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指向深度学习的高中物理U型教学探究

摘要：深度学习需要通过投入新情感、关联新知识、激活新思维、生成新意义和迁移新情境来实现。U型过程即知识的还原与下沉、体验与探究、反思与上浮的过程，正好适合深度学习真实发生的需要。具体教学中，教师要分析深度学习和U型过程的内涵以及二者的关联，然后以大情境为基，以大问题为链，以大反思为本，有效激活U型过程的三个环节，引导学生达成深度学习的五个目标。

关键词：深度学习；U型过程；大情境；大问题；大反思；高中物理教学

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。核心素养的培育不可能一蹴而就，不仅需要较长的时间，也需要有效的教学策略，而指向深度学习的高中物理U型教学即是一种有效策略。

一、深度学习和U型过程的内涵

（一）深度学习的内涵

深度学习是对学习状态的质性描述，涉及学习的投入程度、思维层次和认知体验等层面，强调对知识本质的理解及对学习内容的批判性吸收与利用，追求有效的学习迁移和真实问题的解决，属于以高阶思维为主要认知活动的高投入、有意义的学习。

（二）U型过程的内涵

杜威认为知识不能直接进行传授，知识的学习需要经历一个复杂的过程，即还原与下沉、体验与探究、反思与上浮的过程，这一过程恰似“U型”［1］。学生首先要将书本知识还原与稀释，还原的过程即知识的“下沉”过程。U型的底部是指学生对知识进行体验、对话和探究的过程。最后是反思性思维的过程，即经过元认知过程，将符号知识进行升华，实现公共知识的个人意义达成［2］。

二、U型过程促进深度学习的分析

笔者认为，深度学习的发生是通过投入新情感、关联新知识、激活新思维、生成新意义和迁移新情境实现的，而U型过程正好适合深度学习真实发生的需要。投入新情感是学生真实学习的认知发生过程，关联新知识、激活新思维、生成新意义是学生自我建构归纳的过程，迁移新情境是学生将内化的结果外显演绎的过程。U型过程的三个环节是促进深度学习五个目标达成的有效路径。

三、指向深度学习的高中物理U型教学策略

通过分析U型过程和深度学习的内在联系，笔者提炼出指向深度学习的高中物理U型教学策略：以大情境为基，促进还原与下沉，投入新情感；以大问题为链，促进体验与探究，关联新知识、激活新思维、生成新意义；以大反思为本，促进反思与上浮，迁移新情境。指向深度学习的高中物理U型教学框架如图1所示。

下面，笔者以人教版普通高中教科书《物理》必修第二册第八章第四节《机械能守恒定律》新授课为例，对U型过程促进深度学习的教学策略进行探讨，共分三个步骤。

（一）U型过程促进深度学习第一步

1.以情境为基，突出高考评价体系的考查载体

高考评价体系最重要的创新之一，即通过“四层”（基础层、应用层、创新层、拓展层）考查内容将学科能力考查和思想道德渗透有机结合，利用“学科素养”这一关键点实现融合知识、能力、价值的综合测评，从而使立德树人真正在高考评价实践中落地。情境正是实现“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”综合考查的载体。高考评价体系中的“情境”即“问题情境”，指的是真实的问题背景，是以问题或任务为中心构成的活动场域。

2.设置大情境，投入新情感

教师将生活中相互关联的充满趣味的多个小情境进行提炼，通过图文等形式呈现出来即可形成大情境，大情境应注意体现应用性、综合性、关联性、开放性等特点。这种情境容易抓住学生的眼球，激发学生参与和探究的热情，使学生迅速“入戏”，从而为深度学习的真实发生奠定基础。

在《机械能守恒定律》新授课中，笔者设置铁球大摆锤情境，鼓励学生积极观察、猜想、体验。

【教学片段1】

师：（让一个学生上来演示实验）把一个悬挂的铁球贴着自己的鼻尖由静止向前释放，当铁球摆回来的时候，能否碰到一动不动的自己？为什么？其他学生观察铁球的运动并思考。

［生］观察实验现象，铁球来回摆动，第一次返回时刚好贴近学生的鼻尖。

设计意图：这个情境充满惊险的挑战，可以迅速激发学生探究的热情，引发多角度猜测和认知冲突，这就启动了深度学习的第一步“投入新情感”。同时，情境的挑战性能快速有效地使学生进入U型过程的第一个环节“还原与下沉”。

3.以大情境为基，促进下沉与还原，多角度关联知识

通过设置大情境，从不同角度将物理知识关联，不断激发学生切入情境的热情以及探究欲望，让学生从生活情境中“下沉”到物理问题，从解决问题中“还原”物理模型。这是通过U型过程达成深度学习的第一步。该阶段大情境与知识框架如图2所示。

【教学片段2】

师：在观察中可以发现，铁球摆动的最高位置几乎不变，说明这个过程中存在什么守恒量呢？你能从能量相互转化的角度分析问题吗？请试着从不同角度将情境链接到不同的知识，从生活情境中提出我们要研究的物理问题。

生1：分析该过程的机械能变化，动能和重力势能相互转化