基于深度學習理念的初中物理實驗教學研究

摘要：本文通過對深度學習理念下初中物理實驗教學進行探討，指出初中物理教師可在課堂采取創新實驗教學、小組實驗教學、問題驅動實驗教學以及課外實驗教學等策略.在初中物理實驗教學中融合深度學習理念，是促進初中生對實驗有效把握、深入探究的有效舉措，也是促使學生養成正確的學習觀念，提升學生的物理綜合能力的有效途徑.

關鍵詞：深度學習；初中物理；實驗教學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2023）08-0107-03

將深度學習理念融合到初中物理實驗教學中，是新課程標準下物理課程提質增效的重要途徑.物理是一門基于實驗的學科，初中物理教師要將實驗探究作為教學的主要內容，確保學生能夠真正參與到物理實驗中來，在科學探究的過程中觀察實驗現象，解答自己的疑惑與問題，并自主進行思考［1］.初中物理教學過程中，教師應始終將學生作為學習的主體，注意讓學生能夠在動手操作過程中不斷產生新的體驗與感悟，幫助學生將理論知識應用于實際.

1深度學習理念

深度學習理念指出學生的學習具有梯度性，能夠將所學的知識實現由淺入深、由表及里地認識，不斷將新知識充分融合到已有的知識體系之中，并將舊知識合理運用到新情景之中，最終更加全面、系統、深刻地掌握知識.深度學習理念指明了當今教師的教學方向以及學生的學習方向，使學生在后續的學習中能夠更好地解決學習問題，

同時培養批判性思維和知識遷移能力.

2初中物理實驗教學目標實驗

作為初中物理教學的重要內容，旨在通過科學探究，為學生創造動手操作的機會，并將課本上抽象的物理知識應用到實際中，挖掘學生的創新潛力.教師在物理實驗中創設一定的情境，進而驅動學生將問題作為導向開展更有針對性的實驗，最后得出實驗結論，在這個過程中極大地激發學生對于物理學科的學習熱情，增強學生的創新能力與分析能力，讓學生學會思考，提升學科核心素養，進一步提升初中物理課堂的教學效益，鍛煉學生的邏輯思維能力，養成科學嚴謹的學習與生活態度，促進學生在學習物理的過程中實現深度學習.

3深度學習下初中物理實驗教學

3.1創新實驗教學

好奇心是學生學習動力的重要來源，教師可以根據教材內容，設計出具有一定創新性的物理小實驗，進而激發學生的學習熱情和學習積極性，加深學生對于創新的認識，在一定程度上促進學生發散思維與創新能力的培養［2］.例如，在學習液體的壓強時，教師可以先設計一個富有創新型的簡單小實驗.為每個實驗小組分發一個較大的液體容器和若干個塑料手套，在容器中盛上一定量的水，讓學生戴上塑料手套，并將手伸入水中，隨著手的不斷伸入，讓學生感受水對手的影響的變化.接著，再將空礦泉水瓶的底部與側壁都打上一定數量的孔，讓學生將空礦泉水瓶豎直壓入盛水的容器中，等待幾秒后，將礦泉水瓶緩緩提起，觀察礦泉水瓶中水的變化.通過簡單有趣的實驗，將壓強等相關的抽象物理概念進行一定程度的具象化，為學生對于“在液體的內部，各個方向都會產生壓強”以及

“壓強與液體的深度成正比關系”兩個結論留下初步的印象.之后，再引入壓強計（如圖1），并圍繞壓強計展開對于液體的壓強相關知識點進行實驗驗證與總結.甲、乙實驗中，首先確保容器內部所儲存的液體高度相同，而且甲、乙實驗的液體均為水，然后讓甲、乙實驗的橡皮膜靜止在不同深度處，乙實驗的橡皮膜所處深度更深，進而讓學生通過觀察壓強計，體會液體壓強與深度的關系，得出液體壓強會隨著深度的增加而增加的結論.在丙、丁實驗的容器中，橡皮膜在鹽水中所處的深度一致，但是容器的形狀不同.教師要引導學生通過對比丙、丁兩個實驗，明白液體的壓強與容器的形狀并沒有關聯.此外，要將乙、丙實驗的橡皮膜所處液體深度調整相同，進而保證兩個實驗之間唯一的不同點是液體的種類，讓學生觀察乙、丙實驗，體會液體壓強與

液體密度存在的正比關系.掌握各物理量關系的同時，引入物理公式，如P=ρgh，并將各物理量賦予一定的數值讓學生進行計算與分析.

3.2小組實驗教學

開展小組實驗是教師在初中物理教學過程中重要的教學模式之一，小組實驗能夠提升學生的合作探究能力，全面促進學生思維的發展.在實驗中體會分工與合作的價值與意義，同時通過小組競爭適當給予學生一定的壓力，獎勵表現最好的實驗小組，進而提高學生的實驗熱情，提升物理實驗效果.例如，在學習大氣壓強知識時，教師可以為小組設置多個實驗內容.第一個實驗內容可以設置為把礦泉水瓶盛滿水，然后將玻璃杯倒扣在礦泉水瓶的瓶口處，注意保持兩者之間能夠緊扣，然后將礦泉水瓶與玻璃杯一起倒置，并將玻璃杯平穩的放在水平桌面上，觀察此時是否有水流出瓶口.然后將礦泉水瓶稍微向上移動一段距離，記錄此時礦泉水瓶內水的變化；第二個實驗要求學生將熱水倒滿玻璃瓶，兩分鐘后將熱水倒出，將煮熟的雞蛋進行剝皮處理，并將雞蛋立刻保持豎直狀態放在玻璃瓶的瓶口處，之后輕按雞蛋，確保瓶口將雞蛋吸住，五分鐘的時間內觀察雞蛋是否有變化，如果有變化，則將變化進行記錄；第三個實驗可以將已經封口的空塑料杯，以小組為單位進行分發，然后讓學生利用吸管將杯內的空氣吸出，觀察并記錄塑料杯的變化.小組成員要按照老師下發的實驗任務，進行分工，根據實驗內容難度分配人數，并為每個人安排確定的任務，實驗結束后，所有小組成員要共同完成一份實驗報告，并將做實驗的過程通過照片記錄下來，最終教師要評選出實驗最快最好的小組.完成小組實驗后，教師將實驗結論與教材內容進行一一對應，讓學生更加深刻的理解大氣壓強在各項實驗中的作用.舉例經典實驗例如帕斯卡的裂桶實驗（如圖2），以及演示身邊的例子，如吸盤上掛東西仍然不會掉落（如圖3），用吸管喝水，水會上升（如圖4）.讓學生以實驗小組為單位，進行搶答，判斷哪些例子與大氣壓強有關，哪些無關，通過舉例經典與演示實驗，幫助學生鞏固所學知識.

3.3問題驅動實驗教學

通過演示實驗，教師根據各種實驗現象向學生拋出問題，通過問題不斷驅動學生觀察并主動思考.例如，教師可以將通電螺線管隱藏在盒子中，實現盒子吸引大頭針的實驗操作.根據這種看起來非常奇特的實驗現象，向學生拋出問題：為什么盒子能夠吸引大頭針？根據以往對于生活的觀察，大家認為都有什么物體可以實現吸引的效果？將電源開關斷開后，繼續拋出問題：為什么斷開開關，盒子無法吸引大頭針？通過一系列的問題，引出電與磁相關的知識，明白電流可以產生磁場的科學道理.而當學生明白通電導線周圍可以產生磁場的物理規律后，教師可以進行下一項演示實驗，將鐵屑灑落在通電螺線管上面的木板上，讓學生觀察鐵屑的分布情況（如圖5）.

之后便可以根據實驗現象對學生進行提問：“為什么鐵屑會如此排列？”當學生明白鐵屑展示的是磁場的分布情況之后，可以接著提問：同學們能否想出其它的方法，將磁場的分布顯現出來？讓學生了解通電螺線管的磁場分布之后，教師可以利用提問進行下一步引導：與之前所學到的條形磁體的磁場分布以及蹄形磁體的磁場分布進行對比，能夠得到怎樣的物理結論？將實驗與問題進行結合，實現對于學生思維上的引導，幫助學生在實驗中學會思考，在思考中解決問題.

3.4課外實驗教學

開展課外實驗教學，能夠將實驗融入到生活之中，有利于教師充分調動學生的學習興趣，以實驗的方式促使學生在課外鞏固自己所學的知識，并將實驗、課堂與生活進行有機結合［3］.例如，在學習動態電路部分時，為學生提供初中物理電學實驗箱以及實物連接圖（如圖6），要求學生完成動態電路相關知識的

探究任務.讓學生畫出該電路對應的伏安特性曲線，并根據實物連接圖畫出正確的電路圖，在畫出的電路圖中標注出電流方向以及電阻等數據.還要安排學生通過實驗操作，解決老師提出的問題，問題一為移動滑動變阻器時滑片，R2接入電路的阻值如何變化？問題二為在伏安特性曲線中（如圖7），電阻R1的圖像是否與線段AB相交？問題三為在移動滑動變阻器的滑片時，電路消耗的總功率是如何變化的？學生在記錄所觀察到的實驗現象的同時，也要根據課上所學到的理論知識，針對教師提出的問題進行合理的解釋，不懂的可以只記錄現象，教師可以根據學生提交的實驗報告，了解學生不懂的知識點，并在下一節課堂上進行著重的講解，有利于提高初中物理課堂的針對性與教學效率.除了必須要完成教師規定的電路與實驗任務，也要鼓勵學生積極進行思考，并將思考的問題通過自己親手實驗得出答案.課外實驗的優勢在于不再像課堂上的實驗課一樣，受課時的限制，而是可以擁有更多自由的時間進行自主探究與自主學習，進而滿足學生的求知欲與探索欲，更多的自由操作空間有利于培養人才，為學生后續的成長與發展提供了良好的條件.

綜上所述，深度學習理念是符合學生思維成長的重要教育理念.基于深度學習理念的初中物理實驗教學，可以幫助學生根據實驗現象進行規律的總結與概念的應用，有效鍛煉學生的科學思維，在一定程度上開闊學生的視野，掌握更多的物理學習技巧.深度學習理念要求學生在課堂上主動學習，因此也有助于提高學生的物理課堂參與度，使其感受到物理學習的樂趣.教師應立足深度學習理念不斷優化實驗教學，培養學生嚴謹的科學態度，提升學生的學習效率與學習質量，為學生物理水平的提升奠定基礎.

參考文獻：

［1］陸莎莎.深度學習視角下的初中物理實驗教學策略[J].數理化解題研究，2021（2）：69-70.

[2]楊小春.基于深度學習的初中物理實驗探究素養培育策略[J].科學大眾（科學教育），2019（7）：22.

[3]趙曉蓮.初中物理課外實驗的設計與研究[J].天津教育（中、下旬刊），2020（9）：109-110.

［責任編輯：李璟］

收稿日期：2022-12-15

作者簡介：姜舟（1986.2-），男，江蘇省南通人，本科，中學一級教師，從事物理教學研究.