩個極性相反的二極管在缺口處平行連接，使磁鐵快速通過，二極管發光，從而證實了學生的猜想。

讓學生形成物理觀念，教師就要有不局限于知識的視野；在物理學發展的歷史長河中，重大觀念的產生如沉淀下來的晶瑩剔透的寶石，乃水滴石穿，非一日之功。我們不能因為好多結論的錯誤，就認為亞里斯多德的所有觀念都是錯的，亞里斯多德受歷史條件限制，提出了不少錯誤觀點，但是他認為世界是可以認識的，我們所處的世界是有規律可循的，從這個意義上來看，他在自然哲學道路上，拋棄希臘神話的束縛，在科學的發展史上貢獻功不可沒、無可替代！同樣，對學生的學習情況而言，從物理學維度看待自然界，形成對自然成為世界的基本思想認識；解釋自然經濟現象和解決生活實際管理問題的意識和能力，創造性地提出自己獨到見解的能力與品格；逐步形成對事物的正確認識，達成“科學態度與社會責任”的素養要求。所有這一切，也都是可以隨著物理教學觀念的形成而逐步深化的。

5 增加學習評價維度

當前，以構建一個物理教育觀念為目標的課堂進行教學，應建立與物理思想觀念以及教學能力相匹配的學習興趣測評管理體系，增加與物理觀念相關的可操作評價體系，達成物理觀念為主導的評價活動目的顯得非常迫切。

我們需要改變以往單一答案的評價方法，即對同一問題可以提供多個答案，也就是說，引入開放式試題。同時，要加強形成性考核。與終結性評價相比，觀念的形成關注學習過程。學習過程中的表現和行為，通過對學習過程的評價和教師的指導，使不同學習潛能、不同基礎的學生增強學習信心，為深度學習正真發生，從而才能為形成正確觀念奠定基礎。