基于深度學習的高中物理課堂構建探析

劉海菊

【摘 要】 深度學習主要是以學生學習興趣以及學生理解能力為基礎，引領學生運用不同思維方式探究知識點，將物理知識進行整合，讓學生在不同情境中合理解決實質性問題，此外，在物理課堂教學中，教師注重引領學生認識到物理知識學習所存在的困難，創新物理教學方式，制定針對性策略，優化物理課堂教學環節，提升物理課堂教學質量.

【關鍵詞】 深度學習;高中物理;構建策略

高中物理知識的學習相對于學生而言則是一門抽象性的學科，大部分學生對這一學科知識的學習出現畏難情緒，嚴重影響學生的物理學習效果.因此在課堂教學中，教師應注重激發學生的物理學習活力以及積極性，使其切身感受到學習物理知識的樂趣，并靈活應用與掌握物理知識點.深度學習方式是一種幫助學生提升物理學習質量的方式，需要教師在物理教學中將深度學習理念融入物理課堂教學中，幫助學生高效完成物理學習任務.

1 深度貫穿物理知識鏈，形成探究思維

高中物理知識點涵蓋面廣，且在物理教材中對于物理知識的呈現表現為碎片化，不僅利于學生們物理知識框架體系的構建，反而會促使學生陷入重復性記憶物理知識碎片環節中，不利于學生形成正確物理探究思維.物理觀念形成于物理教學環節中，教師在物理環節中引領學生進行深度滲透，掌握基礎性物理知識，對基礎物理知識進行擴展延伸，總結所學習的物理基礎性規律，融會貫通，形成系統化物理知識思維框架.

例如 《牛頓第三定律》教學過程中，教師為學生展現視頻和圖片，其中包含神州十三號發射過程視頻，兩個不同顏色的氣球擠壓、懸在空中的地球儀、手拉彈簧、踢足球、雞蛋碰石頭等，讓學生分析這些物體之間的作用力有何特點，學生在分析中得知力的作用是相互的，而且是成對出現的，從而引出作用力和反作用力的一些特點，比如：作用力和反作用力作用在一條直線上，方向相反.大小是什么關系呢？繼續帶領學生進行探索，做兩個水平彈簧對拉實驗探究作用力和反作用力大小的關系，讓學生提出猜想，作用力和反作用力可能是大小相等，方向相反.之后兩個人一組讓兩個彈簧對拉，第一次勻速拉，第二次加速拉，在加速拉的時候利用記憶彈簧稱，學生們讀取彈簧上的數字，發現數字同時變化，且讀數相等，拉力方向相反.是不是在任何運動狀態下作用力和反作用力都是大小相等方向相反呢？老師讓兩個同學手持力傳感器，一起做各種動作，上下、前后左右，老師說停，兩位同學不施加力.屏幕上實時出現作用力和反作用力對稱的圖像.通過兩位同學的演示及圖像，學生不僅很容易總結出作用力和反作用力大小相等，而且可以引導學生深度思考：通過觀察圖像你還可以提出什么問題？比如：這兩個力是怎么變化的？同時產生同時消失.（老師說停的時候力消失了，圖像是一條直線.）

教師順勢引出牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，并作用在同一直線上.之后教師帶領學生們進行擴展延伸，引領學生們探索生活中的作用力與反作用力，繼續呈現小風扇安裝在小車上，打開電源，風扇轉動，小車前進;轉動竹蜻蜓飛上天;水中螺旋槳等實際生活現象，從實際生活中現象進行物理分析探究作用力和反作用力在生活中的應用.學生們在完成作用力和反作用力知識點學習任務之后，教師為學生提供思維框架表格，組織學生們共同結合表格內容進行物理知識探究，尋找作用力、反作用力與平衡力之間相同點與不同點，幫助學生形成物理探究思維.

在物理學習中，教師通過深度教學引導學生深度思考，讓學生通過獨立思考、自主判斷，比較和辨析不同觀點，去發現新問題、提出新觀點、探尋新規律.學生通過深入探索物理規律的過程，對知識點進行整體性連接，會幫助學生形成思維框架，感知物理知識的價值.

2 設計深度數形結合思想方法，培養高階思維

物理學是一門精密科學，與數學有著密切的關系.從物理學的發展史看，物理學的發展是離不開數學的，一種適合表述物理的數學工具，不僅能有力地促進物理學的發展，還能使物理規律以更加清晰、簡潔的方式表示出來.隨著我國教育事業的全面發展，加上新課程教育改革事業的不斷完善，對中學物理教學提出了更高的要求.新課程標準中針對物理學科的科學性做出了明確要求，關于物理學科要考查的“應用數學處理物理問題的能力”是這樣敘述的：能夠根據具體問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并根據結果得出物理結論.

在中學物理教學中，數形結合思想方法是進行有效推理論證的重要手段，能使物理公式推導更加簡潔，通過數形結合方法進行推算，符合學生的認知規律，更有利于學生對知識的理解.

例如 在《勻變速直線運動的位移與時間關系》教學過程中，對位移公式許多同學不理解，只能死記硬背，甚至有同學默成x=v0+1/2at2，很明顯根本沒有理解位移的含義.其實這只是淺層學習，不利于學生高階思維的形成.可以這樣設計：對于初速度為v0的勻變速速直線運動物體的位移對應著v-t圖象中一塊梯形的面積.我們數學上怎么求一個圖形的面積呢？初中學過哪些方法呢？同學們突然興奮地喊起來，把學生的方法寫在黑板上“公式法、分割法、作平行線法、利用性質法……”教師順勢PPT呈現初速度為v0的勻變速直線運動的v-t圖象，讓學生分組用不同的方法求出梯形的面積.假設經過t秒時的位移為x，要求用初速度v0、加速度a、t秒時的速度v以及時間t 中的字母表示.第一組同學用分割法將梯形分成下面的矩形面積x1=v0t和上面的直角三角形x2， 但是直角三角形的高怎么知道呢？教師可以引導學生勻變速直線運動速度公式v=v0 +at，高就等于at，于是x=v0t+12at2很容易得到了;第二組同學用平均速度公式求出位移公式是：x=v0+v2t;第三組巧妙將2個全等梯形拼到一起成為一個矩形，第四組用矩形割去一個三角形就得到梯形面積，知道位移公式是用面積推導得到的，再怎么也不會記成：x=v0+12at2（如圖所示）之后再設計一個深度思考的題目：x=v0t+12at2的位移時間圖像怎么畫呢？由數再轉變成形，訓練學生的高階思維能力.

3 設計深度情境化教學，構建創新思維

特級教師朱開群說過：“核心素養離不開知識，但單純的知識不等于素養.只有將知識與技能用于解決復雜問題和處理不可預測情境所形成的能力和道德才是核心素養.”物理教師創設深度物理教學情景，為學生呈現熟悉的生活場景，將抽象物理知識轉變為形象化物理知識，便于學生深入了解與掌握，并運用已知物理知識探索新知識點，對其進行深入分析與剖析.一旦脫離真實場景，物理知識就變成了抽象數字與符號，不利于學生對物理知識的掌握.對于物理情景的創設注重符合學生認知特點，結合學生生活實際，激發學生進行深度思考，進一步構建創新性思維.

例如 《位置變化快慢的描述——速度》教學過程中，教師為學生展現在日常生活與科學研究中經常會需要知道物體運動的快慢與方向，在直線運動中，如何比較它們運動的快慢呢，教師為學生展現日常生活中常見的物體的運動，A自行車沿平直公路行駛、B公共汽車沿平直公路行駛、C火車沿平直軌道行駛、D飛機在天空直線飛行，表格項目內容：初位置、末位置、經過時間、位移x與時間t的比值.

根據表格中的內容尋找位移x相同，比較時間t的大小的，比如A、B，再尋找時間t相同的，比較位移x的大小的，比如C、D.之后在學習中了解到速度和平均速度，在物理量中又出現了瞬時速度，學生對此概念的認知不夠清晰，教師則繼續為學生設計生活情景：在討論蘇炳添100米跑記錄中，要想知道蘇炳添的起跑速度，為學生展現了前15米的平均速度，前5米的平均速度，前1米的平均速度，讓學生對比哪個速度最接近起跑時的速度呢？

學生對數據進行分析，認為△t3最為接近于起跑的速度，如果時間非常小，接近于零，則表示某一瞬間的速度則稱之為瞬時速度.當學生對于平均速度與瞬時速度有一定認知之后，教師設計物理問題，旨在幫助學生鞏固物理知識.

1、子彈離開槍口時的瞬時速度是900 m/s;

2、汽車啟動后第5s內平均速度是15 m/s.

讓學生們在具體情境中區分平均速度與瞬時速度，有效培養學生的物理思維力.

4 設計不良性物理問題，發展科學思維

按照信息加工理論分析，不良物理問題并不是單純指問題本身有任何的錯誤，而是對解決問題所需要的信息、問題所需要得到的結論沒有明確給出，從而造成問題解決的途徑不唯一或者答案不唯一的問題.在物理教學中，教師設計不良問題主要是基于問題教學的一部分，設計物理問題組織學生解決問題，并在深入學習中發現問題，促進學生物理思維的發展，在問題解決中幫助學生構建科學思維.

例如 ?《圓周運動》教學過程中，教師為學生展現鐘表和手表的對話：

鐘表 我的秒針針尖的線速度是3×10-5m/s，你的秒針針尖線速度只有8×10-4m/s，所以我比你快得多.

手表 你的秒針針尖60s轉一圈.我也是60s轉一圈.我并不比你慢呀！

教師提出問題，鐘表和手表誰說的對呢，為什么呢，鐘表所提到的線速度是如何得到的呢，我們利用手表中的數據可以算出什么物理量呢，最后提出問題，線速度和角速度之間有著怎樣的關系呢？

學生們圍繞教師所提出的問題探究答案，對于第一個問題，鐘表和手表兩個人說的都對，只是比較的內容不一樣，鐘表比的是線速度，手表則比的是角速度，線速度的則是鐘表的大，而角速度兩者是一樣的.之后引領學生們結合自己之前所學習的線速度計算公式進行探究，學生們在相互討論中明確無論是線速度、角速度、周期和轉速等都可以描述圓周運動的快慢，并深刻認識到它們所描述的角度不同，其線速度v描述的質點運動的快慢，而角速度w周期T，轉速n描述質點轉動的快慢，在問題引導下高效完成物理知識的學習任務，促進學生物理思維力的發展.

5 結語

綜上所述，基于深度學習的高中物理課堂教學策略的實施，需要教師選擇適合學生認知能力的物理知識，在教學設計和教學實施過程中重視情境的創設，營造寬松的物理課堂氛圍，指導學生掌握學習物理知識的正確方法，在學習中主動進行思考，善于發現問題、提出問題、解決問題，從知識的記憶鞏固走向問題探究、并通過問題解決促進物理學科核心素養的達成.

在新課改背景下，作為一名高中物理教師，應注重掌握先進教育理念，努力將從問題到答案的思維過程投入到物理課堂教學環節中，探索合適的物理教學方法，引領學生掌握學習物理知識的技巧，激發學生主動學習物理知識的興趣.

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