深度學習視域下高中物理單元整體教學探究

摘" 要：深度學習理念強調“理解—構建—應用評價”的層次性思維，這與單元整體教學設計理念相匹配。本文以2019年人教版高中物理必修第一冊中的“運動和力的關系”單元整體教學為例，通過理論分析，探討通過單元整體教學來提升物理教學深度的路徑。文章按照“理解—構建—應用評價”的維度階段，梳理深度學習視域下高中物理單元整體教學設計，旨在深化學生對“運動和力的關系”的理解和提高學生深度學習能力。

關鍵詞：深度學習；單元整體教學；運動和力的關系

1" 引言

隨著《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）的實施，學生的深度學習在高中物理教學活動中愈顯重要。《課程標準》提出“提高學生綜合運用知識解決實際問題的能力，幫助教師和學生把握教與學的深度和廣度”［1］，強調促進學生的深度學習，旨在培養學生的分析、應用、評價、整合的高階思維，促進學生培養自主探索與解決問題的能力。

2019年人教版高中物理必修第一冊第四章為“運動和力的關系”單元，該單元主題與內容緊密結合，整體課時以定律、實驗、運算、應用、現象的順序進行編排，內容邏輯清晰，適合進行單元整體教學設計，能夠使學生快速構建系統的知識架構并綜合運用所學知識進行實踐。因此，本文將以該單元為例，論述深度學習視域下高中物理單元的整體教學設計過程。

2" 單元整體教學提升物理教學深度學習效果的理論分析

2.1" 深度學習與單元整體教學的定義與理論聯系

何玲與黎加厚曾對深度學習進行定義，即深度學習是指在理解分散知識的基礎上，將知識整合并構建成系統的知識體系，并將知識融入原有的認知結構中，分析、聯系、評價眾多概念，將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策和解決實踐問題的學習。［2］

單元整體教學是指以一個完整的學習單元作為教學的基本單位，將各種相關的學習內容有機地組織起來，使學生在整個學習過程中形成系統的知識結構，以便能夠整體性地理解與應用相關的概念與知識內容。［3］

以上兩個理論都十分注重學生的綜合性理解和應用能力。深度學習教學理論通過將知識整合為系統的知識體系，鼓勵學生運用所學的知識解決實踐問題和做出決策。單元整體教學理論通過組織相關的學習內容，幫助學生形成系統的知識結構，以便能整體性地理解與應用相關的概念和知識。這兩個理論可以相互支持和補充，深度學習教學理論提供了關于知識整合和應用的框架，而單元整體教學理論則提供了組織和連接學習內容的方法。

2.2" 單元整體教學提升深度學習效果的維度

單元整體教學提升深度學習效果的維度體現為“理解—構建—應用評價”遞進過程（見圖1）。第一層次為知識的理解性。知識的理解是深度學習的基礎，其目標是促進學生對所學知識的深入理解和內化，培養學生自主學習能力、批判性思維和問題解決能力。第二層次為知識的構建性。深度學習需要在學習之初以整體性的視角進行梳理，發現不同知識點之間的相互聯系，構建系統的知識框架，通過將新知識與已有的知識框架和概念相結合，建立更為完整和深入的知識體系。第三層次為知識的遷移性與應用性。深度學習注重將所學的知識與實際問題相連接，可以通過實踐、項目等方式來應用評價所學知識，并檢驗其效果。單元整體教學提升深度學習效果的維度有明顯的知識層次推進性，包括知識理解、聯系構建、遷移與知識的應用評價。［4］

2.3" 深度學習視域下的單元整體教學設計邏輯

單元整體教學設計步驟如圖2所示。第一步，確定該單元的主題與單元整體的學習目標，明確學生單元結束后需要掌握的知識；第二步，將整個單元的內容劃分為小單元，每個小單元圍繞特定的概念、主題或技能進行展開，為每個小單元制定具體的學習目標，確保學生在每個小單元結束時能夠達到特定的目標；第三步，根據單元內容和學習目標，設計相應的教學策略，選擇適當的教學方法，以促進學生的主動參與和學習；第四步，在單元整體教學的過程中，持續進行評估和反饋，以了解學生的學習進展和理解程度；最后一步，對單元整體內容進行知識整合和總結，促進學生從整體上掌握理解單元整體概念，并形成更深入的理解和綜合應用能力。

在深度學習視域下，高中物理單元整體教學設計在強調單元學習按照深度學習層次性階段——“理解—構建—應用評價”來整體化有序設計單元教學，即理解為確定單元主題和整體學習目標、劃分單元內容和制定單元學習目標，構建為設計教學策略，應用評價為評估與反饋、整合與總結。

3" 單元整體教學知識的理解階段單元整體教學設計

提升深度學習的第一層維度為知識的理解階段。其內涵為清晰地理解知識的內在含義，掌握知識的普遍方式與原理，通過觀察、總結、舉例得出結論，并且借助學習與應用來鞏固對知識的理解，同時強調對分散知識進行基礎的理解與掌握。

3.1" 確定單元主題與單元

整體學習目標確定單元主題與單元整體

學習目標是深度學習視域下單元整體教學設計的基礎。具體而言，第一步，分析所涉及的《課程標準》和學科知識體系，確定需要覆蓋的關鍵概念與知識點；第二步，選擇一個明確的主題作為單元的中心；第三步，制定單元整體學習目標。

“運動和力的關系”單元

整體探討了牛頓運動定律的提出、應用、現象，通過定量、定性、實驗探究等方式著重對運動與力的關系進行研究。通過對整個單元進行分析，確定本單元中心主題為“運動和力的關系”，并且確立單元整體學習目標（見表1）。

3.2" 劃分單元內容

深度學習視域下單元整體教學設計的重點是劃分單元內容。劃分單元內容需要分析其結構和中心主題，識別邏輯相關的主題和子主題，為每個主題確定具體的知識點和關鍵概念，并分析各個主題之間的內在聯系和邏輯關系，最后根據主題之間的聯系和難度，確定單元內容的學習順序。

“運動和力的關系”單元圍繞中心主題，設計六節課程。第一節“牛頓第一定律”是整體單元的基礎，也是后續學習的前置知識。第二節通過“探究加速度與力、質量的關系”的實驗解釋了第三節“牛頓第二定律”。第四節“力學單位制”明晰了力學單位的基本運算，為第五節“牛頓運動定律的運用”與第六節“超重和失重”現象分析判斷提供了前置知識。“運動和力的關系”單元整體設計符合單元整體教學的順序邏輯與學生的學習邏輯。本文通過整體分析“運動和力的關系”單元，確定了教學順序，劃分了單元內容，并梳理了各單元內容的關鍵概念與知識點（見表2）。

3.3 "制定單元內容學習目標

制定單元內容學習目標是根據單元劃分的內容，以整體性知識結構構建、關鍵概念和知識點的掌握為前提進行目標設計。學習目標的設計需要先制定明確、具體、可衡量和可達到的學習目標，再對學習目標進行分解，以確保目標保持邏輯上的進階關系。

以“運動和力的關系”單元第3節“牛頓第二定律”為例，通過分析該單元內容的關鍵概念，即牛頓第二定律的含義、牛頓第二定律的應用范圍以及合外力、速度和加速度的關系，制定三個單元學習目標（見表3），并根據邏輯分解學習目標，以滿足學習目標具體、明確、可衡量和可達到的要求。

4" 單元整體教學中知識的構建階段

單元整體教學提升深度學習的第二層維度為知識的構建階段。其內涵為通過第一層知識的理解，進而將理解的知識匯總為系統性的知識架構，旨在為學生建立知識體系。

設計教學策略是深度學習視域下單元教學設計的核心環節。在整體設計之前，需分析學生對前置知識的掌握程度、興趣水平及學習質量，根據學生的狀態選擇適合的教學策略，最后進行教學活動設計。

以第一節“牛頓第一定律”為例進行教學活動設計。首先，確定該內容知識構建階段的學習目標；其次，分析學生對該內容關鍵概念、知識點的掌握情況與興趣水平，調查發現學生對牛頓第一定律知識有一定的了解與興趣；再次，根據調查結果選擇小組合作討論模式，并進行實踐教學活動設計（見表4）；最后，結合教學，設計牛頓第一定律知識框架（見圖3），在小組學生講演結束后引導學生完善小組知識框架。

5" 單元整體教學知識的應用評價階段

單元整體教學提升深度學習的維度第三層為知識的應用評價階段。其內涵為學生將知識系統化后解釋現實案例，以及利用所學知識解決現實問題，主旨是培養學生的應用、評價、創造的高階思維能力。

5.1" 評估與反饋

評估與反饋是深度學習視域下單元整體教學中教師對學生的學習質量的檢驗，其評價需要引入學習評價量表，以幫助教師更好地評估學生的學習質量。

當代教育心理學家羅伯特·斯滕伯格（Robert J.Stemberg）提出了一個簡化的學習評估量表（見表5），對學生分析性、創造性和實踐性能力進行檢測。在教學中，教師可以利用此表評估學生的學習質量。

5.2" 整合與總結

整合與總結是單元整體教學的結尾。通過整合和總結，學生能夠將單元整體知識和技能有機地結合起來，并形成更深入的理解和綜合應用能力。

“運動和力的關系”單元整體教學中，整合與總結環節要求學生總結六節課的內容知識點，并將它們

整合成系統知識框架，便于學生以整體性思維進行學習與思考，也有利于學生對知識的記憶與提取。單元總體思維導圖強調整體性知識架構搭建，它沒有固定的標準化模式，學生可通過不同方式進行思維導圖的繪制，如按照教材單元內容劃分方法，或者便于學生自身理解的方法進行繪制（見圖4）。

6" 結論

深度學習視域下的單元整體教學

能夠幫助教師將分散的學習內容有機地組織起來，建立知識系統框架。通過知識應用的評估、反饋和總結，教師可及時了解學生的學習進展和理解程度，從而及時進行調整。深度學習視域下單元整體教學設計旨在促進學生的深入理解，使他們能夠將所學知識應用于實際問題的解決，并培養學生的綜合性思維能力與問題解決能力。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020：5．

［2］何玲，黎加厚.促進學生深度學習［J］.現代教學，2005（5）：29-30．

［3］李懷源.單元整體教學的概念、特征及實施策略［J］.湖北教育（教育教學），2021（3）：5-7．

［4］馬蘭.整體化有序設計單元教學探討［J］.課程·教材·教法，2012，32（2）：23-31．