以问题为导向的科学思维建构——深度学习的具体策略
2021-09-03 00:34阅读：
内容摘要：现阶段的初中物理课堂教学主要是围绕物理学科核心素养的落实，设计新颖的学生探究实验，学生通过科学探究过程，归纳、概括总结收获，并解释生活中的应用。然而，没有具体的学习情境，没有建构具体的物理模型，学生的探究活动就是分散的，收获是表面的，兴趣是短暂的，没有达到高阶思维，更谈不上深度学习。只有建立了具体模型，学生围绕模型开展自主探究互动，教师引导学生归纳、概括、总结收获，才能从根本上改变这个局面。
关键词：实验探究；物理模型；综合能力
美国教师格蕾塔曾经说过这样一句话：假如一定要让我说教学有什么绝招的话，那就是教师要学会提出问题。如果教师能够连续不断向学生提出问题，并且能得到学生回答的时候，课堂学习就已经接近预设的学习目标了。每个学生都有一颗好奇的心，因此以问题为导向、建立具体模型的教学方法总能屡试不爽。物理学科知识的学习是要解决具体问题的，所以建立具体的模型很有必要，创设真实情境才是解决科学思维过程完整性的重要举措。下面让我们来看几则真实的案例：
在初中物理八年级上册《光现象》（人教版）第一节“光的直线传播”教学片段中，我们可以设计这样一些问题：
在你认识的物体中，那些物体能够发出光？
和小伙伴一起给这些能发光的物体分个类吧？
这些物体发出的光，都是沿直线传播的吗？用生活中的例子回答。
生活中，哪种情况下，光会发生偏折？用具体的例子来回答。
和小伙伴一起总结一下光沿直线传播的条件吧！
生活中，还有那些现象可以用光沿直线传播的物理知识解释呢？
这几个问题不是对课本知识的记忆性考查，也没有简单机械的知识点背诵和旧知识点的复述，而
是提出了一个个必须在全面了解光现象知识前提下进行深入思考才能解答的问题。对这些问题的解答，不仅能够反映学生对光沿直线传播条件的理解程度，还能够促进学生对生活中现象的独立思考。在问题的探究过程中，学生获得了对光沿直线传播物理知识的更深入的理解。
问题是学生思维的引擎，学生在课堂上的思维就是围绕问题展开的。这里的关键是问题的质量（巧妙引导发问，紧扣现象发问，层层递进发问），核心是学生的思维引导，通过不断发问，教师就能激发学生的科学思维过程，这就是达到深度学习的重要表现。
然而，以上问题的提出，是建立在分散的学生探究活动中，教师按照学习目标、重难点预设了具体的课堂教学活动环节，严格把握了学生动脑思考的范围，虽然看起来覆盖了课本中所有的知识点，但是学生并没有从物理观念的角度出发，自主探究，一切都是以知识脉络为线索，以掌握知识点为目的，没有学生综合能力的提升，更没有体现出学习物理的乐趣。这样做的后果就是一种初级的学生实验探究，实质就是将物理知识学习变成验证性的实验活动，机械性的重现一遍实验现象，达到加强记忆的效果。通过这样的学习过程，学生在短时间内可以加深对所学物理概念的理解和掌握，也清楚了实验探究的具体过程，当然这是建立在一部分学生主动学习的前提之下。如果，教师在教学过程中虎头蛇尾，引入新奇、有趣，而过程寡淡无味，结尾又是发散的知识点的应用理解，这堂课只能说是一趟普通的课。这堂课只能在短期内留在学生的脑海里，更不能助力他们解决实际生活中的具体问题，当然也没有能吸引和铭记的亮点。
鉴于这种情况，教师是否能依据课标、学情、教学目标，在课上建立一个初级模型，且这个模型的应用能在一节课上完成，在这样具体情境下完成的学习活动才能使学生获得自信感和成就感。
例如：初中物理八年级上册《光现象》（人教版）第二节“光的反射”教学过程中，教师通过潜望镜的制作让学生明白潜望镜的工作原理，潜望镜的视野怎样调整，进而思考光的反射有哪些特点，通过教师引导、学生不断改进潜望镜，潜望镜才能正常工作，在学生介绍潜望镜工作过程的阶段，“光的反射”相关知识点就已经得到了渗透。这节课教师以“创设情境—发现问题—解决问题-布置任务-学习相关的物理知识-学生实验探究—归纳总结—解决实际问题”这条主线展开教学。课堂中，教师主要围绕制作潜望镜为任务导向，为了制作潜望镜，并使其成像，从而引发了先探究光的反射规律，然后运用光的反射规律设计潜望镜，并在此基础上调整潜望镜和外壳的角度关系，达到所成的像效果变好。这节课，学生在科学探究环节中，在老师创设的情景、任务完成过程中，充分体现了学生的主体地位，教师想方设法调动全体学生的积极性，学生积极主动学习相关物理知识，像科学家那样大胆假设，勇于质疑，按照科学探究的各个环节开展学习过程，最终得出的实验结论，同时也设计出成像效果较好的潜望镜，达到了解决实际问题的目的。学习过程中，每一位学生都成为了“设计师”和“科学家”，教师鼓励学生要像一个科学家一样去探求真理、获得真知，并运用所学知识解决更多生活中的实际问题。
看完上面这个例子，我们把它与第一个“光的直线传播”的教学设计做个对比。以问题为导向的教学过程到底要怎样设计才能深入学生的内心呢？这就好比木工要完成一个凳子的制作，需要工具，需要尺寸，需要材料，但是这些都不是最重要的。最重要的是木工在设计和加工的过程中，必须知道需要那些工具，并且会使用它们；木工必须知道客户的需求，依据需求制定凳子的尺寸和形状；木工必须选择足够、合适的材料才能做出精品。这就像实验探究过程一样，我们如果按照知识点进行学生探究实验或者教师演示实验，就很难将知识点串在一起，构成面，没有学生综合能力的提升，就很难形成立体的知识框架，无法达到学以致用的终极目的。幸运的是，我们找到了具体的策略和方法，即攻破这些难点的钥匙就是建立具体的学习情境，建构适应本节课的学习模型，教师要放开手，让学生大胆地自主探究，经历失败和成功。教师的主要工作是引导学生合理表述、及时归纳、总结收获。这样一来，学生产生了兴趣、激起了斗志，教师也不用费力引导探究某一个知识点了，因为要解决这个模型的具体问题，就必须掌握本节课的基本知识点，学生在自主学习、自主探究活动中锻炼了团队协作意识、建立了自信心，满足了成就感，综合能力得到了显著提升。
走出第二步是不容易的，教师要想让学生轻松认识模型，在解决具体问题中不断汲取知识，就必须分解学习任务，找准切入口。每节课的时间是有限的，不可能把所有知识点，所有的重难点都突破，学生经历这样的学习过程，目的在于掌握学习的能力，无论是实验操作能力、动手制作技巧，还是总结概括、表述收获的能力，只要学生把个人的综合能力提升上去了，后面的学习困难自然会迎刃而解。这就要求教师必须依据课标、学情，设计符合实际教学的物理模型，创设引人夺目的学习情境，通过不断的分享、总结、概括，教师带领学生完成一节课的学习任务。
要达到科学思维的完整性，建立具体模型，通过解决具体问题激发学生深度学习的兴趣，教师在教学中必须做到以下几点：
基于物理知识和生活现象理解的思维过程。物理是一门实验学科，实验过程是获得物理知识的基本途径，如果能将其应用于生活中，才是学习物理知识的根本目的。所以，必须将物理知识迁移到生活现象中去，让学生发现问题，解决问题，只有建立在理解生活现象的基础上才能达到高阶思维。
学生要有独立思考的空间和时间。课堂教学中的全部知识必须是经过学生独立思考而获得的，必须让学生摸清来龙去脉，不盲从教师，不依赖教师。
培养学生不断质疑的科学精神。无论自己和他人的观点是否正确，学生都要有质疑的意识。要虚心认识到自己理解的局限性，对复杂的问题要有好奇心和耐心，并能围绕本节课的知识、生活中的现象提出质疑，从而建立对自己思维理解过程的自信。
教师要尊重学生不同的见解。教师必须意识到物理现象的复杂性，要以开放的心态、公平的态度，耐心等待学生不同的观点。
教师要对学生表现做出理性研判。教学过程中，教师要避免被情绪操纵，要做到深思熟虑，有理有据，对学生的反馈、质疑做出理智的判断，并在理性判断的基础上，做出决策，解决课堂实际问题。
以问题为导向的科学思维的模型建构是落实物理学科核心素养中“科学思维”的重要策略，是防止学科知识浅层化、学生思维表层化的重要手段，更是物理学科教学走向深度学习的突出亮点。模型的建构正是解决知识表层化的关键钥匙，只有不断提高学生的综合能力，培养学生高阶思维的能力，才能达到深度学习，才能落实物理学科核心素养。
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hugetq078.深度学习，让学习真实发生----读《核心素养导向的课堂教学》感.[DB/OL].https://www.docin.com/p-2559626087.html,2020-12-22/2021-06-08.
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胡玲玲.'探究光的反射定律'课堂教学设计.[DB/OL].https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=6a926394ff6674b9f9d736937cb1385c&site=xueshu_se,2016-01-01/2021-06-08.
