论文部分内容阅读
【摘 要】本文以粤沪版初中物理课本中“怎样比较运动的快慢”为例，阐述如何通过情境创设、活动体验和迁移应用策略促进学生对比值定义法内涵的理解，使学生达到深度学习目的。
【关键词】深度学习;比值定义法;策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）28-0108-03
初中物理教学中，许多教师在教学“怎样比较运动快慢”时，当学生得出比较运动快慢的方法后便直接告知学生速度的定义，然后进入习题训练环节。这使学生仍停留在浅层学习中，并没有掌握速度的内涵，更不理解为什么可以用路程与时间的比值来定义速度。对此，笔者认为此课程教学，让学生从“速度”的建构中提炼出“比值法”，理解比值定义法的内涵，并用比值定义“速度”的概念，能促进学生的深度学习。
1 深度学习与比值定义法的内涵分析
1.1 深度学习
深度学习是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心地积极参与教学活动、体验成功、获得发展的学习过程。在这个过程中，学生能掌握学科的核心知识，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、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、基础扎实的优秀学习者[1]。
1.2 比值定义法
比值定义法是一种科学的定义方法，是用两个或者两个以上物理量的比值来定义一个新的物理概念的方法。在初中物理教材中，用比值定义法定义的物理概念比比皆是，如速度、密度、压强、功率等。比值定义法的本质是比较。比较是确定研究对象之间差异点和共同点的思维过程和方法，是抽象和概括的前提[2]。比值定义法，就是通过比较，通过“同中求异，异中求同”找到两个或者两个以上的关键物理量，并用这些物理量定义该物理概念。其教学应该遵循同中求异、异中求同、找关键物理量、选取标准、提炼比值的逻辑。
2 深度学习视域下的初中物理比值定义法教学策略
深度学习视域下的比值定义法教学，应按比值定义法的逻辑来组织，让比值定义法的内涵成为推动学生深度学习的动力。引导学生从具体的认识开始，在活动中体验“同中求异，异中求同”，找到“路程”和“时间”这两个关键物理量，思考加工提炼“比值”的方法，选取统一比较标准，从而生成新的发现，定义新的“速度”概念，并在迁移应用中深化对速度的认识，形成“运动观念”。基于此，笔者设计了以下教学流程。
2.1 创设情境，提出问题
上课伊始，为激发学生的学习兴趣和求知欲，自然地导入新课。笔者利用多媒体播放了授课班一名学生参加校运动会径赛并获得第一名的真实情境，而后抛出问题让学生思考：“比赛过程中，如何判断谁跑得快？比赛结果又是如何判断？”通过真实情境的创设，唤起学生对“比较运动快慢”的感性认识。
2.2 活动体验，深度加工
2.2.1 同中求异，引导学生选取相同标准比较物体运动快慢
[教学片段1]活动1：教室接力赛1
师：为比较物体运动快慢，我们先在教室里开展一场小型的接力棒传递比赛，看谁传得快？
第一次比赛：（如图1）听老师口令（“开始”
“停”），完成接力棒的传递。
师：哪组传得快？判断的依據是什么？
……
[教学片段2]活动2：教室接力赛2
第二次比赛：（如图1）从第一个人传到最后一个人，比哪组传得快。
师：哪组传得快？判断的依据是什么？
……
学生通过观察、比较、分析，表达自己的观点。教师抓住契机点拨。第一次接力赛，两组学生接力棒传递的时间相等，而A组传过的人数越多，通过的路程越长，所以归纳出比较运动快慢的第一种方法，即相同时间比路程，路程长，运动快。第二次接力赛，接力棒从第一个人传到了最后一个人，接力棒通过的路程是相同的，而C组先传到最后一个人，C组用的时间短，因此归纳出比较运动快慢的第二种方法，即相同路程比时间，时间短，运动快。在这两个体验活动中，学生通过“同中求异”掌握了选取相同的标准来比较运动快慢的两种方法。
2.2.2 异中求同，引导学生抓住路程、时间这两个关键物理量
教师在学生得到比较运动快慢的两种方法后，启发学生异中求同，引导学生思考两种方法的共同点。学生通过自主交流、分组讨论得出，两种比较运动快慢的方法都选取了相同标准，也就是其中相同的关键物理量——“路程”和“时间”。通过这样的问题引领，学生明确了比较物体运动快慢为什么要用时间和路程这两个物理量。
2.2.3 提炼比值，引导学生求比值来选取比较的标准
[教学片段3]活动4：教室接力赛3
第三次比赛：如图2所示，E、F组人数不等，距离不等，时间不等（让学生分开传，E组传完后再传F组，并预先安排学生分别测量E、F组的传递的时间）。
师：哪组传得快？你判断的依据是什么？
生：……
教师现场让学生分别测出E、F组传递的距离，在黑板上写出E、F组的实验数据。
E组：5 s传递距离8.3 m。
F组：4.2 s传递距离5.5 m。
师：如何比较哪组传得快？
生：用速度。
生：路程除以时间。
师：为什么可以用路程除以时间，即路程与时间的比值来表示物体运动的快慢？
教师根据学生的回答，有针对性地引导、板书和分析。 E 组：比值越大，运动越快
F组：
生：E组在1 s内传了1.66 m，F组在1 s内传了1.31 m。
师：我们发现用路程与时间的比值可以反映运动的快慢，这种方法实际上就是把不同的时间转化为相同的时间（即相同的标准），然后比较路程，实际是哪一种比较快慢的方法？
生：相同时间比路程。
师追问：刚才的活动中，我们总结了两种比较物体运动快慢的方法，既然可以将路程比时间转化成“时间相同比较路程”，那有没有别的办法可比较运动的快慢呢？
生：将时间与路程的比值转化成“路程相同比时间”来比较运动的快慢。
教师根据学生的回答，有针对性地引导、板书和分析。
E 组：比值越小，运动越快
F 组：
师：时间与路程的比值表示什么？
生：时间与路程的比值表示物体运动1 m所用的
时间。
师：实际是哪一种比较运动的方法？
生：实际上是用相同路程比时间的方法来比较运动快慢。
师：两种方法都可以比较运动的快慢，你认为哪一种方法更好？你的理由是什么？
师引导学生讨论。
生：用路程与时间的比值更好。因为路程与时间的比值越大，表示物体运动越快;而时间与路程的比值越大，表示物体运动越慢。第一种比较方法更符合人们的思维习惯。
师：物理学中，把物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比定义为速度。路程表示的是长度，和时间是两个完全不同的物理量，它們的比值却可以表示一个新的物理量。物理学上用两个或者多个物理量的比值来定义一个物理概念的方法称为比值定义法。……
通过讨论分析，学生发现“路程比时间”和“时间比路程”都可以比较运动的快慢，而且“路程比时间”和“时间比路程”本质上就是转化成相同标准进行比较，学生加深了对两种方法的理解。教师引导学生对两种“比值”方法进行比较，让学生思考“为什么用路程和时间的比值，而不用时间和路程的比值”，让学生真正理解了“速度”的内涵。学生通过数学抽象（路程与时间的比值即“速度”），定量地描述出物体运动的快慢，明白这已经从现象的比较上升到了本质的比较。
2.3 迁移运用，巩固深化
[教学片段4]活动5：测量人步行的速度
教师请一位学生上台走一段，让学生真实感受人正常步行的速度。接着，教师提出问题：“我们每天都会步行，那么人步行的速度是多少呢？我们现在没有直接测量速度的仪器，你有没有办法测量人步行的速度？”教师利用多媒体投影：①测什么？②用什么测量？
……
美国国家研究委员会认为：深度学习是个体将学习的知识从一种情境迁移到另一种情境的过程。教师创设真实的实践情境，引导学生应用“速度”的概念去解决真实问题——测量人步行的速度，增强了学生的内在学习动机，加深了学生对“速度”概念的理解，发展了学生的高阶思维能力。
初中物理比值定义法的教学，要按照比值定义法的教学逻辑组织，教师要以学生已有的经验为基础，通过创设情境，让学生在活动和体验中更好地建构知识，完成对知识的迁移与应用，最终达到深度学习目的，培养学生物理学科的核心素养，为其终身发展奠定坚实的基础。
【参考文献】
[1]刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018.
[2]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：中国海洋大学出版社，2015.
【作者简介】
许辉勇（1983～），男，汉族，广东普宁人，本科，中学一级。研究方向：科学方法教育、初中物理实验教学。
【关键词】深度学习;比值定义法;策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2020）28-0108-03
初中物理教学中，许多教师在教学“怎样比较运动快慢”时，当学生得出比较运动快慢的方法后便直接告知学生速度的定义，然后进入习题训练环节。这使学生仍停留在浅层学习中，并没有掌握速度的内涵，更不理解为什么可以用路程与时间的比值来定义速度。对此，笔者认为此课程教学，让学生从“速度”的建构中提炼出“比值法”，理解比值定义法的内涵，并用比值定义“速度”的概念，能促进学生的深度学习。
1 深度学习与比值定义法的内涵分析
1.1 深度学习
深度学习是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心地积极参与教学活动、体验成功、获得发展的学习过程。在这个过程中，学生能掌握学科的核心知识，把握学科的本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、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、基础扎实的优秀学习者[1]。
1.2 比值定义法
比值定义法是一种科学的定义方法，是用两个或者两个以上物理量的比值来定义一个新的物理概念的方法。在初中物理教材中，用比值定义法定义的物理概念比比皆是，如速度、密度、压强、功率等。比值定义法的本质是比较。比较是确定研究对象之间差异点和共同点的思维过程和方法，是抽象和概括的前提[2]。比值定义法，就是通过比较，通过“同中求异，异中求同”找到两个或者两个以上的关键物理量，并用这些物理量定义该物理概念。其教学应该遵循同中求异、异中求同、找关键物理量、选取标准、提炼比值的逻辑。
2 深度学习视域下的初中物理比值定义法教学策略
深度学习视域下的比值定义法教学，应按比值定义法的逻辑来组织，让比值定义法的内涵成为推动学生深度学习的动力。引导学生从具体的认识开始，在活动中体验“同中求异，异中求同”，找到“路程”和“时间”这两个关键物理量，思考加工提炼“比值”的方法，选取统一比较标准，从而生成新的发现，定义新的“速度”概念，并在迁移应用中深化对速度的认识，形成“运动观念”。基于此，笔者设计了以下教学流程。
2.1 创设情境，提出问题
上课伊始，为激发学生的学习兴趣和求知欲，自然地导入新课。笔者利用多媒体播放了授课班一名学生参加校运动会径赛并获得第一名的真实情境，而后抛出问题让学生思考：“比赛过程中，如何判断谁跑得快？比赛结果又是如何判断？”通过真实情境的创设，唤起学生对“比较运动快慢”的感性认识。
2.2 活动体验，深度加工
2.2.1 同中求异，引导学生选取相同标准比较物体运动快慢
[教学片段1]活动1：教室接力赛1
师：为比较物体运动快慢，我们先在教室里开展一场小型的接力棒传递比赛，看谁传得快？
第一次比赛：（如图1）听老师口令（“开始”
“停”），完成接力棒的传递。
师：哪组传得快？判断的依據是什么？
……
[教学片段2]活动2：教室接力赛2
第二次比赛：（如图1）从第一个人传到最后一个人，比哪组传得快。
师：哪组传得快？判断的依据是什么？
……
学生通过观察、比较、分析，表达自己的观点。教师抓住契机点拨。第一次接力赛，两组学生接力棒传递的时间相等，而A组传过的人数越多，通过的路程越长，所以归纳出比较运动快慢的第一种方法，即相同时间比路程，路程长，运动快。第二次接力赛，接力棒从第一个人传到了最后一个人，接力棒通过的路程是相同的，而C组先传到最后一个人，C组用的时间短，因此归纳出比较运动快慢的第二种方法，即相同路程比时间，时间短，运动快。在这两个体验活动中，学生通过“同中求异”掌握了选取相同的标准来比较运动快慢的两种方法。
2.2.2 异中求同，引导学生抓住路程、时间这两个关键物理量
教师在学生得到比较运动快慢的两种方法后，启发学生异中求同，引导学生思考两种方法的共同点。学生通过自主交流、分组讨论得出，两种比较运动快慢的方法都选取了相同标准，也就是其中相同的关键物理量——“路程”和“时间”。通过这样的问题引领，学生明确了比较物体运动快慢为什么要用时间和路程这两个物理量。
2.2.3 提炼比值，引导学生求比值来选取比较的标准
[教学片段3]活动4：教室接力赛3
第三次比赛：如图2所示，E、F组人数不等，距离不等，时间不等（让学生分开传，E组传完后再传F组，并预先安排学生分别测量E、F组的传递的时间）。
师：哪组传得快？你判断的依据是什么？
生：……
教师现场让学生分别测出E、F组传递的距离，在黑板上写出E、F组的实验数据。
E组：5 s传递距离8.3 m。
F组：4.2 s传递距离5.5 m。
师：如何比较哪组传得快？
生：用速度。
生：路程除以时间。
师：为什么可以用路程除以时间，即路程与时间的比值来表示物体运动的快慢？
教师根据学生的回答，有针对性地引导、板书和分析。 E 组：比值越大，运动越快
F组：
生：E组在1 s内传了1.66 m，F组在1 s内传了1.31 m。
师：我们发现用路程与时间的比值可以反映运动的快慢，这种方法实际上就是把不同的时间转化为相同的时间（即相同的标准），然后比较路程，实际是哪一种比较快慢的方法？
生：相同时间比路程。
师追问：刚才的活动中，我们总结了两种比较物体运动快慢的方法，既然可以将路程比时间转化成“时间相同比较路程”，那有没有别的办法可比较运动的快慢呢？
生：将时间与路程的比值转化成“路程相同比时间”来比较运动的快慢。
教师根据学生的回答，有针对性地引导、板书和分析。
E 组：比值越小，运动越快
F 组：
师：时间与路程的比值表示什么？
生：时间与路程的比值表示物体运动1 m所用的
时间。
师：实际是哪一种比较运动的方法？
生：实际上是用相同路程比时间的方法来比较运动快慢。
师：两种方法都可以比较运动的快慢，你认为哪一种方法更好？你的理由是什么？
师引导学生讨论。
生：用路程与时间的比值更好。因为路程与时间的比值越大，表示物体运动越快;而时间与路程的比值越大，表示物体运动越慢。第一种比较方法更符合人们的思维习惯。
师：物理学中，把物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比定义为速度。路程表示的是长度，和时间是两个完全不同的物理量，它們的比值却可以表示一个新的物理量。物理学上用两个或者多个物理量的比值来定义一个物理概念的方法称为比值定义法。……
通过讨论分析，学生发现“路程比时间”和“时间比路程”都可以比较运动的快慢，而且“路程比时间”和“时间比路程”本质上就是转化成相同标准进行比较，学生加深了对两种方法的理解。教师引导学生对两种“比值”方法进行比较，让学生思考“为什么用路程和时间的比值，而不用时间和路程的比值”，让学生真正理解了“速度”的内涵。学生通过数学抽象（路程与时间的比值即“速度”），定量地描述出物体运动的快慢，明白这已经从现象的比较上升到了本质的比较。
2.3 迁移运用，巩固深化
[教学片段4]活动5：测量人步行的速度
教师请一位学生上台走一段，让学生真实感受人正常步行的速度。接着，教师提出问题：“我们每天都会步行，那么人步行的速度是多少呢？我们现在没有直接测量速度的仪器，你有没有办法测量人步行的速度？”教师利用多媒体投影：①测什么？②用什么测量？
……
美国国家研究委员会认为：深度学习是个体将学习的知识从一种情境迁移到另一种情境的过程。教师创设真实的实践情境，引导学生应用“速度”的概念去解决真实问题——测量人步行的速度，增强了学生的内在学习动机，加深了学生对“速度”概念的理解，发展了学生的高阶思维能力。
初中物理比值定义法的教学，要按照比值定义法的教学逻辑组织，教师要以学生已有的经验为基础，通过创设情境，让学生在活动和体验中更好地建构知识，完成对知识的迁移与应用，最终达到深度学习目的，培养学生物理学科的核心素养，为其终身发展奠定坚实的基础。
【参考文献】
[1]刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018.
[2]张宪魁.物理科学方法教育[M].青岛：中国海洋大学出版社，2015.
【作者简介】
许辉勇（1983～），男，汉族，广东普宁人，本科，中学一级。研究方向：科学方法教育、初中物理实验教学。