初中物理常态课的深度学习策略

    朱舒雁

    [摘要]常态课是学校教学的基本形式，是发展学生学科核心素养的主要途径。相较于浅层学习，深度学习注重搭建新旧知识间的联系，强调在理解的基础上记忆，关注学生解决问题能力的提升：文章以“物体的浮与沉”为例，从概念初构、实验探究、实践应用三方面，阐述初中物理常态课中的深度学习策略。

    [关键词]初中物理;常态教学;深度学习

    [中图分类号]

    G633.67

    [文献标识码] A

    [文章编号] 1674-6058（2020）17-0042-02

    常態课是学校教学的基本形式，是学校教学的主形式。在常态课中，深度学习是教师引导学生积极参与层次逐级递增的学习任务，逐步加深对新旧知识的理解，并能把所学的知识迁移到问题解决中，最终使学生的思维得到发展的学习。本文将以“物体的浮与沉”为例，从概念初构、实验探究、实践应用三方面，阐述初中物理常态课中的深度学习策略。

    一、依托原型，初构概念

    生活中，学生虽已对“漂浮、悬浮、沉底、上浮、下沉”等概念有了一定认识，但这种认识比较粗浅，且描述不够物理化。在教学过程中，教师可创设“洗水果”情境，由水果在水中的运动过程和最终的平衡状态，引入“漂浮”“沉底”“悬浮”“上浮”“下沉”：①小番茄浸没在水中后会“下沉”，最终“沉底”;②大苹果浸没在水中后会“上浮”，最终“漂浮”;③小番茄在某种特殊液体中“悬浮”。实物场景为学生建立概念提供了具体的模型，在激活学生原生经验的同时完成浅层的概念学习。

    接着，教师再以螺旋上升的难度设计提问：①观察漂浮、悬浮、沉底三个状态，寻找它们的共同点和区别;②从受力的角度分析漂浮、悬浮、沉底三个状态的共同点和区别。学生在问题引导下深入思考，逐步加深对漂浮、沉底、悬浮三个状态的理解。

    二、深化探究，引导学生思维

    1.设计对比实验，引发思维冲突

    根据生活经验，学生一般认为“轻的物体上浮，重的物体下沉”。学习浮力后，学生会认为“受到浮力大的物体上浮，受到浮力小的物体下沉”。教师利用三种常见水果（小番茄、苹果、大杧果），设计两个演示实验：“较轻的小番茄在水中下沉，而较重的苹果在水中下沉”“另一个较轻的苹果在水中上浮，而体积更大的杧果却在水中下沉”。

    教师通过对比实验打破学生的原有认知，暴露学生思维的矛盾点，让学生意识到，物体受到的重力和浮力都会影响物体的浮与沉。学生为思维冲突寻找合理假设的过程就是体验深度学习的过程。

    2.设计系列问题，构建知识框架

    在得到猜想“物体的浮沉与物体受到的重力和浮力都有关”后，教师马上为学生提供一些器材：烧杯、水、盐、药匙、3个正方体金属块等，要求学生利用器材使沉底的小番茄上浮、使漂浮的空瓶沉底，初步验证猜想是否正确。活动后，学生汇报并总结：增大浮力或减小重力可使物体上浮，增大重力或减小浮力可使物体下沉。教师再根据学生改变物体浮沉的方法设计问题串，引导学生初步得到“物体的浮沉条件”。

    例如，在“物体上浮条件”的教学中，可设计以下问题引导。

    问题1.如果只加一勺盐，小番茄浮起来了吗？小番茄受到的浮力如何变化？重力如何变化？

    问题2.加一勺盐后小番茄仍沉底和加了所有盐后小番茄漂浮，两者都增大了小番茄受到的浮力，但结果却不同。你们认为，这可能是什么原因？

    问题3.如果想让一个物体上浮，到底该满足什么条件？

    又如，在“物体下沉条件”的教学中，可没计以下问题引导。

    问题1.在“使漂浮的空瓶沉底”活动中，你们小组开始在瓶子里加了一个铁块，空瓶沉底了吗？空瓶受到的重力如何变化？浮力如何变化？

    问题2.接着你们小组又在瓶子里加了一个铁块，铁块重力又增加了一些，同时浮力也增大了一些，瓶子沉底了。你认为，这可能是什么原因？

    问题3.如果想让一个物体下沉，又该满足什么条件？

    教师通过逐步深入的提问，引导学生自我反省，连接学生的思维断层，并在潜移默化中培养了学生的批判性思维。

    3.设计实验方案，培育创新思维

    能根据原有的知识经验自主设计实验并完成任务，是学生知识成功迁移的重要标志。在前面的活动中，学生虽已得到“物体的浮沉条件”，但信度不高。为此，教师为学生提供两个铁块、空瓶和一些细线等，并布置任务：设计实验，用数据来验证“物体上浮时，浮力大于重力;物体下沉时，浮力小于重力”。实验前，教师引导学生：物体的初始状态是浸没在水中，松手后再观察其上浮或下沉。因此，实验中需要测量的是物体浸没在水中时受到的浮力。

    根据已学知识“称重法测浮力”，学生可以设计出实验方案，测出并比较物体重力及其浸没在水中时受到的浮力，证明“物体下沉时，受到的浮力小于重力”。

    验证“物体上浮时，受到的浮力大于重力”的难点在于如何测出原本漂浮的物体浸没在水中时的浮力。学生在“使漂浮空瓶沉底”的活动中已经知道，利用“沉坠法”可使空瓶浸没在水中。根据已学知识“利用量筒测量漂浮在水面上物体的体积”，学生也知道用针压法可使物体浸没在水中。具体方案如下：

    方案1.第一，用弹簧测力计测出空瓶在空气中受到的重力;第二，将铁块放入空瓶，测出总重力;第三，使其浸没在水中，读出弹簧测力计的示数;第四，将空瓶与铁块的重力减去弹簧测力计的示数，算出空瓶浸没在水中时受到的浮力;第五，比较空瓶的重力和其浸没在水中时受到的浮力。

    方案2.第一，用弹簧测力计测出空瓶在空气中受到的重力;第二，用玻璃棒将空瓶压入水中，测出排开水的总重力;第三，根据“阿基米德原理”得到空瓶浸没在水中时受到的浮力;第四，比较空瓶的重力和其浸没在水中时受到的浮力。

    除了以上方法可验证物体的浮沉条件，利用“转换”的思想可以更便捷地完成实验。即若两个体积相等的物体（一上浮一下沉）浸没在水中，它们排开水的体积相等，受到的浮力也相等。为了引导学生深入体验“转换”思想，培养学生的创新思维，教师为学生提供体积相等的一个铁块和一个木块，要求学生设计实验：用最少的步骤同时验证两个物体的浮沉条件。

    设计方案：第一，用弹簧测力计分别测出铁块和木块在空气中受到的重力;第二，将铁块浸没在水中（不碰底），读出测力计示数;第三，计算铁块浸没在水中时受到的浮力，此浮力大小等于木块浸没在水中时受到的浮力;第四，比较并得出结论。

    三、实践应用，问题解决

    物体的浮沉方法在生产生活中的应用很常见，比如潜水艇。在介绍潜水艇的浮沉原理时，教师先创设“海底断崖”情境，即海水密度急剧下降，潜艇所受浮力急剧减小。问学生如何利用已有经验和知识实现自救，再播放视频介绍潜水艇的浮沉原理。

    教师展示两个气球，一个在空气中下沉，一个在空气中上浮，问：气球在空气中的不同状态可能是什么原因造成的？由此将物体在液体中的浮沉条件迁移到气体中，并引导学生用新学的物理知识解释热气球和孔明灯升空的原理，提升学生解决问题的能力。

    综上所述，深度学习是常态课堂培育物理核心素养的保障与体现，学生通过积极参与解决难度逐级递增的任务，深度理解概念、自主构建知识框架，在经验生长中发展思维和创新能力，最终提升学生的核心素养。

    [参考文献]

    [1]朱祥.深度学习理念下的常态物理课堂教学策略[J].物理教师.2019（4）：6-8.

    [2]侯丽蓉.基于深度学习的初中物理教学实践探索[J].中学理科园地.2019（2）：27 -28.

    [3]邝伟东.聚焦常态课堂追求有效教学[C]∥国家教师科研基金管理办公室.国家教师科研专项基金科研成果（汉字文化卷2），2015.

    （责任编辑 易志毅）