深度學習促進學生自主學習能力提高

陳宇梅

【摘 要】在當前教育改革背景下，學生的自主學習受到教育行業的廣泛關注。學生自主實驗是有效促進學生自主學習能力發展的方式之一，即學生和教師基于有關實驗，以相關物理問題為核心驅動任務，學生自己選擇實驗器材，優化實驗方案，真正參與實驗設計、信息收集、交流溝通等工作，通過完整的實驗過程掌握物理知識，學會借助已有知識來處理問題的方式。自主創新既是一種教學理念，也屬于一種教學方式。本文以初中物理“滑輪”教學為闡述案例，對在其教學各個階段促進物理深度學習的策略進行分析和研究，以期促使學生形成正確且完善的價值理念，養成所必需的品格及能力。

【關鍵詞】初中物理;自主學習能力;教學策略;深度學習

【中圖分類號】G633.7 ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】1671-8437（2021）10-0076-02

相較于其他類型的學科，物理學科有著極強的特殊性，它的本質特征要求教師在教學中必須對實驗探究給予高度重視。科學探究既是學生物理學習的重要目標，也是物理教學中一項極為關鍵的手段。針對部分學生自主學習意識薄弱、動手實踐較少以及缺乏創新意識等問題，本文提出通過讓學生自主實驗來推動學生深入學習物理，幫助學生形成正確的價值觀、學習的必備品格以及關鍵能力。

1 ? 物理實驗屬于一種教學方式

自主實驗通常由教師以類似實驗為啟發，把初中物理有關知識和問題作為任務驅動，讓學生自己選擇實驗裝置，優化現有實驗方案，參與實驗方案設計、問題分析、交流合作等環節，并在實驗中對相關問題以及研究方法產生深刻理解，學會通過已有的物理知識解決遇到的各種問題。在新課改背景下，要進行自主學習，就要鼓勵學生學會應用身邊較為普遍的物品進行物理實驗探究，并在實驗中形成敢于質疑以及探索的良好精神[1]。自主實驗屬于極真實的解決問題的過程。

2 ? 物理深度學習中對學生自主能力培養的策略

以滬粵版物理教材八年級“滑輪”教學為例，教學中學生自主實驗的應用策略分析如下。

如先設置教學情境：學校正在進行校園基礎設施的維修作業，在施工過程中需要將一些施工設備與材料搬運到教室中，但因部分教室所在樓層高且沒有電梯，搬運難度較大，所以會運用滑輪進行材料搬運工作。然后為學生制定對應的學習任務單：①請學生自行搜集與滑輪有關的資料，找到并記錄滑輪在實際生產和生活中應用的案例;②仔細觀察現實生活中應用滑輪的實例，思考滑輪在不同場景中的應用意義以及價值？各種類型的滑輪分別具有哪些優點與缺點？怎樣應用滑輪才可以做到更加省力？③請學生設計出通過滑輪搬運設備及施工材料到樓層較高的教室的對應方案。

教師可以將學生劃分成不同的小組，讓學生以小組為本次實驗的基本單位，借助團隊協作等方式進行問題研究活動。

學生參照教師給出的任務清單理清思路，根據分組情況構建學習共同體。小組成員進行分工合作，自行搜集資料，對滑輪進行觀察和分析，制作滑輪模型來做進一步的實踐研究。上述工作完成之后，組內成員可以闡述自己的觀點、結論等。在明確認知或發現滑輪的實際特點以及具有的作用后，學生需進行下一步的實驗設計，制定最終的解決方案，最后以PPT的形式進行實驗過程、結果展現。

2.1 ?學生展示最終研究成果，教師適當輔助學生解決難點問題

邊說邊做是學生自主實驗最鮮明的一個特點。學生自主實驗實際上是將動作表征、符號和圖像表征完美整合的一個完整過程，其能夠促使學生內化物理知識，教師要引導學生講明自身實驗的過程以及創意與思路。

2.1.1 ?團隊展示實驗成果，小組間分享交流

在教學前的鋪墊中，學生在課程開始前會做大量研究和細致觀察，另外自制一些滑輪模型，因此教師在教學時可以先讓學生充分展示實踐成果，并以此為基礎，師生共同處理其中的不足。在此過程中，教師需要和學生共同傾聽各個小組的論述，及時提出自己的疑問[2]。

2.1.2 ?教師分析學生實驗存在的問題，促使學生擺脫束縛

一方面，教師可以通過可拆卸式磁性滑輪，對滑輪進行拆分處理（磁性滑輪各個部分均依靠磁鐵連接），通過這種直觀的方式將滑輪拆分為一根簡單的杠桿。利用拆解后的滑輪進行演示，使學生對滑輪以及動滑輪支點的位置有明確認識與理解，實現觀察難點的有效突破。這是本部分內容的一個教學重點，學生通過這種方式能夠相對輕松地掌握定滑輪和動滑輪實質上是一根杠桿，只是支點的位置不相同。

另一方面，教師可以將多媒體軟件（如希沃白板等）中的直尺工具與滑輪變形圖相結合，通過大屏幕對杠桿力臂進行直觀、示范化的展示，同時指導學生在杠桿平衡的基礎上進行理論性且更深層次的研究與分析，得到結論，即定滑輪實質上就是等臂杠桿，而與之對應的動滑輪等同于阻力臂是動力臂二分之一的省力杠桿。這樣為何用動滑輪能省一半的力但是用定滑輪無法省力的問題可以得到有效解決。

2.1.3 ?進階學習，讓學生自主實驗的價值得到充分發揮

在學生明確動滑輪和定滑輪的作用后，教師便可以引導學生進一步探究：想要在省力的基礎上改變力的作用方向，應當如何做？

開放型實驗能夠有效激發學生物理學習和實驗的熱情以及興趣，部分小組會制作出自己的滑輪模型。

學生展示的作品均滿足省力且改變力作用方向的目的，然而在這種情況下還存在以下幾個問題：滑輪最省力的極限是多少？繩子自由端拉力與承擔物個體重量的繩子的長度存在何種關系？倘若存在關系，是哪一種定量關系？借助多個不同層次問題的驅動，推動學生仔細思考，完成思維進階，同時引導學生利用小組合作的形式進行實驗設計、辯證研究和交流溝通。由于不同小組學生制作的滑輪模型不同，教師需借助開放課堂提供更多更優秀的教學資源，最終讓學生關于滑輪的各種問題得到完美解決。

2.2 ?課后指導學生利用所學知識解決常見問題

2.2.1 ?首尾呼應，處理課前存在的疑惑

學生在遇到簡易型升降機以及起重機運輸問題時，會在潛意識中將學習內容變成工程問題。此時，教師需要適當引導學生通過所學知識解決此類問題，在攻克物理難題的前提下制定有效解決問題的處理方案，最終實現學以致用的目標。

2.2.2 ?鼓勵學生深入探究，提升學生自主學習能力與科學實踐水平

教師布置的作業應當包括兩種形式，分別是書面作業、實踐作業，并給予學生具體要求，由學生自行挑選作業形式[3]。

對未進行起重機模型組裝的學生，應讓其完成一些質檢物理習題，詳情如下：

對吊車來說，起重的重量是它的核心參數，起重重量即能夠正常提升的極限重量。如果在工作過程中，物體重量遠大于設備可承載的極限重量，那么吊車極有可能出現傾覆的意外事故。對一臺吊車而言，它的起重重量會隨著吊臂傾角與長度變化發生改變。有學生在專業人員的指導之下，對某型號的吊車做了起重重量檢測，實驗數據如表1。

①你認為當吊臂的傾角是30°時，所選用的吊車能不能將重量為5000kg的重物吊起，且不會出現傾覆事故，分別對1、4、5次實驗進行分析得出相應的結論。②通過實驗能夠發現，采用下列哪項措施能夠增加吊車的起重重量（ ?）。

A.提高吊臂的傾角 ? ? ?B.加大吊臂的長度

C.降低吊臂的傾角 ? ? ?D.減小吊臂的長度

對組裝了起重機模型的學生，請他們通過制作的起重機模型研究吊臂長度、吊臂傾角與起重機起重重量之間的關系，同時完成相應的實驗報告。

總之，學生自主實驗不是一個簡單的理念，而是一種特殊的教學方式。該教學方式能夠讓學生的主體性得到最大程度的展現。想要真正轉變教師的教學理念，就應當給予學生充分的信任，促使學生觀察生活，將學習與實際生活聯系，讓學生自己解決簡單問題，進行簡單實驗，甚至在學習中給予同伴一定的幫助。

【參考文獻】

[1]鄭晉軍，汪震，王雨蒙，等.基于自主學習模式的開放性創新實驗教學研究[J].中國教育技術裝備，2020（6）.

[2]肖永琴.促進深度學習的初中物理實踐作業設計[J].教學與管理，2020（7）.

[3]郭真.聚焦核心素養 初中物理深度學習課堂有效構建[J].中學物理教學參考，2019（22）.