作者：周諓 单位：成都市武侯区教育科学发展研究院
摘要：基于深度学习的物理课堂结构改进是指在教师引领下，学生围绕具有挑战性的物理学习问题，全身心积极参与，经过自己的学习体验、从而获得自身发展的有意义学习过程。在这个过程中，使学生理解学习内容，掌握物理核心知识，把握物理学科本质及思想方法，激发内在学习动机，形成积极的情感、态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神、基础扎实的学习者。
关键词：深度学习 课堂结构 策略
深度学习的提出有助于反思现实的物理教学课堂，有助于教师在教学过程中，把学生放在学生的主体地位，有助于教师在教学过程中认真梳理教学内容和提升课堂教学的有效性，改进物理课堂教学结构，最终促进学生的发展。深度学习的过程就是要让学生主动的、有意义的、自主参与学习，体现学生学习过程中联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用。教师进行基于深度学习的物理课堂结构的改进，就是要把握教学活动中关键内容，在教学过程中营造民主、平等、合作的课堂活动氛围，帮助学生的学习，追求完美的教学境界。
一、构建适合于学生“深度学习”的物理课堂结构
深度学习的目标具有指向学生、指向物理学科本质、指向学生高阶思维能力的培养。这需要我们在进行教学设计时重新思考以下问题：第一，“为什么教的问题”，即教学目标的重新设定；第二，“教什么的问题”，即要达到教学目标，教师需要提供什么样的课程或者教学内容；第三，“怎么教的问题”，这也是教学设计的核心问题，即通过什么样的策略和方法才能使学生掌握教学内容，并实现教学目标；第四，“教得怎么样的问题”，也就是教学评价的问题。下图清晰地展示了指向深度学习的教学流程。
深度学习路线（Deep Learning Cycle, DELC） | ||||||
| 预评估 | 营造积极的学习文化 | 预备与激活先期知识 | 深度加工知识 | 获取新知识 | 评价学生的学习 |
①→ | ②→ | ③→ | ④→ | ⑤→ | ⑥→ | ⑦→ |
（一）重塑基于深度学习的教材解读
在开展物理学科深度学习的过程中，教师就认真解读教材，将核心物理知识——教学内容的主题单元进行教学改进，让其更好地承载物理学科核心素养。更强调物理知识的教育价值和育人价值，更强调核心物理观念的获得及科学思维的形成；学生学习活动的设计，应强调任务的挑战性，促进学生积极参与，并通过多种探究活动发展学生的探究能力与解决实际问题，促进学生学科核心素养的发展；学习结果的评价，应强调物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任的理解与内化、迁移与运用、发展与提升。
例如教科版 3-1中《电容器与电容》这节内容是学习LC振荡电路的必备知识，也是学习交变电路和电子线路的基础。教材首先直接介绍常见电容器的构成，然后通过充放电实验，用检流计显示短暂的充放电电流，从而得到电容器有储存电荷的本领的结论。在电容概念的引入，教材是这样处理的，“实验表明……”，接下来用盛水的容器进行比喻，并在教材的“做一做”给出了定量实验的方案。研究影响平行板电容器电容的因素，教材这个实验是相当成熟的，有利于学生进一步熟悉探究性学习方法。教材最后常见的电容器部分与学生的生活实际和生产实际联系十分密切，很好体现了新课程：“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。然而，学生在日常生活中是可以见到电容器的，但学生对电容器的功能和相关性质是很陌生的，学生对电容器电量和电压的关系不太清楚，很难理解电容的概念。
因此，我们在教学过程中，在聚焦课标、研究教材、分析学生的基础上。设计学生自主探究实验：加不同电压的相同电容器，以及加相同电压的不同电容器充电后再放电时的火花大小不同,形象的展示电容器的电量与电压这一抽象关系，引出电容的概念，突破电容概念这个教学难点，以激发学生探求未知的渴望，引导学生建立有组织的知识网络、经历有明确意义的学习过程。
（二）整体感知领会核心问题，明确学习目标
整体感知的作用在于使学生整体感知所学内容，注意知识点之间的联系，构建自己的知识网络，物理课如何进行单元导入，首先教师必须要站在学科体系的高度充分研读课标，研读教材，实现对教材的二度消化，明确所学知识在整体框架中的联系，从而精准地确定教学目标。而对于要传达给学生的目标表述形式可以以问题形式呈现，“优质问题的本质是它们能造成兴趣、动机，坚持的情绪状态以及高水平的思考技能。”
《电容器电容》这一节内容，是电场这一章的重点，特别是匀强电场一般采用平行板电容器带电后来产生的，在电学中经常用到。它还是进一步学习交流电路的基础，在教材中起承上启下的作用。教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，最后介绍了电容器的电容与哪些因素有关．本节中电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，比较抽象。导体的电容的概念既“导体所带的电量与电势差的比值”，中学阶段一般只能通过放电产生的电火花强弱、小灯泡的亮度等定性说明，不足以说明电量Q与电压u成正比。学生很难理解和接受。
（三）预备与激活先期知识，提高学生的学习自信
现代心理学认为：学生的学习既要强调外部环境的作用，以便于学生对外部刺激做出适当的反应，又让知识变得有意义，使学生对自己及学习环境进行感知。[2]因此，要实现完整、准确、丰富、深刻的学习，需要满足两方面的条件：一方面需要有良好的外部环境设计，另一方面学生要对自身及外部环境进行感知，激活学生对先期知识的掌握能力，并做出预评估，提高学习的自信。
如在《电容器与电容》这节课的教学中，电容器的充电、放电和电容概念，非常抽象，可以先从电容器可以使电流表指针发生偏转引发学生对电容器的注意，演示照相机的闪光灯闪光让学生感受身边的电容器，激发学生对电容器的探究兴趣；然后通过亲自拆开纸制电容器了解电容器的构造，更加激发了学生继续探究下去的兴趣；再运用演示实验（主要原理是将电解电容充电后，经过石英钟放电，通过指针显示的放电时间的长短来半定量显示容纳的电荷量）。使“电容”这一抽象概念变得直观、具体，学生易于理解和接受，学生的观察能力和抽象思维能力也得到了培养和提高。
(四)创设真实的教学情境，实现学生学习的有意义构建
“深度学习”强调学生自主学习中的有意义构建，这就要求我们教师在教学设计过程中对物理课堂结构进行改进，尽可能地创设学生深度学习的真实情境进行教学。利用真实的、有价值的现实情境，让学生经历对感知的情境进行概括和抽象的过程，使学生像研究者一样建立自己的知识结构。让学生从情境中发现和提炼其探究的问题，对情境中问题的可能答案进行假设，并根据问题情境、运用已有知识制订探究计划，选择符合情境要求的实验装置和器材进行实验，获取客观、真实的实验数据，通过对数据的科学分析形成关于物理规律的结论。应用物理知识解决具体问题，也必须结合真实的实践情境。
同样在《电容器与电容》这节课的教学中，课本中演示的实验的放电现象虽然很直观，但充电过程瞬间完成，学生并不了解电容器充电的实质，于是使多媒体辅助教学，在充放电的教学环节中加入了动画演示帮助学生更加直观的观察到充放电的全过程，学生对充放电有了清晰的认识。用注重以问题为先导，引导学生在问题的探究中学习物理，解决问题的同时又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后通过学生亲自实验探究得出电容的概念。汇报实验数据、结论时尽可能由学生自主完成，加强引导与启发，培养学生动脑思考能力和用实验探究问题的能力，学会从物理现象中归纳科学规律的方法。
（五）把握联系，深度加工，建构知识体系
对所学知识按照内在逻辑形成比较完整的体系，初步形成知识网络，提高学生综合运用知识的能力。学生新知的获得以及知识体系的构建既有随着知识的层层深入师生共同梳理而成，也有学生深入思考后的自主构建，这就要求我们教师立足于物理学科的本质，明确物理学科的性质与特点，确定基于深度学习的物理教学内容主题、组织深度学习的学生活动、实施基于深度学习的物理教学策略，深化物理学科的教学结构的改进。
例如在《电容器与电容》的教学设计过程中，我们运用“引导－探究”模式，对教材充放电实验进行简单改装，使充了电的电容器短路放电产生火花，让学生更易了解充、放电的抽象过程，从而使学生对电容器有“容纳电荷”的功能有感性认识。增设学生自主探究实验（探究实验一：给同一只电容器加不同的充电电压看电量是否相同，而储电量的多少可以近似地通过放电火花的大小来定性分析。探究实验二：用相同的充电电压给不同的电容器充电看储电量是否相同。）引出电容的概念，突破电容概念这个教学难点。将教材上“研究影响平行板电容器电容的因素”演示实验改为探究性实验，便于学生学习过程中对所学知识的深度加工，发挥学生的主体作用，从而获取新知，有利于学生创造性思维的发展。
（六）引导学生自我反思与评价，拓展学习空间
深度学习的教学评价强调要促进学生的发展，要求教师在教育实践中，不断改进自己的评价方式和方法，探索有利于学生发展、有利于新课程实施的多样化、开放性的评价模式。将形成性、发展性评价和终结性评价结合起来，体现教师对学生的耐心、细心和爱心，同时也体现出一位教师的道德修养。
比如：在《电容器电容》一节的学生自主探究实验过程，我们引入了小组自评和小组他评环节，通过小组探究实验不但培养学生观察，记录，分析，归纳的能力，还培养学生与人合作交流，个人决策能力，语言表达能力，让学生体会探究的乐趣，掌握探究的方法。在课外学生环节还为学生设计了两道课外作业（1.阅读“电容式传感器”等课外资料。2.每位同学发挥自己的想象，动手做一个电容器，电容越大越好），引导学生自我反思，拓展学生的学习空间。
二、强化“深度学习”的课堂教学策略改进
（一）强调物理实验探究，落实“深度学习”
“深度学习”的重要方式之一就是基于实验探究的学习，物理实验中的探究性活动在培养学生的科学思维、探究能力、科学态度方面具有特殊的作用。
通过实验培养学生发现和提出问题能力，让学生在观察和体验后有所发现、有所联想，萌发出科学问题。在实验中创设一些任务，让学生在完成任务过程中运用科学思维，自己提炼出应探究的科学问题。通过实验提高学生制订探究计划的能力，根据实验条件形成探究方案，学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法等各方面来构思探究计划。在分析、处理实验数据时，让学生依照事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系，并有效实施评价与交流，引发学生深度思维，实现深度学习。
（二）基于问题解决，开展“深度学习”
基于问题解决是“深度学习”的重要内容，应引导学生观察自己周围的自然现象，用物理概念和原理认识并解释生活中的事物，思考大众传媒信息中的科学问题，分析科学在社会热点问题中的作用，根据所学的物理知识审视日常行为的合理性，对不合理的因素进行质疑并提出富有创造性的建议，运用物理方法和知识改进、创制自己常用的工具和器具，让学生在各式各样的问题解决中发展核心素养。
如在习题教学中，应把习题教学的目的上升到发展核心素养上来，通过习题教学，使学生在物理思维、探究能力、实践意识等方面得到有效提升。在这种目的下，习题教学的效果不再局限于解答同类情境问题，而是全面提高学生解决问题的能力。
（三）强化情景教学，创设深度学习氛围
深度学习加强调了一切教与学的变革都要紧密围绕着学生的深度学习展开，其目的是让学生获得更为深刻的学习体验和成就体验。如在《电容器电容》一节中在讲述“电容器就是容纳电荷和电能的容器”，学生是比较陌生的。当介绍最早的电容器---“莱顿瓶”的发展史，学生很有兴趣，可激发学生深度学习的兴趣。（莱顿瓶的发明当时在欧洲引起了强烈的反响，当时人们也在不断尝试着它的威力，人们用莱顿瓶作火花放电杀老鼠的表演，有人用它来点酒精和火药。其中规模最壮观的一次示范表演是法国人诺莱特在巴黎圣母院前作的。诺莱特邀请了法王路易十五的皇室成员临场观看表演。他调来了七百个修道士，让他们手拉手排民一行，全长达900英尺，约275米，队伍十分壮观。让排头的修道士用手拿住莱顿瓶，排尾的修道士手握莱顿瓶的引线，接着让莱顿瓶起电，结果七百个修道士因受电击几乎同时跳了起来，在场的人无不为之目瞪口呆。诺莱特以令人信服的语气向人们解释了电的巨大威力）。
（四）持续性评价，检验“深度学习”
有效的课堂，评价应贯穿于学习活动的始终，积极有效的评价促进教与学都能按照有效的目标导引方向进行。课堂教学活动中，要让学生能及时看到、听到，体验到所做事情的结果，而且要注意积极评价，让学生体验成功。其实对于每节物理课，我们可以引导学生对自己的学习活动进行客观的自主评价，也可以以小组的形式进行学生互评，老师可以对学生的学习活动进行科学的客观公正的评价，但评价要注意做到真实有效。
三、结束语
开展深度学习的教学实践，需改变物理教学的价值取向，从物理知识解析转变为促进学生核心素养的发展，进行物理核心知识结构化教学，通过深度的学生活动解决具有挑战性的问题。教师要深入学习，对物理核心知识进行再认识、再理解，实现从教学理念到教学行为的转化，把准学生能力的最近发展区，设计具有挑战性的真实情境问题，给学生提供解决综合复杂问题的机会和素养发展的空间，促进学生的可持续性发展。
参考文献：
【1】安德森．布卢姆教育目标分类学（修订版）［Ｍ］．北京：外语教学与研究出版社，2009．
【2】人民教育出版社物理室苗元秀老师《课程标准高中物理教科书（人教版）选修3-5编写思想》．
【3】王海岳 《动量概念教学的思考》物理教学 2005．4
【4】杜娟，等．促进深度学习的信息化教学设计的策略研究［Ｊ］．中国电化教育，2013（10）:15-16．
【5】《物理选修3－5教师教学用书》 人民教育出版社）．
【6】深度学习的７种有力策略［Ｍ］．上海：华东师范大学出版社，2010:12．
