基于智慧課堂的深度學習

摘 要：深度學習是落實核心素養的有效學習方式。本文以“認識杠桿”中力臂概念的建構為例介紹了在智慧課堂環境下如何利用自制教具進行深度學習的整體設計；從深度學習、課例的源起、深度學習過程、教學反思等層面對在智慧課堂環境下利用自制教具對力臂概念的建構過程進行了介紹。

關鍵詞：深度學習；力臂；建構

1 深度學習

所謂深度學習，是指在教師引領下，學生關注有挑戰性的學習主題，全身參與、體驗成功、獲得發展的學習方式。在這個過程中，學生掌握學科的核心知識，理解學習的過程，把握學科的本質及思想方法，形成積極的內在學習動機、高級的社會情感，讓學習成為學生的需求。［1］

在物理教學實踐過程中，筆者發現在智慧課堂環境下利用自制教具能有效實現深度學習，利用智慧課堂可以讓學生自學不具有挑戰的知識，突破時空限制，在課堂中進行深入探究，提高學生的核心素養。［2］下面就以滬科版八年級物理第十章第一節《科學探究：杠桿的平衡條件》“認識杠桿”中力臂概念的建構為例談談筆者的看法。［3］

2 課例的源起

2.1 現有教材的不足

力臂概念的建構是初中物理杠桿部分教學的一個難點，教材對力臂概念只提供了一張圖片（如圖1所示），沒有更加詳細地展開。力臂的概念是教師灌輸給學生的。學生沒有經歷力臂概念的建構過程，沒有進行深度學習，只是機械地記憶和訓練，難以形成物理觀念的形成。因此，教師在教學過程中需要設計多種學習活動提高學生物理觀念。［2］

圖1中標出了與杠桿有關概念的名稱，請你通過此圖和下文明確這些概念的含義。

2.2 問題的啟示

筆者在對現有教材不足的研究中，受人教社高中物理教材（甲種本）中插圖的啟發（如圖2所示），［4］結合初中生的認知特點自制了教具（如圖3所示）。由于力的作用效果主要取決于力的大小及作用點到力的作用線的距離，故筆者以杠桿支點為圓心制作一個圓盤，將杠桿和圓盤兩者相連，圓盤中按直徑大小不同畫同心圓，整個裝置能過以支點O為圓心進行旋轉。實驗時在杠桿上放不同的鉤碼使圓盤靜止的情況是比較復雜的，故教師進行教學時要利用自制教具多次實驗，分析歸納，引導學生建立力臂概念，實現學生深度學習。

3 深度學習過程

3.1 課前推送微課，學生自主學習

課前利用智慧課堂推送微課，將淺層的、簡單的內容前置。學生在微課中可以先簡單地認識杠桿，初步建立杠桿以及杠桿五要素中的支點、動力、阻力的概念。因為概念相關內容學生很容易建立，所以設置課前內容，讓學生自學，教師評價。讓力臂概念在課中學習，同時讓知識形成有一定的自主邏輯關系，形成學科素養。

3.2 課中利用自制的教具進行深度學習

基于智慧課堂同屏展示使用自制教具的實驗過程，在器材上加貼白板墻貼，記錄實驗探究的思維過程，實現實驗過程和思維的可視化。

提出問題：對杠桿施加動力和阻力，能否使杠桿處于靜止狀態？

探究1：杠桿的平衡和與力的作用點是否有關。

實驗操作：對杠桿施加動力和阻力，分別在A、B、C點掛鉤碼，使杠桿保持同一位置靜止，發現要么改變鉤碼數量，要么就不平衡（如圖4所示）。

初步結論1：杠桿保持同一位置靜止時與力的作用點有關。

探究2：杠桿的平衡和與力的方向是否有關。

實驗操作：對杠桿施加動力和阻力，使杠桿保持同一位置靜止，在B點掛鉤碼并改變力的方向，杠桿傾斜，無法使杠桿保持同一位置靜止（如圖5所示）。

初步結論2：杠桿保持同一位置靜止時與力的方向有關。

探究3：杠桿的平衡與力的作用點是否有關。

實驗操作：對杠桿施加動力和阻力，分別在B、H、I點掛鉤碼（一條豎直線），記錄每個力的示意圖，發現杠桿仍能保持平衡（如圖6所示）。

初步結論3：杠桿保持同一位置靜止時與力的作用點無關（與初步結論1矛盾）。

探究4：杠桿的平衡與力的方向是否有關。

實驗操作：對杠桿施加動力和阻力，保持力的大小不變，改變力的方向，記錄每個力的示意圖，發現杠桿又是平衡的（如圖7所示）。

初步結論4：杠桿保持同一位置靜止時與力的方向無關（與初步結論2矛盾）。

引導：綜合上述幾次實驗，作出各個力的力的作用線并作支點到力的作用線的距離，找找他們的共性。

現象：支點到這些力的作用線的垂直距離都相等（如圖8所示）。

教師強調支點到力的作用線的距離有特殊的物理意義。物理中將支點到這些力的作用線的垂直距離稱為力臂。

3.3 課后推送

限時作業：畫力臂，利用智慧課堂提高效率，提質增效。

4 教學反思

本節課借助于智慧課堂，把淺層的、易懂的內容，如支點、動力、阻力等前置，讓學生自學，通過進階練習掌控學生的學習情況。在課堂中基于學生的認知規律，把學習難點分解為一個個實驗，降低了學習的難度，通過智慧課堂同步展示，帶領學生經歷整個實驗探究過程，逐步引導學生建構力臂的概念，突出了重點、突破了難點，實現了深度學習。

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，2018：32.

［2］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022：15，56-57．

［3］廖伯琴.義務教育教科書 物理 八年級 全一冊［M］.上海：上海科學技術出版社，2012：184-185．

［4］張同恂，方玉珍，馬叔.高級中學課本 物理（甲種本） 第1冊［M］.北京：人民教育出版社，1983：197-201．