深度學習視域下的初中物理比值定義教學策略

【摘 要】本文以粵滬版初中物理課本中“怎樣比較運動的快慢”為例，闡述如何通過情境創設、活動體驗和遷移應用策略促進學生對比值定義法內涵的理解，使學生達到深度學習目的。

【關鍵詞】深度學習;比值定義法;策略

【中圖分類號】G633.7? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2020）28-0108-03

初中物理教學中，許多教師在教學“怎樣比較運動快慢”時，當學生得出比較運動快慢的方法后便直接告知學生速度的定義，然后進入習題訓練環節。這使學生仍停留在淺層學習中，并沒有掌握速度的內涵，更不理解為什么可以用路程與時間的比值來定義速度。對此，筆者認為此課程教學，讓學生從“速度”的建構中提煉出“比值法”，理解比值定義法的內涵，并用比值定義“速度”的概念，能促進學生的深度學習。

1? ?深度學習與比值定義法的內涵分析

1.1? 深度學習

深度學習是指在教師引領下，學生圍繞著具有挑戰性的學習主題，全身心地積極參與教學活動、體驗成功、獲得發展的學習過程。在這個過程中，學生能掌握學科的核心知識，把握學科的本質及思想方法，形成積極的內在學習動機、高級的社會性情感、正確的價值觀，成為既具獨立性、批判性、創造性，又有合作精神、基礎扎實的優秀學習者[1]。

1.2? 比值定義法

比值定義法是一種科學的定義方法，是用兩個或者兩個以上物理量的比值來定義一個新的物理概念的方法。在初中物理教材中，用比值定義法定義的物理概念比比皆是，如速度、密度、壓強、功率等。比值定義法的本質是比較。比較是確定研究對象之間差異點和共同點的思維過程和方法，是抽象和概括的前提[2]。比值定義法，就是通過比較，通過“同中求異，異中求同”找到兩個或者兩個以上的關鍵物理量，并用這些物理量定義該物理概念。其教學應該遵循同中求異、異中求同、找關鍵物理量、選取標準、提煉比值的邏輯。

2? ?深度學習視域下的初中物理比值定義法教學策略

深度學習視域下的比值定義法教學，應按比值定義法的邏輯來組織，讓比值定義法的內涵成為推動學生深度學習的動力。引導學生從具體的認識開始，在活動中體驗“同中求異，異中求同”，找到“路程”和“時間”這兩個關鍵物理量，思考加工提煉“比值”的方法，選取統一比較標準，從而生成新的發現，定義新的“速度”概念，并在遷移應用中深化對速度的認識，形成“運動觀念”。基于此，筆者設計了以下教學流程。

2.1? 創設情境，提出問題

上課伊始，為激發學生的學習興趣和求知欲，自然地導入新課。筆者利用多媒體播放了授課班一名學生參加校運動會徑賽并獲得第一名的真實情境，而后拋出問題讓學生思考：“比賽過程中，如何判斷誰跑得快？比賽結果又是如何判斷？”通過真實情境的創設，喚起學生對“比較運動快慢”的感性認識。

2.2? 活動體驗，深度加工

2.2.1? 同中求異，引導學生選取相同標準比較物體運動快慢

[教學片段1]活動1：教室接力賽1

師：為比較物體運動快慢，我們先在教室里開展一場小型的接力棒傳遞比賽，看誰傳得快？

第一次比賽：（如圖1）聽老師口令（“開始”

“停”），完成接力棒的傳遞。

師：哪組傳得快？判斷的依據是什么？

……

[教學片段2]活動2：教室接力賽2

第二次比賽：（如圖1）從第一個人傳到最后一個人，比哪組傳得快。

師：哪組傳得快？判斷的依據是什么？

……

學生通過觀察、比較、分析，表達自己的觀點。教師抓住契機點撥。第一次接力賽，兩組學生接力棒傳遞的時間相等，而A組傳過的人數越多，通過的路程越長，所以歸納出比較運動快慢的第一種方法，即相同時間比路程，路程長，運動快。第二次接力賽，接力棒從第一個人傳到了最后一個人，接力棒通過的路程是相同的，而C組先傳到最后一個人，C組用的時間短，因此歸納出比較運動快慢的第二種方法，即相同路程比時間，時間短，運動快。在這兩個體驗活動中，學生通過“同中求異”掌握了選取相同的標準來比較運動快慢的兩種方法。

2.2.2? 異中求同，引導學生抓住路程、時間這兩個關鍵物理量

教師在學生得到比較運動快慢的兩種方法后，啟發學生異中求同，引導學生思考兩種方法的共同點。學生通過自主交流、分組討論得出，兩種比較運動快慢的方法都選取了相同標準，也就是其中相同的關鍵物理量——“路程”和“時間”。通過這樣的問題引領，學生明確了比較物體運動快慢為什么要用時間和路程這兩個物理量。

2.2.3? 提煉比值，引導學生求比值來選取比較的標準

[教學片段3]活動4：教室接力賽3

第三次比賽：如圖2所示，E、F組人數不等，距離不等，時間不等（讓學生分開傳，E組傳完后再傳F組，并預先安排學生分別測量E、F組的傳遞的時間）。

師：哪組傳得快？你判斷的依據是什么？

生：……

教師現場讓學生分別測出E、F組傳遞的距離，在黑板上寫出E、F組的實驗數據。

E組：5s傳遞距離8.3m。

F組：4.2s傳遞距離5.5m。

師：如何比較哪組傳得快？

生：用速度。

生：路程除以時間。

師：為什么可以用路程除以時間，即路程與時間的比值來表示物體運動的快慢？

教師根據學生的回答，有針對性地引導、板書和分析。

E組：比值越大，運動越快

F組：

生：E組在1s內傳了1.66m，F組在1s內傳了1.31m。

師：我們發現用路程與時間的比值可以反映運動的快慢，這種方法實際上就是把不同的時間轉化為相同的時間（即相同的標準），然后比較路程，實際是哪一種比較快慢的方法？

生：相同時間比路程。

師追問：剛才的活動中，我們總結了兩種比較物體運動快慢的方法，既然可以將路程比時間轉化成“時間相同比較路程”，那有沒有別的辦法可比較運動的快慢呢？

生：將時間與路程的比值轉化成“路程相同比時間”來比較運動的快慢。

教師根據學生的回答，有針對性地引導、板書和分析。

E組：比值越小，運動越快

F組：

師：時間與路程的比值表示什么？

生：時間與路程的比值表示物體運動1 m所用的

時間。

師：實際是哪一種比較運動的方法？

生：實際上是用相同路程比時間的方法來比較運動快慢。

師：兩種方法都可以比較運動的快慢，你認為哪一種方法更好？你的理由是什么？

師引導學生討論。

生：用路程與時間的比值更好。因為路程與時間的比值越大，表示物體運動越快;而時間與路程的比值越大，表示物體運動越慢。第一種比較方法更符合人們的思維習慣。

師：物理學中，把物體通過的路程與通過這段路程所用時間的比定義為速度。路程表示的是長度，和時間是兩個完全不同的物理量，它們的比值卻可以表示一個新的物理量。物理學上用兩個或者多個物理量的比值來定義一個物理概念的方法稱為比值定義法。……

通過討論分析，學生發現“路程比時間”和“時間比路程”都可以比較運動的快慢，而且“路程比時間”和“時間比路程”本質上就是轉化成相同標準進行比較，學生加深了對兩種方法的理解。教師引導學生對兩種“比值”方法進行比較，讓學生思考“為什么用路程和時間的比值，而不用時間和路程的比值”，讓學生真正理解了“速度”的內涵。學生通過數學抽象（路程與時間的比值即“速度”），定量地描述出物體運動的快慢，明白這已經從現象的比較上升到了本質的比較。

2.3? 遷移運用，鞏固深化

[教學片段4]活動5：測量人步行的速度

教師請一位學生上臺走一段，讓學生真實感受人正常步行的速度。接著，教師提出問題：“我們每天都會步行，那么人步行的速度是多少呢？我們現在沒有直接測量速度的儀器，你有沒有辦法測量人步行的速度？”教師利用多媒體投影：①測什么？②用什么測量？

……

美國國家研究委員會認為：深度學習是個體將學習的知識從一種情境遷移到另一種情境的過程。教師創設真實的實踐情境，引導學生應用“速度”的概念去解決真實問題——測量人步行的速度，增強了學生的內在學習動機，加深了學生對“速度”概念的理解，發展了學生的高階思維能力。

初中物理比值定義法的教學，要按照比值定義法的教學邏輯組織，教師要以學生已有的經驗為基礎，通過創設情境，讓學生在活動和體驗中更好地建構知識，完成對知識的遷移與應用，最終達到深度學習目的，培養學生物理學科的核心素養，為其終身發展奠定堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養[M].北京：教育科學出版社，2018.

[2]張憲魁.物理科學方法教育[M].青島：中國海洋大學出版社，2015.

【作者簡介】

許輝勇（1983～），男，漢族，廣東普寧人，本科，中學一級。研究方向：科學方法教育、初中物理實驗教學。