聚焦模型建构促进深度学习
摘要：通过品评一节高三二轮专题复习的研究课，旨在引领教师如何基于“课前诊断”进行“有效教学”的设计，提升教师教学设计的水平。通过“模型建构与融合”的课堂实录，溯源反思，提出核心素养导向的物理教学要重视情境创设与展示，重视问题引领与学生活动设计，重视认识冲突与对话，重视课堂留白与生成，引导教师能基于未来教育观和理解性教学观开展课堂教学，有效促进核心素养的落实。
关键词：情境创设；模型建构；专题复习；教学设计
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2024）8-0028-5
为了帮助学生高效备战高考，促进知识的结构化与系统化，实现物理知识的融合、迁移与应用；也为促进一线教师在核心素养导向的高考背景下教学设计水平的提高，实现核心素养在课堂教学中有效落实，笔者主持了一节高考专题复习的区级研究课。本节课的课题是“模型建构与融合”，时长４０分钟。
１设计蓝图：基于“课前诊断”的“教学提升”
在架构高三专题复习的教学设计时，教师首先要明确本节课要解决的核心问题是什么？对于解决这一问题学生已经具备了哪些知识基础与认识能力，在哪些方面仍存在认知困惑？这些问题可以通过课前诊断进行调研和评估；基于课前诊断结果，教师要明确本节课的教学目标，即通过本节课的复习，学生在知识结构化、方法迁移化、思维流畅化、认识逻辑化等方面有哪些提升？基于上述两点思考，教师开始设计教学活动与学生表现性评价任务，有效地编制问题链促进学生走向深度学习。
１．１课前诊断——“学习之旅”的起点
《普通高中物理课程标准（2017年版２０２０年修订）》将模型建构的能力要求划分为五个水平，核心素养导向的新高考对模型建构的考查大致分为三个层次：（１）用简单、熟悉的物理模型解决问题，对应于学业质量水平１和水平２；（２）选用适当的模型解决问题，对应于学业质量水平３；（３）创建新的模型解决复杂问题，对应于学业质量水平４和水平５［１］。
分析近五年高考，可以发现：试题对于模型建构能力的考查，由原来的给定条件引导建模，转向类比经典模型进行模型迁移，正逐渐转向根据实际问题自主建模，对于模型建构能力的要求越来越高。
课前，教师结合一模试题作答表现编制了调查问卷，调查学生在模型建构过程中遇到的困难，概括为４个方面：（１）缺乏对题目中情境的感性认识；（２）对于典型模型的建构过程关注不够，导致解题时思维僵化；（３）不能准确地将题目中所提供的信息与物理概念和规律建立联系，进行合理问题转化；（４）缺乏建构模型解决物理问题的方法总结。
1.2课前诊断——“学习之旅”的终点
为了有效帮助学生解决模型建构中遇到的困难，本节课将通过教师的引导、问题的设计和方法的总结等过程使学生增强建立物理模型的意识，能主动将实际问题和典型的物理模型建立联系。具体教学目标包括：
第一，观察实验或视频，能用物理概念准确地描述实际情境，对实际情境形成感应认识。
第二，阅读题目信息并思考如何用物理概念和规律表达实际情境的状态和过程，进行合理问题转化，能画出运动情境图辅助分析。
第三，通过“荡秋千”和“水柱冲击”问题的分析，体会模型建构过程，归纳总结建构模型解决实际问题的思路和方法。
1.3规划路径——“学习之旅”的认知逻辑
用建模的思想解决实际问题是物理学中重要的手段和方法。从某种意义上，物理学就是用模型描述世界、用数学表达模型、用实验检验模型的科学。建模的思想具有统摄性，贯穿于整个物理学的研究领域，聚焦模型建构的专题复习可以从科学思想方法的角度帮助学生整合一轮复习的知识，促进思维的深度发展［２］。
模型建构的过程充分体现了分析、抽象、概括等思维过程，基于经验事实建构物理模型解决实际问题的能力属于高阶思维能力。建构模型分析和解决问题的关键在于“转化”，即能否把情境的故事情节转化为物理现象；能否把描述情境的文字转化为物理表述；能否把情境中需要完成的工作转化为物理问题，并建立相应的物理模型。因此，对于模型建构能力的培养离不开情境创设、情境描述、问题转化、建模分析等教学环节。反之，如果某些环节有缺失，就容易引起学生的认知偏差，形成思维定式，“生搬硬套”模型而缺乏深度思考。
在高三二轮复习中，许多教师都会选择模型建构这一专题，教学流程往往是：先给定常见的物理模型（如柱体模型、球辐射模型、碰撞模型、电动机与发电机模型等），然后选取例题说明解题方法和细节，最后通过大量变式习题巩固模型理解。这样的“三步走”教学过程呈现了“以讲解代替理解，以提示代替思考，以被动接受代替主动建构”的教学形态，在此形态下，学生获取的知识往往是机械性、重复性、浅层性的，很难激发学生的深度思考与自主迁移，更谈不上培养学生自主建模解决新情境问题的能力了。这也是目前物理教学中存在的普遍问题。
开设本节研究