指向深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)問題鏈的探討和實(shí)踐

熊明智

(廣東省東莞市塘廈中學(xué),廣東 東莞 523710)

1 深度學(xué)習(xí)與單元教學(xué)

深度學(xué)習(xí)起源于人工智能領(lǐng)域,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于教育領(lǐng)域。深度學(xué)習(xí)有助于學(xué)生掌握學(xué)科的核心內(nèi)容,形成科學(xué)觀念,提升核心素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)理論將認(rèn)知目標(biāo)劃分為六個(gè)層次:記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造。淺層學(xué)習(xí)主要在記憶和理解層面,而深度學(xué)習(xí)不止于記憶和理解,更有應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造。結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果,深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)的對(duì)比如表1。

表1

指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐,需要以“單元整體教學(xué)”為具體操作方式。單元整體教學(xué)是教師分解和落實(shí)課程目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán),是對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)的主要抓手。

單元教學(xué)是教師在教學(xué)中將學(xué)生需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容按照邏輯關(guān)系,整理為各個(gè)整體關(guān)聯(lián)的單元,體現(xiàn)整體內(nèi)容籌劃的特征,統(tǒng)攬單元全局;既有大單元,也有小單元;既可以按教材的章節(jié)來劃分,也可以按課程內(nèi)容的主題來劃分;強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的整體性和關(guān)聯(lián)性,而不是零散的知識(shí)點(diǎn)。其目的就是為了促進(jìn)學(xué)生抓住物理的內(nèi)在學(xué)科邏輯,把握整體結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

有專家將學(xué)生的思維從低到高分為五個(gè)層次:前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多元結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、拓展抽象結(jié)構(gòu)。從表1可以發(fā)現(xiàn),單元整體教學(xué)更多地指向高階思維。

在具體教學(xué)過程中,問題鏈作為一種啟迪學(xué)生思維的載體,可以將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一系列具有科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性、關(guān)聯(lián)性、邏輯性的問題,是推動(dòng)學(xué)生達(dá)成預(yù)期目標(biāo)的有效手段,是提高課堂教學(xué)效率、促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效教學(xué)策略。

2 高中物理單元整體教學(xué)中問題鏈的分類

問題鏈的分類方式很多,結(jié)合高中物理單元整體教學(xué)實(shí)際,根據(jù)使用需求和目的可以分為以下幾類。

2.1 引入性問題鏈

引入性問題鏈?zhǔn)菫榱艘胄抡n或者切換課堂主題,把新內(nèi)容納入到原有的認(rèn)知體系當(dāng)中,基于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,激發(fā)學(xué)生回顧與新內(nèi)容相關(guān)的舊知識(shí),啟發(fā)學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用類比、演繹、歸納等方法建立新舊知識(shí)的聯(lián)系。

2.2 差異性問題鏈

差異性問題鏈主要是為了激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,引發(fā)學(xué)生的思考,引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)類似問題或者新舊知識(shí)的不同,關(guān)注問題的差異點(diǎn),加深對(duì)知識(shí)的理解。

2.3 診斷性問題鏈

診斷性問題鏈主要用在復(fù)習(xí)課和習(xí)題課中,目的是為了發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難點(diǎn)。這類問題的提出不需要老師馬上給出正確答案,重在引導(dǎo)學(xué)生思考和回答,關(guān)注學(xué)生的思維方式和知識(shí)掌握的程度,從學(xué)生出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤出發(fā),在找錯(cuò)、認(rèn)錯(cuò)、改錯(cuò)的過程中尋求正確的思維方法,避免以后再次出錯(cuò)。

2.4 探究性問題鏈

探究性問題鏈主要用在科學(xué)探究過程中,特別是用在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中,以發(fā)現(xiàn)問題為開端,以解決問題為目標(biāo)。要求學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)器材,通過小組合作解決問題。

2.5 遷移性問題鏈

遷移性問題鏈主要是鼓勵(lì)學(xué)生善于觀察、善于思考,從生活中來,到生活中去。物理學(xué)思想和方法不僅可以在其他學(xué)科中應(yīng)用,還可以用在生活的方方面面。物理問題不應(yīng)該只停留在書本中,而應(yīng)該從生活的真實(shí)情境出發(fā),引領(lǐng)學(xué)生探究物理現(xiàn)象,將物理知識(shí)和方法遷移到新的情境中。

2.6 總結(jié)性問題鏈

總結(jié)性問題鏈一般用在小結(jié)、復(fù)習(xí)課中,目的是梳理零散的知識(shí),進(jìn)行知識(shí)重構(gòu),幫助學(xué)生抓住知識(shí)之間的邏輯關(guān)系,建立完整的知識(shí)體系,力圖從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu),再到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。

2.7 遞進(jìn)性問題鏈

遞進(jìn)性問題鏈在物理單元教學(xué)中經(jīng)常見到,因?yàn)槲锢韺W(xué)習(xí)過程就像是登山一樣,一步一個(gè)臺(tái)階,后一個(gè)知識(shí)點(diǎn)往往建立在前一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上。但是,由于物理知識(shí)較為抽象,如果“臺(tái)階”的跨度太大,學(xué)生難以思考得出下一步的結(jié)論;如果“臺(tái)階”的跨度太小,大部分學(xué)生不經(jīng)過深度思考就能得到結(jié)論,這樣學(xué)起來缺乏挑戰(zhàn)性,沒有成就感,也就難以激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。所以遞進(jìn)性問題鏈對(duì)于層次性的要求比較高。

3 高中物理單元教學(xué)中問題鏈的功能

在高中物理單元教學(xué)中,問題鏈具有多方面的功能。

3.1 提升教師的專業(yè)素養(yǎng)

對(duì)單元整體教學(xué)內(nèi)容的整合與規(guī)劃,需要教師具有扎實(shí)的基本功,對(duì)高中物理的知識(shí)體系、邏輯結(jié)構(gòu)、整體框架等非常熟悉,并且能結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況,通過不同方式設(shè)置合適的單元。

問題鏈的設(shè)置需要教師反復(fù)琢磨與仔細(xì)推敲,比如問題的難度應(yīng)該能促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展,問題的提出方式應(yīng)關(guān)注學(xué)生的接受與反饋。

以上都是教師自身專業(yè)素養(yǎng)發(fā)展所需,只有先提高自己,才能引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí),設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的問題鏈。

3.2 提升課堂教學(xué)效率

無論以何種方式組建的單元,所設(shè)計(jì)的問題鏈都必然有內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,教師就需要在關(guān)鍵的臨界點(diǎn)上設(shè)置問題,讓學(xué)生通過思考,建立知識(shí)之間的聯(lián)系,進(jìn)而建構(gòu)階段性知識(shí)體系。

不論是從問題的激趣,還是真實(shí)情境的再現(xiàn),或者是物理規(guī)律的演繹,通過一串有關(guān)聯(lián)的問題,點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花,促進(jìn)他們?cè)趩栴}解決中質(zhì)疑與思考,發(fā)現(xiàn)、提出新的問題,形成良性循環(huán)。讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體,這樣學(xué)生才會(huì)學(xué)有所獲,才能提升課堂教學(xué)效率。

3.3 提高學(xué)生的思維層次

學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中慢慢會(huì)發(fā)現(xiàn)老師是如何將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合的,如何提出一個(gè)個(gè)好問題將這些知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來的,他們會(huì)發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)的關(guān)聯(lián)性和整體性,逐漸建構(gòu)完整的知識(shí)體系。學(xué)生也會(huì)逐漸學(xué)習(xí)老師的思考方式,進(jìn)而學(xué)習(xí)科學(xué)家思考和解決問題的方式。提出問題的過程本身就是深度思考的過程,有時(shí)候提出一個(gè)好問題比解決一個(gè)好問題更重要。這本身就是提高思維層次、進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的過程,更是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)核心素養(yǎng)的過程。

正如愛因斯坦所說,要解決一個(gè)問題,必須站在更高的高度來思考。學(xué)習(xí)的過程更是如此,不僅要像老師那樣思考,更要像物理學(xué)家那樣思考。

4 高中物理單元教學(xué)中問題鏈的應(yīng)用實(shí)踐

高中力學(xué)通常可以分為運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)三大部分。在靜力學(xué)當(dāng)中,筆者以摩擦力作為一個(gè)單元,其內(nèi)容可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力。學(xué)生通過初中物理的學(xué)習(xí),對(duì)滑動(dòng)摩擦力有所認(rèn)識(shí),教師可以設(shè)計(jì)問題鏈,不斷深化,層層遞進(jìn),體現(xiàn)高中物理的邏輯嚴(yán)密、定量研究的特點(diǎn)。運(yùn)用問題鏈引導(dǎo)學(xué)生從生活中的摩擦現(xiàn)象,提煉總結(jié)出摩擦力的概念、產(chǎn)生條件等,探究定量規(guī)律,并進(jìn)一步運(yùn)用到更多的生活場(chǎng)景中,筆者用思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)摩擦力的問題鏈(圖1)。

圖1

5 教學(xué)反思

物理課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),深度學(xué)習(xí)順應(yīng)了課程改革的要求,更加注重高階思維能力的提升,這與單元整體教學(xué)的目標(biāo)不謀而合。高階思維不僅需要基礎(chǔ)知識(shí),更需要建立知識(shí)體系,需要教師站在更高的高度,從整體進(jìn)行規(guī)劃,將單元知識(shí)串聯(lián)起來,引導(dǎo)學(xué)生靈活地加以運(yùn)用。為了達(dá)成這樣的目標(biāo),課堂中的問題鏈設(shè)計(jì)就顯得尤為關(guān)鍵,用問題鏈引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,帶領(lǐng)學(xué)生一步步往更高、更深的方向發(fā)展,以問題鏈方式培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)的路徑如圖2。

圖2

在實(shí)際教學(xué)中,教師需不斷與學(xué)生溝通,了解學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),在思維跨度較大和層次要求較高的問題上,要留足時(shí)間給學(xué)生思考、討論,也要允許學(xué)生“啟而不發(fā)”,或者回答“牛頭不對(duì)馬嘴”,哪怕思考的時(shí)間長(zhǎng),也會(huì)對(duì)學(xué)生長(zhǎng)期的發(fā)展有所幫助,最終能促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。