基于深度學習視角下的高中物理教學研究

曲艷平

【摘要】深度學習是學生深入思考、發(fā)展高階思維、提升學習能力的關(guān)鍵.相較于初中物理教學，高中物理課中的知識深度以及廣度均有所增加，知識構(gòu)成也更為復雜，要求學生具備較強的思維邏輯，能夠在知識學習中進一步地思考與探索，敢于質(zhì)疑與實踐驗證，抓住物理學的本質(zhì)與規(guī)律，建立完善的知識體系.本文立足于深度學習的視角，對高中物理教學的優(yōu)化提出幾點建議，旨在為高中物理教學的改革與創(chuàng)新提供參考的價值，引領(lǐng)高中學生走出淺層學習的誤區(qū)，在深度學習中發(fā)展物理核心素養(yǎng).

【關(guān)鍵詞】高中物理；深度學習；課堂教學

所謂“深度學習”，是相較于淺層學習而提出的一種新型教學理念，也是當前教師教學的重要目標.在淺層學習中大部分學生對知識的學習停留在被動接受上，教師講解什么知識，學生便記憶什么知識，此時學生的學習狀態(tài)是缺乏思考的、缺乏參與性的，機械的記憶知識并不能幫助學生深入地了解物理學，導致學生在物理學習中處于一知半解的境地.而深度學習則是一種批判性思考的主動學習方法，要求學生在學習中能夠利用已有的知識點進一步地探索新知，在新知學習中做到正確且全面地理解與內(nèi)化，對所學知識進行深加工，努力地革新思想觀念，對于教師講解的內(nèi)容始終持有一種質(zhì)疑的態(tài)度，具備批判的精神，能夠通過實踐探索的方式驗證猜想，感受到物理學的魅力，體會到學習的樂趣，養(yǎng)成深度學習的良好學習習慣[1].

目前，踐行深度學習的目標成為眾多教師研究的熱點話題，需要教師結(jié)合學科特點以及學情，改進教學方式，助力學生的深度學習發(fā)生，這也是本文研究的重點所在.

1 巧妙導入新知，激活深度學習熱情

有效的導入是成功教學的一半，可見導入環(huán)節(jié)的重要性.為了促使高中學生對物理學習產(chǎn)生興趣，激發(fā)學生的深度學習熱情，需要教師在物理課堂導入上下功夫，提升課堂導入的趣味性，或設(shè)計懸念引起學生的關(guān)注.使用新奇、有趣的導入方式揭示主題，可以提升物理課堂教學的吸引力，帶領(lǐng)學生從被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習，能夠全身心地投入到物理知識的探索中，提升學生的思維活躍性，為深度學習的發(fā)生奠定基礎(chǔ)[2].

例如 在“時間 位移”這節(jié)課的教學中，經(jīng)過對教學內(nèi)容的分析發(fā)現(xiàn)本課中的時間與位移知識與學生的生活密切相關(guān)，那么在課前導入環(huán)節(jié)中教師可以選擇貼近生活、學生感興趣的內(nèi)容作為導入素材，激活學生的深度學習熱情.比如，教師在導入環(huán)節(jié)中這樣問到：“你能夠合理地規(guī)劃你的生活嗎？你早晨從家里走到學校需要多長時間？”“從家里走去超市需要多長時間？如果距離超市關(guān)門還有15分鐘，你從家出發(fā)還來得及嗎？”這些問題是學生在生活中經(jīng)常會遇到的，通過這樣的問題引領(lǐng)學生結(jié)合自己的生活實際情況思考并嘗試解答問題，由此帶領(lǐng)學生進入到積極思考的學習狀態(tài)中.因為學生的家庭住址并不相同，因此距離學校或超市的距離也是不同的，在單位時間內(nèi)因為運行的速度不同，“位移”的距離也有可能是不同的，因此每一個學生給出的答案也有所差異.當學生回答完問題之后，教師引出本節(jié)課學習的主題“想要對物體運動的情況進行有效的描述，只是依靠我們以前學習過的質(zhì)點和參考系是無法做到的，還需要引入一些新的物理量，接下來我們就需要學習本節(jié)課的知識——‘時間 位移，來解決這些問題”.學生們聽到“位移”這個詞的時候，會感覺比較陌生，想要知道究竟什么是“位移”，對于即將學習的新知產(chǎn)生了強烈的好奇心.此外，教師還可以設(shè)置這樣的疑問：“在物理學習中我們經(jīng)常會看到‘第幾秒‘第幾秒初或‘第幾秒末‘第幾秒內(nèi)等，我們要如何理解這些物理量呢？”通過這樣設(shè)問的方式，激發(fā)學生對全新物理量的探索熱情，在潛移默化中調(diào)動學生的思維活躍性，促使學生產(chǎn)生深度學習的意愿.在這個過程中，教師深度融合學生熟悉的生活實例，帶領(lǐng)學生自然而然地進入到物理課堂的學習中，形成深度學習的意向，此時學生的學習并非源于外界的壓力，而是自身學習情感的需求，這是深度學習發(fā)生的必要前提條件.

2 精心設(shè)計實驗，經(jīng)歷深度學習探究

實驗不僅是學生在物理學習中需要掌握的，而且是學生學習物理的重要手段.任何一個物理知識理論的形成都是人們經(jīng)過實驗觀察以及實驗探索的結(jié)果，因此在深度學習的視角下，教師需要應用實驗教學法開展教學活動，讓學生在實驗探索中經(jīng)歷理論知識驗證的過程，提高學生對物理學知識的推導能力，幫助學生在實驗探索中鍛煉實驗觀察能力、數(shù)據(jù)信息的記錄與處理能力、知識的總結(jié)與歸納能力，進而掌握物理實驗的基本方法[3].大量實踐證明，物理實驗活動的開展對于深度學習的發(fā)生有著獨特的優(yōu)勢，因此需要教師重視物理實驗的開展，發(fā)揮學生在物理實驗探索中的主體性，促使學生在實踐操作中深化對物理知識的理解與認知.

例如 在“自由落體運動”一課的教學中，需要學生理解自由落體的概念、性質(zhì)、運動形成條件以及規(guī)律，若是在這節(jié)課的教學中教師只是采用理論講授的方式，很難達到預期的教學效果，學生對于自由落體運動的理解也只是停留在淺顯的層面上.為了解決這一問題，教師可以借助實驗活動開展的方式，引領(lǐng)學生逐漸地掌握自由落體運動的規(guī)律[4].首先，教師利用多媒體設(shè)備為學生展示了伽利略比薩斜塔自由落體的實驗操作過程，講述了實驗操作需要用到的實驗工具以及實驗操作環(huán)節(jié)、注意事項，建立實驗探究小組，要求各個學習小組成員通過實驗操作的方式，解決問題：“驗證物體質(zhì)量對下落速度的影響，為何要將物體做成球型？”“怎樣做能夠保證木球和鐵球在相同的高度同時下落？”“質(zhì)量不同的物體下落速度是否相同？”“物體下落速度受到哪些因素的影響？”學生們通過對伽利略比薩斜塔自由落體實驗視頻的觀看，已經(jīng)基本掌握了實驗操作的方法，小組成員合理分工，紛紛投入到物理實驗的操作中，在實驗操作過程中每一個學生全神貫注，積極地討論問題，推想影響物體下落的速度與哪些因素有關(guān)，提出猜想并嘗試借助實驗驗證.如其中一組選擇用石頭和紙片作為實驗材料，完成了自由落體的實驗，通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)物體的形狀與下落的速度存在關(guān)系，再用相同大小的紙張，一個是紙片，另一個揉成紙團，從相同的高度同時下落，發(fā)現(xiàn)下落的速度不同，進一步驗證了實驗猜想，得出了實驗的結(jié)果.為了引導學生走向深度的實驗探究，教師可以進一步地提問：“同學們能否通過實驗的方式，知道物體形狀變化導致了哪些因素發(fā)生改變，致使物體下落的速度發(fā)生了變化？”這個問題相對較難，教師可以在學生實驗探索之前，給學生講解紙飛機飛行的原理，帶領(lǐng)學生思考空氣對物體下落速度是存在一定的影響的，進而引導學生從空氣阻力要素的角度設(shè)計實驗，幫助學生深入地探索與掌握自由落體運動的規(guī)律，從實驗探索中感受物理學的魅力，樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，鍛煉學生的思維能力，讓學生全程經(jīng)歷了實驗設(shè)計、實驗猜想、實驗現(xiàn)象討論、實驗問題分析、實驗結(jié)果推理與驗證的過程，能夠促使學生在深度學習中掌握知識要點.

3 聯(lián)系同類知識，促進深度學習發(fā)生

深度學習要求學生找到新舊知識的連接點，能夠?qū)⑿轮R與舊知識串聯(lián)起來，建立完整的知識體系，帶領(lǐng)學生走出零散化的知識學習狀態(tài).因此，在高中物理教學中教師應找到各個知識點之間的共通性，能夠充分地掌握知識點之間存在的關(guān)聯(lián)要素，并在教學實踐中有意識地引領(lǐng)學生對比與分析新舊知識點之間的特點，促使學生在原有的知識體系中融入新知，實現(xiàn)從舊知到新知的遷移.這樣不僅有助于學生鞏固已有的知識經(jīng)驗，還可以降低學生的新知學習難度，提高學生對新舊知識的掌握程度，帶領(lǐng)學生經(jīng)歷知識的對比、分析、整合等深度學習過程，促進深度學習的發(fā)生[5].

例如 在“曲線運動”一課的教學中，要求學生理解曲線運動的條件與特點，能夠在對比分析物體運動等知識點中，發(fā)現(xiàn)直線運動與曲線運動的關(guān)聯(lián)點，運用直線運動的知識分析與理解曲線運動，找到二者之間的相似性，進而幫助學生更好地理解曲線運動，建立直線運動與曲線運動之間的知識關(guān)系.為了幫助學生回憶直線運動的知識，引領(lǐng)學生從直線運動問題的角度出發(fā)思考曲線運動的條件與特點，教師可以在課堂教學中設(shè)計這樣幾個問題：（1）回顧以前學習過的知識，說一說什么是直線運動？（2）物體在做直線運動時，需要滿足什么條件？通過這兩個問題引導學生復習了直線運動的知識，在知識的回顧與復習之后，教師再引入新知——曲線運動.例如，借助多媒體技術(shù)播放視頻，讓學生通過觀察過山車運動視頻、月球轉(zhuǎn)動動畫的方式，回答問題：同學們，過山車和月球做的運動是直線運動嗎？你是如何判斷的？學生們根據(jù)直線運動條件分析發(fā)現(xiàn)過山車和月球的運動軌跡不符合直線運動的特點，因此得出結(jié)論不屬于直線運動，教師繼續(xù)追問：“既然二者的運動軌跡不屬于直線運動，那么他們屬于什么運動呢？”引發(fā)了學生對問題的深思，發(fā)現(xiàn)了物體運動軌跡的不同.此時，教師可以在黑板上畫出一條曲線和一條直線，曲線與直線的起點均為A點，最終達到B點，帶領(lǐng)學生觀察后思考問題：“假設(shè)有一輛車需要從A點出發(fā)，運送貨物到B點，走不同的路線時，移動的方向以及物體的速度方向有哪些特點？”要求學生通過畫箭頭的方式表示出小車在直線、曲線上運動的不同運動方向，在對比分析中促使學生進一步地了解曲線運動的特征，總結(jié)出物體在做曲線運動時，速度方向會隨著時刻發(fā)生改變，促使學生掌握直線運動與曲線運動的相同與不同之處.將直線運動與曲線運動的知識歸納整理到“運動屬性”這類知識點中，幫助學生建立完善的知識體系，實現(xiàn)對所學知識的深度探索.

4 結(jié)語

深度學習的提出以及在高中物理教學中的實踐，是教育新時代發(fā)展的必然趨勢，是國家培養(yǎng)人才的重要途徑，也是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的主要措施，符合新課改的要求，對于學生的終身學習以及發(fā)展有著深遠的影響.因此，高中物理教師應全面地認識深度學習理念，在教學實踐中積極地貫徹深度學習思想，掌握引領(lǐng)學生深度學習發(fā)生的有效教學方法.能夠通過課堂導入形式的優(yōu)化，激發(fā)學生的深度學習意愿，精心設(shè)計實驗引領(lǐng)學生走進物理規(guī)律的深入探索.在聯(lián)系同類知識中發(fā)現(xiàn)知識點之間的相關(guān)性，不斷地完善知識體系，提升高中物理教學的整體效果.

參考文獻：

[1]白東升.項目學習：初中物理深度學習的新探索——以“熱學”部分大單元教學為例[J].中學物理，2022，40（24）：37-40.

[2]解鳳英，江敏麗.以DISLab實驗促進學生的高中物理深度學習[J].湖南中學物理，2022，37（12）：35-37.

[3]何立壽.SECI理念下促進深度學習的物理課堂教師行為的范式轉(zhuǎn)換研究[J].數(shù)理化解題研究，2022（36）：77-79.

[4]張春龍.基于深度學習的高中物理教學研究[J].數(shù)理天地（高中版），2023（04）：41-43.

[5]張志娟.深度學習背景下的高中物理教學策略研究[J].數(shù)理天地（高中版），2023（04）：56-58.