于广瀛：指向深度学习的中学物理单元结构化教学效果测量办法的实践探索

摘要：“课改”新阶段中学物理教学应着眼于在“中观”层面开展指向深度学习的学科单元结构化教学的实践，促进学生在问题解决中进行主动地、结构化地学习，从而实现深度学习,促进核心素养的提升。本研究对初高中物理多个学习单元开展了指向深度学习的单元结构化教学实践，按照“深度学习”的内涵和五个方面的特征，结合每个单元的教学目标和内容设计测试题（量表），对各单元的实施效果进行测量，通过与对照班测量数据的对比，总结其中的特点和规律。得出“开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践确实对班级学生产生了显著的影响；实验班的学生在‘本质与变式’、‘迁移和应用’和‘结构’几个维度方面总体上优于对照班学生；实验班与对照班的差异而且随年级升高变得更加明显；而且测试题的综合性和复杂性越强，实验班的学生优势越显著”等结论。

关键词：深度学习  中学物理  结构化教学 效果测量    

一、时代呼唤指向深度学习的学科单元结构化教学

进入21世纪以来，随着人工智能、大数据、区块链等一系列新技术的发展，时代呼唤与社会需求相匹配的人才的培养方式。在传统的教学实践中，教师常常以让学生扎实地掌握更多的知识、更熟练的技能为目的，存在着“直线型”推进学习“碎片化”知识点的特点。这种以课时为单位的让学生“碎片化”、“垒砖式”地学习一个个知识点的教学活动不利于学生对课程内容与要求的整体把握和结构化处理，还容易造成单元整体学习价值的缺失。因此，各国都在探索怎样的基础教育改革方向才能使受教育者能够更好地适应未来的社会生活，更好地满足未来社会发展的需要。

2013年，教育部组织了“深度学习”教学改进项目，研究发现指向深度学习的教学实践是落实核心素养的重要途径，是全面挖掘学科育人价值的有效方式，也是信息时代教学变革的必然选择。教育部基础教育课程教材发展中心负责的深度学习总项目组将其界定为“所谓深度学习，就是在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生掌握学科核心知识，理解学习过程，把握学科本质及思想方法，形成积极的内在学习动机、高级的社会情感、积极的态度、正确的价值观，成为既具独立性、批判性、创造性又有合作精神，基础扎实的优秀的学习者，成为未来社会历史实践的主人”。

在促进深度学习的教学实践中，传统的以课时为单位的活动已变得不合时宜，它不利于学生对课程内容与要求的整体把握和结构化处理。因此，单元教学因其教与学过程的整体化、结构化和系统化等优势，是实现深度学习的有效手段。因此，开展指向深度学习的学科单元结构化教学的实践研究，具有重要的理论价值和实践意义。

二、指向深度学习的中学物理单元结构化教学效果测量办法的设计

按照教育部基础教育课程教材发展中心负责的深度学习总项目组的研究成果，深度学习具有五个方面的特征：（1）联想与结构：经验与知识的相互转化；（2）活动与体验：学生的学习机制；（3）本质与变式：对学习对象进行深度加工；（4）迁移与应用：在教学活动中模拟社会实践；（5）价值与评价：“人”的成长的隐形要素。并对每个方面特征的内涵做了详细的说明。这五个特征是深度学习如何处理教学活动各要素间关系的具体体现，也是作为深度学习是否发生的重要判据。

按照“深度学习”的内涵和五个方面的特征，结合每个单元的教学目标设计评价量表。通过对深度学习的五个方面的特征和内涵的深入研究可以发现：其中“联想”、“活动与体验”和“价值与评价”几个方面特征的实现程度主要可以以学生的主观感受为依据，所以这几个方面数据采集可以通过问卷来实现；而“结构”、“本质与变式”、“迁移与应用”几个方面特征较为客观，要由学生对各单元教学目标对应的习题的解决能力来反映，所以这几个方面数据采集可以通过单元试题检测来采集数据。

其中，问卷中的每个题目分别设A、B、C、D四个选项，A选项表示态度最肯定，态度肯定程度从A到D依次递减。A、B、C、D四个选项分别按3、2、1、0进行赋分。

单元结构化教学效果试卷设计如表1。

表1 单元结构化教学效果试卷设计

二、指向深度学习的中学物理单元结构化教学效果测量举例

1.研究对象

本研究拟以对日喀则市上海实验学校初、高中的相关学生为研究对象。

2.教学实施过程

在大量听课调研和对日喀则市上海实验学校初、高中的相关师生深度访谈的基础上，在日喀则市上海实验学校初、高中分别选择几个教学单元，按照已构建的“中学物理单元结构化教学操作框架”，分别开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践。

3.数据采集过程

在日喀则市上海实验学校初、高中各选择两个实验班和对照班，其中在实验班开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践，对照班仍然采用原来的“直线型”推进学习“碎片化”知识点的教学方式，分别采集数据进行研究。

按照已构建的“中学物理单元结构化教学操作框架”，“以终为始”，在开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践之前，对所选教学单元设计好测试（量表）题。

4.数据分析过程

按照已构建的“中学物理单元结构化教学操作框架”，在所选的教学单元开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践之后，使用前面设计好测试（量表）题，对此单元指向深度学习的中学物理单元结构化教学的实施效果进行测量。分别把所采集的实验班与对照班的数据进行处理和分析，对比数据，总结其中的特点和规律。

（1）首先，分别对各班所用学的试卷进行批阅，并把各班级成绩（原始分）均按下表所示进行分类登分。

表2 单元结构化教学原始分登分表

（2）然后，分别计算实验班、对照班这几个维度的得分率，如下表。

表3 单元结构化教学得分率登分表

（3）把上表中两个实验班和两个对照班各维度得分率绘成折线图

图1 高中物理“抛体运动”单元结构化教学效果折线图

其中，2班、3班为实验班；4班、6班为对照班。

根据折线图分析结果，可以得出以下初步结论：

（1）两个实验班在“本质与变式”、“迁移和应用”和“结构”几个客观题维度方面明显强于两个对照班。而在“活动与体验”、“联想”和“价值与评判”几个主观题维度方面实验班和对照班没有明显的差异。

（2）在“本质与变式”、“迁移和应用”和“结构”这几个差异较大的几个维度方面，两个实验班的得分更为接近，两个对照班的得分更为接近。相比之下，在“结构”这个维度方面实验班和对照班差异最为明显，“迁移和应用”这个维度方面差异次之，“本质与变式”这个维度方面差异较小。

本研究还对其他的几个实验单元的教学效果进行了测量，如：初中物理“电功率”单元，见图2，寻找其实验班和对照班各维度得分率折线图的特点和规律。

图2 初中物理“电功率”单元结构化教学效果折线图

5.结论

本研究通过对初、高中物理多个单元开展了指向深度学习的单元结构化教学实践，并对实施效果进行了测量，比较实验班和对照班的测量数据的特点和规律，可以得出如下结论。

（1）一般情况下，开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学的实验班级学生在“本质与变式”、“迁移和应用”和“结构”几个维度总体上优于对照班学生，而在“活动与体验”、“联想”和“价值与评判”几个维度方面实验班学生总体上虽有优势，但不明显。

（2）虽然通过问卷采集学生主观感受的数据可以反映一定的教育问题，但通过测验采集到的学生分析和解决问题的能力方面数据客观性更强，其差异的显著程度更高。

（3）一般情况下，在“本质与变式”、“迁移和应用”和“结构”这几个差异较大的几个维度方面，实验班的学生得分更为接近，而对照班的学生得分更为接近。这反映了开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学实践确实对班级学生产生了显著的影响。

（4）相比之下，在“结构”这个维度方面实验班的学生优势最为明显，“迁移和应用”这个维度方面差异次之，“本质与变式”这个维度方面差异较小。这反映了开展指向深度学习的初中物理单元结构化教学的实验班学生在处理综合性和复杂性的问题时具有更显著的优势。

（5）一般情况下，开展指向深度学习的中学物理单元结构化教学的实验班与对照班的差异而且随年级升高变得更加明显，但也受单元内容特点和测试题的影响也非常显著，测试题的综合性和复杂性越强，实验班的学生优势越显著。

作者简介：

于广瀛，华师教育研究院学科特聘专家，正高级教师，上海市浦东新区进才中学南校学术委员会副主任，中国民主促进会会员；上海师范大学硕士生导师，上海师范大学教育学院兼职研究员，上海市学校心理咨询师；长期担任浦东新区教科研骨干教师，浦东新区物理学科中心组成员，浦东新区教育国际交流中心兼职研究员，浦东新区航头学区教科研工作室主持人；多次应邀到全国各地讲学；主持和参与多项市、区两级课题、项目的研究和专著的编写，有数十项研究成果在市、区两级获奖或在刊物上发表。