构建核心素养视域下的中学物理深度学习模式

新课改强调对学生核心素养的培养,深度学习理论也有相类似的要求。本文主要探讨核心素养体系下深度学习理论的构建和融入方式,强调了深度学习理论在核心素养大背景下的中学物理教学中的重要地位。本文依次剖析了物理学科核心素养与深度学习理论的各级指标,并对各项指标进行了特征提炼,随后对二者进行了关联度分析,最后根据二者的关联程度提出如何构建核心素养视角下的中学物理深度学习模式,希望对核心素养视域下的中学物理教学有所帮助。关键词:中学物理;深度学习;核心素养中图分类号:G633.70 引言近年来,随着深度学习理论的快速发展和广泛应用,越来越多的教育领域的学者开始关注和研究如何将深度学习理论应用于教学实践中,以提高学生的学习效果和教学质量[1]。进入21世纪以来,我国对于基础教育的课程改革日益增多,这是为了培养适应时代发展的优秀人才。自2001年以来,我国开始了新一轮的基础教育课程改革,这是基于社会的需要和教育发展的要求而进行的重大改革,旨在提高学生的整体素质和实用能力。作为基础学科之一,物理学在国家创新体系中具有举足轻重的地位。在新课程背景下,高中物理教育要求教师注重学生的知识积累、实践能力和科学精神的培养,进一步提高学生综合素质和创新能力[2]。当前,我国教育事业正处于转型升级期,推进全面深化改革的同时也面临着新的挑战和机遇。其中,核心素养的培养成为了教育改革的一个重要方向。1 核心素养相关指标的梳理与统计物理学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。对物理学科核心素养进行特征提炼是研究其与深度学习理论之间关联程度的必要步骤[3]。1.1 物理学科核心素养各项指标特征的梳理(1)各级指标特征确立的流程通过查阅并统计相关文献,本研究主要参照《普通高中物理课程标准(2017版)》,以物理学科核心素养的四个维度——物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任——作为物理学科核心素养的一级指标特征,继而通过对相关物理教育研究者的观点及课程标准的研读梳理,确定各项二级指标和三级指标的特征。最后总结归纳得到最终的物理学科核心素养各级特征[3]。(2)一级指标特征的确定从20世纪60年代起,我国的物理课程目标历经了从双基到能力,到知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标,最后到如今的物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任的物理学科核心素养的演变。在《普通高中物理课程标准(2017版)》中将物理课程目标、评价内容以及学业水平考试的内容都依照物理学科核心素养来进行。(3)二级指标特征的确定(a)物理观念依据课程标准,物理观念是基于物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量的基本认识;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是基于物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。基于对相关文献的查阅:在对物理观念进行研究时,所涉及到的有关观念主要由物质观、运动与相互作用观、能量观、时空观、动量观、运动观、相互作用观等。结合对相关文献的梳理研究,时空观、动量观、运动观、相互作用观都可包含在物质观、运动与相互作用观以及能量观中,因此本研究将物理观念的二级指标分解为:物质观、运动与相互作用观以及能量观[4]。(b)科学思维依据课程标准,科学思维是基于物理学视角对客观事物本质属性、内在规律以及相互关系的认识方式;是以经验事实建构物理模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用;是运用事实证据与科学思维对不同观点和结论提出质疑与批判,进行检验及修正,从而提出创造性见解的能力与品格。结合对相关文献的梳理研究,本研究将科学思维的二级指标分解为:模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。(c)科学探究依据课程标准,科学探究指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制定方案、获取及处理信息、基于证据得出结论并做出解释,及对科学探究过程与结果进行交流、评估、反思的能力。结合对相关文献的梳理研究,本研究选取高中新课标所提出的四要素说,即将科学探究的二级指标分解为问题、证据、解释以及交流。(d)科学态度与责任依据课程标准,科学态度与责任指基于认识科学本质、STSE的关系,逐渐形成探索自然的内在动力,严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度,及遵守道德规范,保护环境并推动可持续发展的责任感。结合对相关文献的梳理研究,科学态度可包含科学精神、实事求是、求知欲等。所以本研究将科学态度与责任的二级指标分解为:科学本质、科学态度、社会责任。(4)三级指标特征的确定基于统计样本的性质,本研究仅对“物理观念”维度进行三级指标特征的划分。根据卢晓凤等人的研究,结合课程标准,将物质观划分为微观物质观、宏观物质观、宇宙物质观以及非实物物质观。其在教材中的体现可用下列词语表示:物质、质点、物体、质量、物理量、传感器、黑体、原子、光谱、核、分子、气体、固体、液体、波、电源、电流、电阻、电压、导体、电表、内阻、矢量、标量、电荷、电容、宇宙、卫星、磁场、磁通量、电场、电势、欧姆、磁感应强度。同理,运动与相互作用观可以划分为运动观、相互作用观、运动与相互作用联系观以及时空观。其在教材中的体现可以用下列词语表示:交变、折射、反射、偏振、简谐振动、振动、衍射、干涉、动量、碰撞、单摆、运动、速度、加速度、位移、时间、速率、匀变速、自由落体、偏转、重力、弹力、摩擦力、作用、受力、力的合成、分解、牛顿、惯性、抛体、平抛、曲线运动、圆周运动、向心力、万有引力、相对论。同理,能量观可以划分为能量本质观、能量形式观、能量转化观、能量耗散观、能量守恒观以及节能环保观。故其在教材中的体现可以用下列词语表示:互感、自感、光电、热、内能、激光、功、功率、电磁感应、势能、动能、机械能、能量、能源。对于科学思维、科学探究、科学态度与责任维度,其在教材中的体现直接用二级指标的词语来表示:模型、推理、论证、创新、科学、问题、证据、解释、交流、态度、社会、责任。1.2 物理学科核心素养各项指标特征的统计方法为了使统计结果更具有说服力,本研究使用现阶段最新版的人教版高中物理教科书作为统计样本,且为了使统计结果更为准确,本研究特采取计算机辅助统计的方法,采用Python编程,以避免人工统计所带来的疏漏。通过计算机程序对人教版高中物理教材pdf文件的读取,将各代表词语输入其中,其程序运行截图如图1和图2所示。图1 Python程序预装计数功能插件过程图2 Python程序计数功能指令1.3 现行人教版物理教材中物理学科核心素养各项指标的统计结果经过程序辅助计数,将上述统计结果整理成表格如下。表1 现行人教版物理教材中物理学科核心素养各项指标统计表项目物理观念科学思维科学探究科学态度与责任次数22638471572352 深度学习相关指标内容的梳理与统计2.1 深度学习各维度相关指标特征的提炼本环节关键词的确定来源于黎加厚、郭华、李春密教授的观点,具体的。