指向學科素養的初中物理深度教學

摘 要：筆者以發展學生核心素養為目標指向，結合“兩次倒轉”教學機制提出對“深度教學”的理解，并闡明“雙向互動教學設計”如何為“深度教學”活動提供有力保障.因此，本文以“動能”教學為例，解析教師如何通過帶領學生發現和解決問題、形成和應用知識，從而促進“深度教學”的發生.

關鍵詞：核心素養;深度教學;動能;雙向互動;兩次倒轉

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）06-0038-03

作者簡介：葛漢洪（1980-），男，江蘇高郵人，本科，中學一級教師，研究方向：初中物理課堂教學.

1 為發展學生的核心素養而教

2014年，《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》指出：“把核心素養落實到學科教學中，促進學生全面而有個性的發展.”這無疑為基礎教育物理課程改革的目標——“以學生終身發展為本，提高全體學生科學素養”賦予新的內涵.2016年，《中國學生發展核心素養》總體框架正式發布.2017年，《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出：物理學科核心素養是學生在接受物理教育的過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會需要的關鍵能力和必備品格，并給出物理學科素養的四大構成要素：物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任.如圖1所示，為2018年首都師范大學邢紅軍教授提出的物理學科核心素養四層結構模型[1]（如圖1所示，作為初中物理教師，筆者更傾向于邢紅軍教授的觀點）.

在基礎教育實踐界，“核心素養”已經從初始的“星星之火”在短短幾年內發展為燎原之勢，“為發展學生的核心素養而教”已然成為當前教育界響亮的口號.但實際上，“核心素養”回答的是“培養什么樣的人”的問題，并沒有回答“怎樣培養人”的問題，即教師怎樣“將核心素養落實到學科教學中”的問題至今為止仍然沒有現成的、標準的答案，只能依靠一線教師不斷思考、探索和實踐.

2 通過深度教學發展學生核心素養

教師、學生、知識是教學的三要素，無論教育界怎樣理解、界定核心素養，核心素養都在教師向學生傳授知識的過程中形成并得以發展，然而傳統教學中教師以知識的機械灌輸、重復訓練為主的工具性教學、淺表化教學并不能夠發展學生的核心素養.教育界把能夠發展學生核心素養的教學活動稱為“深度教學”，而深度教學是一種怎樣的教學樣態，至今眾說紛紜，見仁見智.我們認為，物理學科的“深度教學”應該有自己的特色，究竟應該如何進行，郭華教授“兩次倒轉”教學機制的觀點可以給我們一些啟示[2].所謂“兩次倒轉”，就是先“倒過來”，再“轉回去”.“倒過來”是指：相較于人類總體認識過程，學生個體認識過程是“倒過來”的過程，即學生的認識并非從實踐、試誤開始，而是直接從人類認識的終點出發，把人類認識的終點作為認識的起點.“倒過來”的過程具有高效、安全、結構化等優越性，但也存在許多缺陷，比如：學生經驗水平與人類認識成果（知識）之間存在巨大“鴻溝”，外部知識如何才能成為學生的認識對象并轉化為學生內在的精神財富是值得教師思考的首要問題.因此，為了克服這些困難，在“倒過來”之后還需要“轉回去”，“轉回去”是指教師帶領學生回溯到知識的源頭——問題情境（科學知識源于問題，問題嵌在情境當中），幫助學生經歷解決問題、形成知識的過程.當然，“轉回去”的過程與人類原初認識不可能也不必要完全相同，教師只需選擇適合課堂教學的關鍵以及典型步驟，有目的、有邏輯、有結構、有系統地展開教學活動.教育重演理論認為：現代學生的學習過程是對人類文化發展過程的一種認知意義上的重演，即現代人的認知發展是對其祖先認知水平長期演化過程的濃縮，恰似生物學上胎兒在母體內的發育過程重演祖先的進化過程[3].

由此可知，學生在物理課堂上的學習是問題的發現和解決、知識的再造和應用的過程，教師的任務便是激發、維持、促進這個過程.理想的教學過程是師生共同探究的過程，是“教”和“學”的角色界限逐漸模糊，教師和學生以知識重演為紐帶的彼此信任、相互引出、共同提高的關系存在的過程.只有這樣，教學的三要素才能從分離走向融合，深度教學才具備產生前提.所以，筆者所理解的“深度教學”并非追求教學內容的深度和難度，而是從知識內部構成（外層的符號表征、中層的邏輯形式、內層的價值意義）的角度出發，針對工具性教學、淺表化教學而言的“深度教學”.所謂深度教學，是指教師基于具有挑戰性的主題，借助一系列的問題情境，與學生共同經歷問題的發現和解決、知識的再造和應用的過程，幫助學生超越表層的知識符號學習，進入知識內在的邏輯形式和意義領域，讓學生的思想方法得以啟迪、情感態度得以熏陶、觀念立場得以形塑、精神意志得以磨礪，從而實現全面而有個性的發展的教學樣態.深度教學的“深”主要指：深層的學習動機，深切的學習體驗，對知識深刻的理解和對學生產生深遠影響[4].

3 “雙向互動教學設計”為深度教學提供有力保障

“深度教學”成功的關鍵在于師生在課堂上經歷怎樣的教學活動，學生的新舊經驗是否得到實質性的聯系;根本在于學生是否有意義地建構知識，能否對所學知識遷移應用.這一切離不開教師課前對教學目標、內容、方式等方面的謀劃設計，知識在被學生領悟之前只是教材上冰冷的存在，只有經過教學設計的加溫、教學活動的轉化，才能演變為學生火熱的思考，并逐漸凝結為學生“帶得走的素養”.在某種程度上而言，教師的教學設計決定課堂教學，課堂教學則決定學生發展.影響教師教學設計的因素主要包括學情和知識，所謂“因材施教”是指教師的教學活動要建立在對知識和學情的通盤考慮、仔細推敲、反復斟酌的基礎之上.然而，受效率主義、工具主義思想的影響，許多教師的教學設計形象地說便是搭建以教材為起點、試卷為終點的跳板，由于這種教學設計遠離學生的生活世界，從而會導致學生片面、畸形的發展，不利于教育目標的實現.筆者認為，依據“兩次倒轉”教學機制，教師在設計教學活動時應先以預期的學生學習結果為起點，逐步地、逆邏輯地倒推教學活動直至學生的已有經驗為止.然后再從學生經驗出發，邏輯地正推到預期學習結果，前者相對于知識的形成是個“逆流而上”的過程，后者相對于知識的形成是個“順流而下”的過程（這才是預設的課堂教學實施過程）.最后師生在“逆流”和“順流”之間進行對話互動，通過不斷地調整、打磨、優化，直至教學設計在邏輯上無懈可擊、萬無一失.這種教學設計更加關注學生在哪里，要到哪里去，怎樣去，在什么地方需要獲得什么樣的幫助和支持，更加遵循依學定教原則，更能凸顯學生學習的主體地位，更能促進學生經驗的改造和重組[5].筆者把這種教學設計稱作“雙向互動教學設計”，綜上分析可知，“雙向互動教學設計”能為“深度教學”提供有力保障.

4 “動能”的深度教學

“動能”是蘇科版初中物理教材九年級上冊第十二章“機械能和內能”第1節“動能 勢能 機械能”的主要內容，概念較為抽象.動能的定義并不難理解，學生此前已有接觸，本課的任務是探究動能大小與哪些因素有關，實驗方法為控制變量法，學生對此方法已經熟悉掌握，因此，對于學生有難度的是一些其它問題，比如：怎樣幫助學生猜想到影響動能大小的因素？對于這個問題，一種常見的做法是：通過“高速公路上為什么要設限速牌”和“為什么對不同車型限制的最大速度不同”（如圖2所示）兩個問題幫助學生猜想，設計原因在于限速牌非常具有生活氣息，符合課標倡導的“從生活走向物理，從物理走向社會”的核心理念.筆者認為，“生活”是指知識生成的情境，“社會”是指知識運用的情境，“生活”是知識的“來龍”，“社會”是知識的“去脈”.“從生活走向物理，從物理走向社會”就是告訴教師在教學時應該從生活現象中提出物理問題，通過解決問題生成物理知識，然后將物理知識運用于社會實踐的邏輯順序展開，學生經歷知識的“來龍去脈”，也就經歷知識的內化和外化，從而便會獲得活化的知識，對知識有更深刻的理解，最終實現發展核心素養.其中的原理并不難理解，真正的困難在于，哪些素材適合作為“生活”使用，哪些適合作為“社會”使用，二者并沒有絕對的界限，容易混淆，這也在很大程度上阻礙常態課教學的深度發生.筆者認為，一般而言，“生活”側重于那些原生態的自然情境，“社會”側重于那些帶有人為痕跡的情境.“限速牌”應該是帶有人為痕跡的素材，加之“限速牌”對于學生來說并不直觀;其次，八年級下冊第九章“力與運動”的信息快遞中已經從“反應距離”“制動距離”的角度解釋過“高速公路上為什么要限速和保持車距”.所以，教師在教學中，不宜將“限速牌”用作“生活”，而應該用作“社會”.實際上，教師為學生的猜想提供依據的素材有很多，比如：播放海嘯時洪水沖垮房屋的視頻，然后向學生提出問題：洪水能沖垮房屋說明什么？如果只有一滴水，以與洪水相近的速度飛向房屋，是否能將房屋沖垮？由此可猜想動能的大小與什么有關？簡單直觀，能激發學生學習興趣，效果顯著.

另一個問題是教師怎樣幫助學生設計實驗方案.即教師如何幫助學生發現并解決“選擇什么物體做研究對象”“通過什么比較和判斷研究對象動能的大小”“怎樣控制小車的速度相同”等問題.對于學生來說，發現問題不難，困難的是如何解決問題.一種做法是教師直接讓學生閱讀教材然后回答以上問題，看似回避困難，直接“劇透”實驗方案（如圖3、圖4所示），教學看上去會很順利，實則學生對實驗方案知其然，不知其所以然，學生對于實驗方案是作為旁觀者、接受者的身份存在，而不是以親歷者、發現者的方式出現，教學并未深度發生.筆者認為，教師如果在前面 “能”的教學環節中有意識地采用一個物體（玩具手槍射出的子彈、小球、盛有部分液體的易拉罐、小車等）水平撞擊另一個物體（泡沫塑料塊、木塊等），使被撞物體移動一段距離作為物體做功的實例，幫助學生建立功能關系，引導學生理解可以將不好直接比較的研究對象動能的大小轉化為比較研究對象對另一個物體做功的多少，再轉化為可以直接比較的被撞物體移動的距離，這樣就能為學生解決“選擇什么物體做研究對象”“通過什么判斷研究對象動能的大小”等一系列問題做出鋪墊.對于“怎樣控制小車在水平面上運動的速度相同”的問題，教師只需引導學生回顧“探究阻力對物體運動的影響”的實驗操作，將小車從斜面的相同高度滾下即可.如需要小車在水平面上以不同的速度運動時，就可以將小車從斜面的不同高度滾下.經過這樣處理，學生的新舊經驗就能建立實質性的聯系，已有知識就能實現遷移運用，深度教學就能發生.

學生在明確實驗方案之后，通過實驗探究得出結論便水到渠成.接下來教師應該帶領學生進入“從物理走向社會”的知識應用階段.按照布魯姆認知目標分類所對應的“記憶、理解、應用、分析、評價及創造”六個層次，“分析應用”是較高級的認知層次，涉及學生的高階思維，教師如果直接讓學生解釋“為什么高速公路上要設置限速牌”，通常學生還是難以抓住重點、依據知識、理清思路，用簡潔的語言將問題解釋清楚.因此，教師可以設置如下問題情境給學生搭建腳手架，實現認知進階：如果現實中的汽車像實驗中的小車一樣撞到障礙物，我們除了可以通過車的損壞程度大體判斷車禍的嚴重程度，還可以通過什么來判斷？（障礙物被撞飛的距離）車禍的嚴重程度取決于什么？當學生明白車禍的嚴重程度取決于汽車的動能之后再讓學生回答限速牌的兩個問題，學生就能夠從動能的角度組織語言回答.當學生通過學習對生活中的現象理解得更清楚時，自然會油生一種充實感、敞亮感、自豪感.

5 結束語

360年前，夸美紐斯在《大教學論》中提出：教學要迅捷、愉快、徹底.我們可以把對 “深度教學”的理解高度濃縮為“迅捷、愉快、徹底”三個關鍵詞.物理教學如何做到迅捷、愉快、徹底？曹哲賢教授在一場題為《21世紀的青少年，你怎可不學物理》的講座中說過：物理學是最成體系的科學，它猶如一條思想的河流，懂的人順著那條河流學習是很容易的.借用曹教授的話——“順著那條河流教學”就能讓物理教學變得很容易，做到迅捷、愉快、徹底，最終走向深度教學，這也是筆者要與大家分享和共勉的.

參考文獻：

[1]邢紅軍.物理學科核心素養：透視、商榷與重構[J].教育科學研究，2018（11）：5-14.

[2]郭華.帶領學生進入歷史：“兩次倒轉”教學機制的理論意義[J].北京大學教育評論，2016，14（02）：8-26+187-188.

[3]張紅霞，聶克·福斯克特.教育重演論與中國教育改革[J].教育研究，1998（02）：3-5.

[4]佘東波.基于核心素養的高中物理課堂深度學習的策略研究[J].中華少年，2020（19）：90-91.

[5]陶本友.基于發展物理核心素養的深度學習——以“壓強”為例[J].中學物理，2020，38（10）：13-16.

（收稿日期：2020-12-01）