指向深度學習的高中物理習題教學策略

黎琴

【摘 要】 高中階段的物理教學具有明顯的綜合性特征，同時也與學生的生活具有密不可分的聯系。但對于學生來說，高中階段的物理知識點難度更大，理解起來十分吃力。實際上高中物理知識不能單純處于淺顯層面的理解，而需要掌握知識點的本質，并學會去應用，進一步提高學習的深度，掌握物理與生活的聯系，學會應用高階思維，通過深度學習提高學生的學習效率。本文主要圍繞高中物理習題教學展開論述，探討深度學習理念下的有關教學策略。

【關鍵詞】 深度學習? 高中物理? 習題教學

引言：深度學習指的是在知識理解的基礎上以批判性的思維將新知識與舊知識進行結合，并聯系眾多思想，將已有的知識靈活應用到不同的習題情境，從而提高物理習題的解決效率，提高學習的質量和深度。深度學習有利于學生快速理解并掌握物理知識，而高中階段的物理學科知識點具有明顯的系統性和連貫性特征，實驗與知識教學的結合能夠幫助學生掌握知識點的聯系性，建立完善的知識網絡，提高學生學習效率的同時幫助學生靈活的應用物理知識來解答習題。

一、靈活拓展，一題多變

一題多變的習題設計是拓展習題內容，激發學生思維靈活性的有效舉措，同時也能夠提高學生的學習深度。很多高中階段的學生都存在著物理觀念應用不足的現象學習過程也只能止步于淺層無法深入，而這種變式訓練有利于思維的拓展，通過習題的靈活變換實現深度學習。習題的變式設計指的是在原本問題的基礎上改變其中一個或幾個條件，讓學生在明確前后兩道習題聯系的同時，根據上一道習題的解題經驗和結果輔助下一道解題過程，在提高學習深度的基礎上學習難度也有了降低，從兩道或多道習題中學會從不同的角度分析問題，用不同的方法解決問題，探索其中的物理規律，從而加深理解，掌握知識的應用方法。

一題多變可以將學生熟悉的經典題型或上一道習題的題型、情境為主，改變已知條件或問題的方向，讓學生從另一條思路分析并解答，有助于學生在解題中實現舉一反三。如例題：

一塊矩形薄板的質量m=1kg，長度L=0.8m，靜止在水平的桌子上。薄板右側和桌子對齊，薄板和桌面的動摩擦因數為μ=0.4，通過F=5N的水平力將薄板向右推，把薄板推下桌子，若g取10m/s2的情況下，力F的做功為多少？

根據一題多變的方法，該習題可以有以下幾種變式。

變式一：求薄板被推下桌子前生成了多少熱量？

變式二：如下圖所示，若將桌面由平面變成傾角37°，長s=2.4m的斜面，同樣將其推下桌子，這時F的做功至少需要多少？

通過一題多變，讓學生充分了解動能定理與機械能守恒定律，在不同的問題條件下都能夠熟練應用物理知識點，同時也學會靈活解答習題。

二、習題層次化設計，促進學生交流體會

層次化設計指的是針對不同學習水平的學生設計不同“階層”的教學任務、目標、內容、評價標準等，在保證優等生可以在課堂學習中獲得進步的同時也為后進生的學習與進步提供更多的機會和空間，也讓學生可以與自身水平相近的同學進行合作學習，是一種直接面向所有學生的針對性教學策略。而深度學習理念下應用層次化的習題設計也能契合于更多學習水平的學生，引導學生自主學習和合作學習，拓寬學生學習空間的同時也加深學生的學習深度。如在教學“機械能”后，教師可以在習題的設計上由易到難設計習題，并且保證習題與習題之間具有連貫性特征。如例題：

（1）甲乙兩球處于同一個光滑的平面中，兩個球的質量相同都為m，其中甲球靜止不動，而乙球以V0的速度向甲球撞來，碰撞期間沒有機械能損失，那么甲球能夠獲得多少速度？

（2）甲乙兩球處于同一個光滑的平面中，兩個球的質量相同都為m，其中甲球和一個輕彈簧連接且處于靜止的狀態，這時乙球以V0的速度向甲球撞來，甲球能獲得的最大速度是多少？

（3）一塊質量為M的楔形物中有一個圓弧軌道，楔形物在水平面上靜止不動，這時一枚質量為m的丙球以V1的速度沿圓弧軌道沖擊運動，若不計算摩擦，圓弧軌道角度在90°以內而長度足夠，那么物塊的最終速度為多少？

這些習題中，題（1）和題（2）具有明顯的聯系性，并且三道習題難度不同，連貫性的習題設計有利于學習能力不足的學生可以在解決既定任務習題后可以有選擇性的探索下一道習題，題（2）也是一樣，這一設計對于學生來說是一種挑戰和進步，也是學習上的拓展，讓學生一點點加深學習深度，提高學習效率和進步效率。

三、創設情境，引導學生思考

情境教學是現代教育下常用的一種高效教學模式，情境本身對于學生便具有一定的引導作用，讓學生通過探索情境的方式找到其中的物理現象，而情境的設計也可以結合很多主題如問題情境與生活情境等，能夠產生不同的效果。針對生活情境而言，可以讓學生聯系到生活實際，在體會物理知識實際應用價值的同時學會應用物理知識而解決生活問題，加深學習深度和知識應用的深度。物理學科本身便是闡釋生活現象和規律的一門學科，所以物理教學聯系生活能夠幫助學生產生更深層次的理解。如在教學“曲線運動”時，教師可以通過生活情境的創設來達到深度學習的目的，如例題：

小亮打傘在雨天行走時，突然想起了小時候常玩的轉雨傘，通過旋轉雨傘將傘上面的水珠甩下來，而被甩下來的雨滴形成一個圓圈非常有趣。若雨傘的邊緣半徑為r，傘邊距地面的高度為h，而雨傘的旋轉速度為n/分鐘，雨滴被旋轉的雨傘甩下形成的圓圈半徑為多少呢？該習題的設計非常符合學生的認知，很多學生都曾經在下雨天時旋轉過雨傘，也知道雨滴在被甩出去時是座曲線運動的，所以利用這一情境可以有效聯系學生的生活經驗和認知特征，調動學生的興趣與思維來解答習題。

結束語：深度學習下的高中物理習題教學需要從學生的能力與思維方面著手，培養學生的物理學習能力和解決問題能力，靈活學生的物理思維，在提高解題效率的同時步入物理學習的更深層。

參考文獻

[1] 黎波.高中物理教學中的深度學習[J].新校園：中旬刊，2015：35-35.

[2] 魏麗媛.基于深度學習理論的高中物理習題學習研究[D].沈陽師范大學，2020.

*本文系莆田市教育科學“十三五”規劃2020年度立項課題《指向深度學習的高中物理習題教學策略研究》（PTGFKT20104）研究成果之一。