基于深度学习的物理教学情境重构

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘 要：知识源于生活，理论源于实践，通过合适的情境，可以拉近学生与物理学科内容之间的距离，促进学生的深度学习。以比热容一节为例，分析了教科书中各环节情境的不足之处，对当前教学情境进行了重构，促进学生对比热容这一抽象概念形象化、具体化、立体化

　　摘 要：知识源于生活，理论源于实践，通过合适的情境，可以拉近学生与物理学科内容之间的距离，促进学生的深度学习。以比热容一节为例，分析了教科书中各环节情境的不足之处，对当前教学情境进行了重构，促进学生对比热容这一抽象概念形象化、具体化、立体化的理解，帮助学生从浅表学习跨越到深度学习，从而有效培育学生物理学科核心素养。

　　关键词：深度学习 教学情境 情境重构 比热容

 

　　深度学习最早于1976年由美国学者提出[1]，以后陆续有各国学者在此基础上对深度学习进行不同角度的分析和研究，国内也有不少学习者对深度学习进行了广泛研究。郭华教授认为深度学习强调学生的学习投入状态和内容的挑战性以及教师的引导作用[2]。安富海教授认为，深度学习强调内容整合，着意建构反思，注重批判理解，重视迁移运用[3]。结合目前国内外关于深度学习的研究，笔者比较认同：深度学习是一种基于理解的学习，涉及学习的投入程度、认知体验和思维程度等方面，是提升物理学科核心素养的高效途径。笔者认为：深度学习是基于兴趣的投入式学习，是深入学科本质的理解性学习，是跨越学科界限的融合性学习，是基于学科核心素养的发展性学习。

　　教学情境，是指在教学过程中教师有目的地创设以形象为主体的生动具体的场景。通过教学情境可以引起学生的某些情绪体验，从而帮助学生理解知识，获取技能，并使学生心理机能得到发展[4]。笔者认为，情境是学生和知识间的媒介和桥梁，合理的教学情境可以使学生通过这个媒介感受知识和规律的真谛，通过“桥梁”一步步到达知识的彼岸。

　　比热容是初中阶段较抽象的概念，因为没有具体实物依托，学生通常理解困难。为了帮助学生形象化地理解比热容，有必要创设更加合理的情境，让学生在具体情境中破除错误的前概念，显化深刻的理解概念、升华概念。

　　一、重构课堂导入情境，彰显概念本源

　　实验和经验事实是物理概念的基本来源，物理概念反映的是这些实验和事实的本质特征[5]，教师所创设的情境，仅仅只与概念有关是不够的，还应具有直观性、诱发性和针对性，使学生能够根据情境直观感受概念的特點，积极思考概念的内涵，直达概念的本质。因此，新概念的引出需创设合理情境，结合经验事实，诱发学生思考，只有学生明白了引入这个概念的缘由，才能真正理解概念的内涵。

　　教科书(人教版[6])中比热容一节利用“同样日照，为什么海水和沙子温度不同”这一情境问题导入，然后猜想可能是“物质的吸热能力不一样”。然而这一情境并不利于学生感受和理解新概念。首先，此情境距离学生生活遥远。中西部地区，去过海边的同学毕竟是少数，即使去过的同学，留意到这个现象的亦是少数。其次，此情境有“站在终点看起点”之嫌。沙子和海水存在的目的本就不是为了吸热，学生又怎么会根据其“温度不同”联想到“吸热能力不同”?学生被老师和课本“牵”着走，强行“灌输”有可能是物质的吸热能力不同，自然不能很好地理解比热容的内涵。最后，这一情境既不严谨也不符合学生的知识结构!教学实践中发现，由于之前学过物态变化的相关知识，有相当一部分学生认为海水的温度比沙子低是因为水蒸发会吸热!事实上，蒸发吸热确实会导致液体温度降低，根据实验，热平衡状态下液体的温度通常要比环境温度低2℃，此时液体因为温差从环境中吸收的热量刚好用于蒸发!所以，教科书中的导入情境，既不严谨也不利于学生从本质上感受和体验概念。

　　为了让学生直观感受物质的吸热能力，从本源上理解概念引入的缘由，有必要对当前教学情境进行重构，创设更加合理的吸热情境。现实生活中，拖拉机和汽车都要加冷却液，而冷却液存在的目的就是为了吸热，因此可以精心创设冷却液的情境，引导学生感受吸热能力。

　　给学生展示拖拉机加水(图1)、汽车水温报警灯(图2)的照片。然后让学生思考加水的目的是什么，通过思考，学生可以得出是“为了降温”，那么为什么冷却液用水而不用其他液体，比如煤油?可能有学生会猜想水比较便宜，可以继续追问：对于一辆汽车而言，选用冷却液，仅仅只考虑价格问题?经过讨论与学生一起得出，还必须要考虑“降温效果”，继而进一步拓展到吸热能力。

　　用此情境导入，贯彻了从生活走向物理的新课程理念。冷却液的目的，就是为了吸热，通过水和其他液体对比，自然而然地引出“吸热能力”概念，有效彰显了概念本源，促进学生对概念的深度理解。

　　二、重构探究实验情境，赋予实验意义

　　教科书中设计的“比较水和食用油的吸热情况”这一实验，由于缺乏生活中的具体情境和问题作为支撑，学生并不知道探究的意义何在，纯粹是为了探究而探究，从而很难全身心的投入。再者，实验环节与导入环节的研究对象突变，不利于学生学生科学思维的培养。以海水和沙子导入，用水和食用油实验，研究对象突变，学生思维容易出现断层。由于存在这些不足，在整个实验过程中，学生的情绪很难被真正唤醒，加之实验的枯燥和繁琐，导致本应帮助学生理解相关概念的实验，反而成了学生必须记住的“累赘”。

　　为了激发学生兴趣，有必要以一定的情境为背景，从而赋予探究实验意义。为了保持学生思维的连贯性，可以延续导入部分的情境，用探究实验“比较不同冷却液的降温能力”替代教科书中“比较不同物质的的吸热能力”的实验，让学生探究“哪种冷却液更好”。

　　以实际情境为背景，恰当地建构模型，使得探究实验不再空洞。通过冷却液模型，学生知道哪种液体温度低，必然降温效果好(吸热能力强)，以此轻松破除“升温快吸热能力强”这一错误前概念。学生在实际情境中主动参与，高效投入，不仅可以轻松理解本实验中的控制变量法和转换法，还可以轻松建构吸热能力概念并真正理解其内涵，实现从浅表学习向深度学习的跨越!

　　三、重构概念定义情境，明确公式本质

　　对于比热容公式的引出，教科书并未有任何情境，而是直接介绍，其介绍“怎样表示不同物质这种性质上的差别呢?物理学引入了比热容这个物理量，一定质量的某种物质在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度之比，叫做这种物质的比热容”。这种引出方式缺乏情境支撑，学生很难深度理解比热容为什么要用来表示。

　　推荐阅读：物理教育论文多媒体在高中物理教学的应用

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/jyu/18960.html