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深度学习下的高中物理大概念教学方法探寻

发布时间:2021-06-16 人气:

  摘 要:通常人们所说的大概念便是指一个纽带,其连接着宏观课程理念与微观教学设计。促进中学生进行深度学习的思维起点、重要过程以及知识方面的价值追求,逐渐由浅入深、考虑各个方面,同时明确重点目标;把探究整合作为整个过程的基础,不断推进转变概念;加以重视科学所得的论证,有效进行意义理解;制订相关的学习任务,进行高中物理大概念教学的有效方案就是实现迁移应用。
  关键词:深度学习;高中物理;大概念;教学方法
  
  所谓的大概念,其还有一个别称是大观念,中国目前内外研究的焦点问题便是大概念。克拉克基布鲁姆等人通过相关的研究表明,大概念是由小概念理解和连接而成;也有相关学者强调理解的建筑的材料是大概念,可以用来帮助人们连接其他有关的零散知识点,埃里克森觉得学科当中的核心概念便是所谓的大概念;威金斯与麦格泰觉得大概念可等同于车辖,其能够把各种各样各方面的有关联性的知识进行联结起来,同时提倡通过逆向设计揭露和了解大概念,也有学者从科学教育的角度进行分析并提出相关的大概念:查莫斯也是通过开展研究STEM的大概念才得出结论,他认为大概念可以进行分类,分为过程大概念、内容大概念这两类。
  在中国,教育部于2018年1月便就出台了多个学科有关的普通高中课程标准,并且在这些标准的前言部分明确表示,把学科大概念作为课程核心,不断使课程内容富有结构化,把主题内容作为引领,使课程内容再具有情境化,不断完善对学科核心素养进行确切的落实工作。著名学者更是表示实施科学教育要围绕大概念,还有两位专家明确表达了相关的大概念课程设计路径。郭玉英教授带领其团队针对大概念进行组织相关知识内容,并设计出合理的教学方案。
  一、 大概念教学和深度学习的含义
  (一)大概念教学的含义
  在一门学科当中,最精华、最重要、最关键、最有价值的内容便是所谓的大概念。大概念拥有着“魔术贴”和“文件夹”类似的相关功能作用。进行大概念模式的教学就是大概念作为教学的核心,然后进行选择和整合分散的相关概念、问题、经验、事实等。并且经过科学合理的整体设计与落实开展,,為学生构造富有高层次的、有意义价值的、结构化的概念系统。
  (二)深度学习的含义
  对所处学习状态的性质描述便是所谓的深度学习,其涉及了学生进行学习时的投入程度、思维能力和学习体验等多方面,着重强调了学生对知识的彻底理解和对学习内容的批判性认可、吸收与利用,追求高效率的学习迁移和解决现实问题,这属于一项对思维能力要求高的认知活动,其需要较多的投入和富有价值的学习过程。
  二、 深度学习上的高中物理大概念教学方案
  (一)从整体出发逐步走向局部,并明确核心目标
  在以往的传统教学模式中,很多教师把大部分的关注放在课时层面的设计上面,较少部分的教师能做到从整体出发,并且关注相关单元层面的设计方案与计划实施,即重点关注局部而导致忽视整体。这样就会带来高难度落实新课标要求的理念,以及培养对学科核心的素养,教师进行教学设计时,要做到顾全整体与局部的关系,处理好“森林与树木”的和谐关系,以大概念为基本,从整体出发逐步走向局部,同时需要明确核心目标,这也是教学的重中之重。
  “在机械运动情境下,培养学生运动与相互作用的概念”这便是新课标知识明确提出的,也是该篇章节需要理解的大概念。教师带领学生学习对运动与相互作用关系的认识需要通过牛顿第一定律的学习,逐步形成较为准确的运动与相互作用观。
  从整体到局部可以分析为多种方式,先揭示先前错误的概念:力是维持物体运动的原因,接着指出核心目标:力不是维持物体运动状态的原因。学生在进行学习的时候就要做到由外而内,由表及里,慢慢地在脑海中形成抽象化概括所学的大概念。
  (二)把探究整合作为基础,推进概念转换
  在学科专家眼中,大概念是清晰和有较多用途的,但是初学者眼中的大概念充满迷糊与抽象的。需要做到在现实和事实的基础上,不断产生认知上的冲突,以此进行不断地探究整合、不断地抽象概论、不断地深入理解,来完成从模糊概念上升到科学概念的完美转化,促使概念持续发展“变大”。
  在物理课堂中,有一节课内容是需要用一个正方形的塑料板,在中间放一个可通气的圆柱状,气流可以通过圆柱状,从上面到塑料板的下面。刚开始的时候,教师可让学生在课桌上尝试用力持续不断地轻微推动该装置,装置会向前运动,一旦学生的力量停止时,便会静止。这样,学生会得出什么结论?
  学生甲:运动离不开力来维持。
  物理教师:这也是两千多年前的亚里士多德得出的观点,下面请大家手臂用较大的力猛推该装置,再观察变化。
  学生乙:发现该装置脱离手的力之后,还会继续缓慢向前运动一段距离,才达到停止效果。
  物理教师:那么请问,这又说明了什么呢?
  学生丙:桌面对它产生的一些摩擦力,却阻碍了其运动,运动便不再需要力来进行一定的维持。
  物理教师:那它是如何进行摩擦力的减小,让该装置脱离手的力后能够运动得更加远一些呢?
  学生丁:可以尝试把润滑油涂在桌面上。
  物理教师:这个方法很好,现在给每个小组提供一个适当大小的气球,请各位同学在结合该装置进行讨论可以采取的相关措施。
  有的学生想到一个方法,便是把用力吹大气球之后,直接套在该装置上。这样的话,气球里的气体便可以经过小孔流到塑料板和接触面之间,就会产生一个气垫,有助于大大地缩小摩擦力,若想使现象变得更加明显,可以把套上气球后的装置放在较为粗糙的地面上来进行进一步的研究实验,再用力推一下后会发现该装置会运动较长的一段距离之后,才达到停止的效果。
  接下来教师带领学生用伽利略的斜面实验仪器进行更深一步的探讨研究,第一次在运动道上铺上一层带有毛面的棉布,在高处释放一个小球,小球就会滚到另一侧上运动一小段距离。第二次实验时,在运动轨道上铺上一层光滑的丝绸,在同一高度进行自由释放小球,小球落到另一侧会比上一次运动的距离更远。第三次实验时,要把轨道清理干净,将小球从上两次同一高度进行自由释放,小球便可以运动到另一侧接近等高的位置。经过这一些对比性试验,合理推测:当没有产生摩擦阻力时,小球便会运动到等高的地方。第四次,将另一侧运动轨道的角度调小再进行实验,结果发现小球还是差不多运动到和之前一样的等高的地方,但运动距离变得更远一些,继续推测:确保另一侧水平放置时,因为小球找不到先前等高位置将会继续运动下去,这便也是伽利略的观点:物体具有某一速度的时候,倘若没有摩擦阻力的影响,物体仍会保持这样的速度继续进行运动。

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