核心素养下初中物理课堂深度学习模式的实践探索

陈世春

（福建省罗源第一中学，福建福州，350699）

摘要：针对当前初中物理课堂中普遍存在的浅层学习现象，以《义务教育物理课程标准（2022年版）》倡导的核心素养为导向，剖析深度学习与核心素养的内在契合关系及当前研究与实践的现实困境，构建“情境激活—探究生成—结构建构—迁移应用—反思评价”五环递进的深度学习教学模式。结合“密度”“凸透镜成像”“物态变化”等典型课例，从创设认知冲突情境、设计进阶问题链、促进知识结构化、强化变式迁移四条路径展开实践探索，并就实施保障与现存局限进行反思。研究表明，该模式有助于推动学生由低阶思维向高阶思维跃迁，促进物理学科核心素养的落地。

关键词：核心素养；深度学习；初中物理；教学模式；高阶思维

课题项目：福建省教育科学“十四五”规划2022年度“协同创新”专项课题：核心素养下初高中物理课堂深度学习模式的实践探索（编号:Fjxczx22-055）

《义务教育物理课程标准（2022年版）》明确提出，义务教育物理课程以培养学生核心素养为宗旨，要求学生逐步形成物理观念、发展科学思维、经历科学探究、树立科学态度与责任^[1]。课程目标历经“双基要求”“三维目标”到“核心素养”的迭代升华，标志着物理教学的价值取向正由“知识本位”转向“育人本位”。然而，在现实课堂中，以知识点记忆和解题技巧训练为主的浅层学习仍较为普遍：学生被动接受结论、机械套用公式，知识彼此割裂、难以迁移，分析、评价、创造等高阶认知活动严重不足。这种“懂而不会、会而不通”的学习样态，与核心素养所追求的真实问题解决能力之间存在明显落差。

深度学习被视为连接课堂教学与核心素养的关键桥梁。它强调学习者在理解的基础上批判性地建构知识、在情境中实现迁移应用，直接指向高阶思维的发展^[3]。近年来，深度学习已成为我国基础教育研究的热点，相关成果在内涵界定、策略设计与单元教学等方面不断丰富。但聚焦初中物理领域，已有研究仍存在概念泛化、模式同质、实证薄弱、评价滞后等问题，缺乏与物理学科特质深度耦合、可操作的课堂教学模式。基于此，本文尝试厘清深度学习与核心素养的内在关联，直面当前研究困境，构建并实践一种适切初中物理课堂的深度学习模式，以期为一线教学提供参照。

1核心素养与深度学习的内在关联及实践困境

1.1深度学习的概念溯源与内涵界定

深度学习的概念最早可追溯至马顿（F. Marton）与萨乔（R. Säljö）对学生阅读方式的研究，他们依据学习者加工信息的方式区分出“深层加工”与“浅层加工”两种取向。2005年，何玲、黎加厚将这一概念引入我国，指出深度学习是学习者在理解的基础上批判性地学习新知识、并将其纳入原有认知结构、在众多观念之间建立联系、最终能够迁移到新情境中以作出决策和解决问题的学习方式^[2]。此后，郭华从课程与教学论的视角对深度学习进行本土化阐释，提炼出“联想与结构”“活动与体验”“本质与变式”“价值与评价”等内在机制，认为深度学习是教师引导下学生围绕具有挑战性的学习主题全身心投入并获得发展的有意义学习过程^[3]。钟启泉等学者亦强调，深度学习的要义在于实现知识的内在关联与意义建构，而非符号表层的简单记忆^[13]。

综合已有研究，深度学习区别于浅层学习的根本之处，不在于学习内容的多寡或难易，而在于认知加工的层次与思维品质的高低。若以布卢姆认知目标分类观之，浅层学习多停留于“记忆”“理解”层面，深度学习则指向“应用”“分析”“评价”“创造”等高阶认知^[6]。落实到初中物理课堂，深度学习至少具有四个特征：其一，理解的深刻性，要求学生把握物理概念与规律的本质，而非记忆其文字表述；其二，知识的结构化，要求学生在概念之间建立逻辑关联，形成结构化的认知网络；其三，思维的高阶性，要求学生经历分析推理、批判质疑、建模迁移等思维过程；其四，投入的全身心，要求学生在真实情境中主动探究、积极反思。

1.2深度学习与核心素养的契合关系

深度学习与物理学科核心素养在育人逻辑上高度同构，二者并非简单并列，而是“过程”与“目标”、“手段”与“旨归”的统一^[5]。

就物理观念而言，其形成有赖于对概念规律本质的深刻理解与结构化建构，这正契合深度学习所追求的“联想与结构”。学生唯有在深度加工中将零散的知识整合为有机整体，方能把外在的物理知识内化为认识世界的物理观念。

就科学思维而言，其核心是模型建构、科学推理、科学论证与质疑创新，这恰是深度学习高阶思维特征的直接体现。离开了分析、评价、创造等深层思维活动，科学思维的培养便无从落地。

就科学态度与责任而言，其涵养离不开学生在挑战性任务中的全身心投入与价值体认，深度学习“价值与评价”的内在要求恰为此提供了路径。由此可见，以深度学习重构初中物理课堂，实质上就是为核心素养的落地寻找具体而可行的教学载体。

1.3当前初中物理深度学习研究与实践的现实困境

尽管深度学习研究方兴未艾，但聚焦初中物理课堂的相关探索仍面临若干亟待破解的困境，这也正是本研究的逻辑起点。

第一，概念泛化，“深度”被标签化。部分实践把深度学习等同于“活动量大”“难度高”或“信息技术多”，将热闹的课堂活动、繁复的习题训练误认为深度学习，却缺乏对“深”之内涵的清晰界定与认知科学支撑^[8]。如何区分“真深度”与“假活跃”，至今仍是悬而未决的问题。

第二，模式同质，学科适切性不足。不少模式直接移植自一般教育学或他学科（如5E探究、翻转课堂等），未能充分观照物理学科以实验为基础、以模型为工具、以定量推理见长的独特属性，导致“深度学习”流于通用框架，难以触及物理思维的内核^[10]。

第三，案例叙事，实证检验薄弱。当前成果多以经验性课例描述为主，停留于“怎么做”的操作层面，缺乏严格的对照研究、量化数据与效果检验，对模式的有效性边界与适用条件论证不足，研究结论的可推广性存疑。

第四，评价滞后，高阶思维难以测度。深度学习指向高阶思维与素养发展，但现行评价仍以纸笔测验、知识再现为主，缺乏能够测量分析、评价、创造等高阶能力的工具与量规，过程性评价、表现性评价的开发明显不足，致使“教深度”与“评浅层”相互掣肘^[7]。

上述困境表明，初中物理深度学习研究亟须从零散的策略罗列走向系统的模式建构，从通用的理论移植走向学科化的实践转化。

2核心素养导向下初中物理深度学习模式的构建

2.1模式构建的理论依据

深度学习模式的构建以多种学习理论为支撑。建构主义学习理论认为，知识是学习者在原有经验基础上主动建构的产物，强调情境、协作、会话与意义建构，为“学生主动建构”提供了认识论基础。维果茨基的“最近发展区”理论指出，有效的教学应着眼于学生现有水平与潜在水平之间的区域，借助适切的支架推动发展，为进阶任务的梯度设计提供了依据。布卢姆认知目标分类学将认知过程由低到高划分为记忆、理解、应用、分析、评价、创造六个层级，为深度学习中的思维进阶提供了可操作的参照^[6]。此外，认知负荷理论提示我们，在设计深度学习任务时须合理调控内在与外在认知负荷，避免因情境冗余或任务超载而削弱深度加工。

2.2模式构建的基本原则

基于上述理论，初中物理深度学习模式的构建应遵循四条原则。一是目标进阶性，教学目标须由低阶认知向高阶认知层层递进，使学生的思维拾级而上。二是情境真实性，应创设源于真实生活或科学史的问题情境，激发认知冲突与探究动机，使知识学习获得意义依托。三是探究自主性，应把学习的主动权交还学生，让其在观察、实验、推理与论证中亲历知识的生成过程。四是评价一体性，应将评价嵌入学习全过程，以评促学、以评促思，实现“教—学—评”的内在一致。

2.3模式的整体框架与运行逻辑

依循上述原则，本研究构建“情境激活—探究生成—结构建构—迁移应用—反思评价”五环递进的初中物理深度学习教学模式。五个环节并非彼此孤立，而是围绕挑战性学习主题层层深入、循环上升的有机整体。“情境激活”以真实情境引发认知冲突，激活学生的已有经验与学习动机，对应理解的起点；“探究生成”以问题链驱动学生开展观察、实验与推理，在分析与论证中生成新知，指向分析层级；“结构建构”引导学生在概念之间建立关联、纳入原有认知结构，形成结构化的物理观念，指向综合与评价；“迁移应用”通过变式情境促使学生将所学迁移到新的、复杂的真实问题中，指向应用与创造；“反思评价”则贯穿始终，引导学生回顾思维过程、修正认知偏差，实现深度学习的闭环。整个模式呈现出认知层级由低到高、思维品质由浅入深的进阶逻辑，为核心素养的落地搭建起可操作的课堂路径。

3初中物理课堂深度学习模式的实践探索

以人教版义务教育教科书《物理》八年级上册的相关内容为例，下面依循五环模式，从创设认知冲突情境、设计进阶问题链、促进知识结构化、强化变式迁移四条核心路径展开实践探索。

3.1创设认知冲突情境，激活深度学习动机

深度学习始于有意义的问题情境，而高质量情境的关键在于制造认知冲突，使学生的原有认知与新现象之间产生张力，从而激发深层探究的内在动机^[2]。

课例：在“密度”概念的引入中，教师呈现两块外观、颜色相近但体积明显不同的金属块，先请学生判断哪一块“含的物质多”，多数学生依据体积作出判断。随后教师用天平测出二者质量，发现体积较小的一块质量反而更大，这与学生的直觉相悖。冲突促使学生意识到，仅凭体积或质量都无法刻画“物质的某种属性”，由此，“质量与体积之比”的探究需求被自然激发，密度概念的建构便有了真实的认知动力。

教学价值：与平铺直叙地给出定义不同，认知冲突情境把“要我学”转化为“我要学”，使学生带着问题进入课堂；更重要的是，学生在化解冲突的过程中初步体会到，物理概念是为刻画自然规律而创造的工具，这种对概念本质的体认，正是物理观念形成的起点。然而需要指出的是，情境创设并非越新奇越好，若情境与核心问题关联松散，反而会增加无谓的认知负荷、干扰深度加工，因此情境必须紧扣概念的本质矛盾。

3.2设计进阶问题链，发展高阶科学思维

问题是思维的引擎。指向深度学习的问题设计，应避免碎片化的“是不是”“对不对”，转而以层层递进的问题链引导学生由表及里、由现象到本质，推动思维向分析、评价、创造等高阶层级攀升^[3]。

课例：在“探究凸透镜成像规律”中，教师设置三层问题链。第一层为观察层：改变物距，像的大小、正倒、虚实如何变化？引导学生通过实验获取并记录数据。第二层为分析层：以一倍焦距f和二倍焦距2f为界，物距处于不同区间时成像有何规律？第三层为解释与迁移层：为什么物距等于一倍焦距时不成像？照相机、投影仪、放大镜分别利用了哪一段成像规律？引导学生运用规律解释器材原理、预测未知情形^[11]。

在这一过程中，教师还可进一步追问：“如果实验中所成的像总是偏暗、偏小，可能是哪些环节出了问题？”促使学生反思实验变量的控制与误差来源。三层问题环环相扣，使学生的认知由“看到现象”走向“发现规律”，再走向“解释与应用”，科学推理与论证能力在拾级而上的追问中得到锤炼。

教学价值：进阶问题链为思维进阶搭建了认知支架，契合最近发展区的教学要求。它的价值不在于问题数量之多，而在于问题之间的逻辑梯度——每一问都建立在前一问的基础上，又为下一问蓄力。这恰恰指向当前实践的一处薄弱：不少课堂虽然“满堂问”，却问而无序、问而浅表，学生疲于应答，思维难有实质提升。

3.3促进知识结构化建构，深化物理观念形成

零散的知识难以迁移，唯有结构化的知识才具有生长力。深度学习强调引导学生在概念之间建立联系，将孤立的知识点整合为结构化的认知网络，从而实现由“知识”向“观念”的跃升^[3]。

课例：在“物态变化”单元复习中，教师不再逐一罗列熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华六个过程，而是引导学生以“固、液、气三态”为节点、以“吸热与放热”为线索，自主绘制物态变化关系图。学生在绘图中需要思考：每两种状态之间存在怎样的相互转化？哪些过程吸热、哪些过程放热？六个过程在图中如何首尾呼应、形成循环？通过这一结构化建构，学生不仅厘清了六种物态变化的内在逻辑，更深刻领悟到“物态变化的实质是分子运动状态随能量变化而改变”这一核心观念。

教师还可借助新旧知识的衔接进一步深化建构。例如，将物态变化中的“吸热放热”与此前学过的“温度”“热量”概念相联系，引导学生从能量视角统摄整个单元，使知识在更高层次上实现整合。

教学价值：知识结构化是连接具体知识与物理观念的桥梁。当学生能够用一张图、一条主线统摄整个单元的知识时，他们获得的便不再是彼此孤立的事实，而是可迁移、可生长的认知结构。这与“大概念”“单元整体教学”的理念相通^[9]，也是破解知识碎片化、推动深度学习的有效途径。

3.4强化变式迁移应用，提升问题解决能力

迁移是检验深度学习的试金石。深度学习的最终旨归，是学生能够将所学迁移到新的、复杂的真实情境中解决问题，在“本质与变式”的转换中深化理解、发展创造性思维^[3]。

课例：在掌握密度知识后，教师设计真实任务——如何鉴别一只标称“纯金”的戒指是否掺假？学生需要调用密度概念，设计“测质量—用排水法测体积—计算密度—比对标准值”的完整方案，并讨论测量误差对结论的影响。在此基础上，教师再提出变式问题：空心金属球与实心球的密度测量有何不同？如何判断一个球体是否空心？问题情境不断变化，但内核始终是密度知识的灵活运用，促使学生在变式中把握不变的本质。

进一步地，教师可引导学生运用物态变化知识解释自然与生活现象，如雾、露、霜、雾凇的成因，“白气”的形成，以及为何北方冬季窗玻璃上的冰花多结在室内一侧。这些开放性的真实问题没有现成的标准答案，需要学生综合分析、合理推断，从而把课堂所学转化为认识真实世界的能力^[12]。

教学价值：变式迁移使知识“活”了起来。它不仅检验学生是否真正理解，更在真实问题解决中涵养了学生的科学态度与社会责任。值得注意的是，迁移任务的设计应兼顾挑战性与可达性：过易则无法激发深度思维，过难则可能挫伤学习信心，这对教师把握学情、动态调控难度提出了较高要求。

4实施保障与反思

4.1实施保障

深度学习模式的有效落地，离不开多方面的保障。在教师层面，须切实提升教师的专业能力。深度学习对教师的学科理解力、情境创设力与课堂调控力提出了更高要求，教师不能囿于教材，而应拓宽视野、整合跨学科资源，并在集体教研中系统梳理各单元的深度学习切入点，开发结构化的课例资源^[4]。在评价层面，须重构指向高阶思维的评价体系：一方面强化过程性评价，在实验报告中关注学生能否尊重证据、合理质疑，在探究活动中观察其分析、论证与合作表现；另一方面发展表现性评价，借助开放性问题、项目作品等追踪学生认知结构与思维品质的变化，使评价真正服务于深度学习^[7]。在资源层面，可结合本土科技成就与物理学史素材开发课例，并合理运用数字技术创设情境、模拟过程，增强学习的真实性与体验感。

4.2研究的局限与展望

客观而言，本研究仍存在若干局限，这也指向未来深化的方向。其一，本研究主要基于课例分析与经验反思，尚缺乏严格的实证检验，模式的有效性有待通过对照实验、量化数据加以验证，其适用条件与边界也需进一步厘清。其二，五环模式在实际教学中并非总是线性推进，不同课型、不同内容的适配性存在差异，如何根据具体学情灵活裁剪、动态调整，仍需在实践中持续打磨。其三，深度学习的开展高度依赖教师素养且较为耗时，这与有限的课时、应试的现实压力之间存在张力，如何在常态课堂中实现深度学习的可持续推进，是一个尚未充分解决的难题^[8]。此外，面向高阶思维与核心素养的测评工具仍较为匮乏，开发科学、可操作的评价量规，将是后续研究的重要着力点。未来可进一步引入数字技术与学习分析手段，构建更加系统、精准的初中物理深度学习实施与评价体系。

5结语

核心素养的落地呼唤课堂教学的深度变革。本研究立足初中物理课堂，剖析了深度学习与核心素养的内在契合及当前研究的现实困境，构建了“情境激活—探究生成—结构建构—迁移应用—反思评价”五环递进的深度学习教学模式，并结合典型课例从四条路径展开了实践探索。探索表明，以深度学习重构物理课堂，有助于推动学生由低阶思维向高阶思维跃迁、由知识习得向素养发展转化，从而切实推进物理教学从“知识本位”走向“育人本位”。当然，深度学习的研究与实践仍任重道远，唯有在理论建构与实证检验的双向互动中持续推进，方能为培养具有科学素养、理性精神与社会责任的时代新人奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育物理课程标准: 2022年版[M]. 北京: 北京师范大学出版社, 2022.

[2] 何玲, 黎加厚. 促进学生深度学习[J]. 现代教学, 2005(5): 29-30.

[3] 郭华. 深度学习及其意义[J]. 课程·教材·教法, 2016, 36(11): 25-32.

[4] 安富海. 促进深度学习的课堂教学策略研究[J]. 课程·教材·教法, 2014, 34(11): 57-62.

[5] 郑葳, 刘月霞. 深度学习: 基于核心素养的教学改进[J]. 教育研究, 2018, 39(11): 56-60.

[6] 张浩, 吴秀娟. 深度学习的内涵及认知理论基础探析[J]. 中国电化教育, 2012(10): 7-11.

[7] 郑东辉. 促进深度学习的课堂评价: 内涵与路径[J]. 课程·教材·教法, 2019, 39(2): 59-65.

[8] 彭红超, 祝智庭. 深度学习研究: 发展脉络与瓶颈[J]. 现代远程教育研究, 2020, 32(1): 41-50.

[9] 崔允漷. 如何开展指向学科核心素养的大单元设计[J]. 北京教育(普教版), 2019(2): 11-15.

[10] 任虎虎. 指向深度教学的思维型课堂实践与反思: 以“磁场对运动电荷的作用力”教学为例[J]. 物理教师, 2018, 39(7): 16-18.

[11] 李雪妮. 基于深度学习的初中物理实验教学策略[J]. 广西物理, 2023, 44(3): 83-85.

[12] 刘燕. 深度学习视角下初中物理教学的有效性探究[J]. 广西物理, 2023, 44(1): 185-187.

[13] 钟启泉. 深度学习[M]. 上海: 华东师范大学出版社, 2021.

...