基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)策略

摘 要：在高中物理教學(xué)中，深度學(xué)習(xí)的運用能夠解決學(xué)生淺層學(xué)習(xí)的問題，提高學(xué)生整體學(xué)習(xí)水平。為了更好地探究深度學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中的運用，本文以“平拋運動”為例，梳理了深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，分析了深度學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的重要性，并提出了針對性的教學(xué)策略，包括明確教學(xué)目標、整合教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、注重反思與質(zhì)疑等。通過有效融合深度學(xué)習(xí)與高中物理教學(xué)，進一步提高物理教學(xué)的互動性與有效性，以期為高中物理教學(xué)實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；高中物理；教學(xué)方法

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及教育觀念的不斷更新，深度學(xué)習(xí)已成為當今教育研究的熱門課題。物理作為高中階段的重要學(xué)科之一，它在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)與創(chuàng)造力方面起著不可忽視的作用。在深度學(xué)習(xí)背景下，對高中物理教學(xué)模式進行研究具有深遠意義，通過建立“以學(xué)生為主體”的教學(xué)情境，突出對學(xué)生探索精神、創(chuàng)造精神的培養(yǎng)，能夠有效提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣與成效，為新時期高質(zhì)量人才的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。

一、深度學(xué)習(xí)概述

深度學(xué)習(xí)是相對淺層學(xué)習(xí)而言，旨在通過建立能夠模擬大腦學(xué)習(xí)的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而對復(fù)雜數(shù)據(jù)進行表征學(xué)習(xí)與分類識別[1]。深度學(xué)習(xí)具有如下特點：一是深度結(jié)構(gòu)，通過多個隱藏層堆疊，有效提取出數(shù)據(jù)中較復(fù)雜、較抽象的特征；二是特征學(xué)習(xí)，強調(diào)從數(shù)據(jù)中自動學(xué)習(xí)特征，通過對海量數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，使其可以從中挖掘出數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)則與表達模式，進而提升分類與辨識的精度；非線性映射，通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的非線性激活函數(shù)，可以有效地從數(shù)據(jù)中挖掘出更多的信息，為解決實際問題提供新的思路。

二、深度學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中的重要性

（一）有助于培養(yǎng)學(xué)生高階思維

在高中物理教學(xué)中，通過引入深度學(xué)習(xí)模式，能夠使學(xué)生的思維邏輯得到有效鍛煉。高階思維包括批判性思維、創(chuàng)造性思維和邏輯推理能力，在物理教學(xué)中，深度學(xué)習(xí)鼓勵學(xué)生對物理現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律、規(guī)律進行探索，在這個過程中，需要對其進行邏輯推理與深度剖析，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。同時，深度學(xué)習(xí)要求不斷地提出問題、反思、驗證，并用批判的眼光來審視現(xiàn)有的知識，從而促進其批判思考能力的發(fā)展。另外，深度學(xué)習(xí)也注重學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)與討論，在小組協(xié)作與共享中，學(xué)生可以相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)，進而促進其高階思維的提升[2]。

（二）有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果

將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用于高中物理課堂，可以有效改善學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，優(yōu)化教師的教學(xué)方法，進而促進整體教學(xué)效果的提升。首先，深度學(xué)習(xí)讓學(xué)生由被動接受知識轉(zhuǎn)為積極探究新知。學(xué)生在被動接受老師所講的內(nèi)容時，通常很難真正理解與掌握所學(xué)知識，而深度學(xué)習(xí)則是讓學(xué)生積極地投入學(xué)習(xí)的過程中去，用自己思維解決問題，以此來加深他們對物理的認識。其次，深度學(xué)習(xí)強調(diào)知識之間的融合與關(guān)聯(lián)。在物理教學(xué)過程中，學(xué)生所要掌握的知識內(nèi)容多、原理多，而知識之間又是相互聯(lián)系的，深度學(xué)習(xí)注重對知識點、原則的整合與關(guān)聯(lián)，使之成為一個整體，使學(xué)生能夠更好地了解物理知識的總體架構(gòu)與內(nèi)部邏輯[3]。最后，深度學(xué)習(xí)也注重知識的靈活運用。在物理教學(xué)中，學(xué)生不僅要學(xué)會知識，而且要能把所學(xué)的知識應(yīng)用于實際問題的解決，以加深對這些知識的認識，從而有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

三、基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)策略

（一）明確目標，為深度學(xué)習(xí)指明方向

在深度學(xué)習(xí)視域下，高中物理教學(xué)的首要任務(wù)是確立清晰、具體的教學(xué)目標，以便為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供明確的指引。目標的構(gòu)建不僅聚焦于學(xué)生對物理知識的理解和掌握，更著眼于培養(yǎng)他們的物理核心素養(yǎng)和綜合能力，具體包括引導(dǎo)學(xué)生深入理解物理概念、原理，掌握基本的物理技能，發(fā)展他們的邏輯思維、分析能力和解決問題的能力，同時培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和探究精神。通過設(shè)定這些多層次、多維度的目標，教師可以更有針對性地設(shè)計教學(xué)活動和教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)目標要求，精選合適的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計富有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的教學(xué)活動，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力[4]。

以“平拋運動”為例，在教學(xué)中先確定其教學(xué)目標：①物理觀念：掌握平拋運動的基本概念，包括平拋運動的定義、特征和運動規(guī)律；通過學(xué)習(xí)平拋運動，建構(gòu)運動與作用力的關(guān)系。②科學(xué)思維：培養(yǎng)運用物理知識分析并解決平拋運動有關(guān)問題的能力，使其能夠建立相應(yīng)的物理模型并進行計算；通過個案研究、實驗探索等方式，培養(yǎng)科學(xué)思維與創(chuàng)造力。③科學(xué)探究：鼓勵通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，探索平拋運動的基本原理，培養(yǎng)實操能力；通過討論、交流，培養(yǎng)協(xié)作精神、探索精神以及解決問題的能力。④科學(xué)態(tài)度與責任：通過對平拋運動的研究，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；引導(dǎo)關(guān)注平拋運動的實際應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新精神以及社會責任感。明確教學(xué)目標能夠為后續(xù)教學(xué)提供方向，通過引入生活中的實例，如投擲飛鏢，飛鏢受到重力的作用在空中形成一條拋物線軌跡，教師可以展示飛鏢運動的慢速視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考飛鏢為何能按照特定的軌跡飛行，并提出關(guān)于平拋運動的問題，如初速度、角度、重力等，在此基礎(chǔ)上幫助學(xué)生理解平拋運動相關(guān)知識。

（二）資源整合，豐富深度學(xué)習(xí)的內(nèi)容

深度學(xué)習(xí)需要廣泛而深入的學(xué)習(xí)資源作為支撐，為了實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，教師應(yīng)積極整合各種教學(xué)資源，以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。首先，教師應(yīng)充分利用教材和教輔資料，幫助學(xué)生建立起完整的物理知識體系，使其能夠掌握基本的物理概念。其次，網(wǎng)絡(luò)資源是一個不可忽視的重要來源[5]。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺，搜集和整理與物理學(xué)習(xí)相關(guān)的各種資源，如視頻、演示、科普文章等，為學(xué)生提供多元化教學(xué)資源，并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。然后，優(yōu)化資源配置，實驗器材和實踐機會也是深度學(xué)習(xí)的重要資源，通過引導(dǎo)學(xué)生親手操作實驗器材進行實際探究和實驗活動，學(xué)生可以更深入地理解物理原理，掌握實驗技能，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。最后，教師還應(yīng)關(guān)注物理學(xué)科的前沿動態(tài)和最新研究成果，將其融入教學(xué)中，幫助學(xué)生拓寬視野，了解物理學(xué)的最新進展，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神和求知欲[6]。

以“平拋運動”為例，教師先引導(dǎo)學(xué)生翻開教材，快速瀏覽本節(jié)內(nèi)容，并提問：“大家根據(jù)教材內(nèi)容，回答一下什么是平拋運動？它有哪些基本性質(zhì)？”學(xué)生思考并回答：“平拋運動是物體在水平方向上以一定的初速度拋出，只在重力作用下所做的運動。它具有水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動兩個分運動。”在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生完成教輔材料中的相關(guān)基礎(chǔ)習(xí)題，加以鞏固。之后，教師播放一段關(guān)于平拋運動的實驗視頻，并引導(dǎo)學(xué)生思考視頻中的實驗是如何驗證平拋運動的性質(zhì)的，并補充道：“除了實驗視頻，網(wǎng)絡(luò)上還有很多關(guān)于平拋運動的動畫模擬和互動學(xué)習(xí)資源，大家可以課后自行搜索學(xué)習(xí)，加深對平拋運動的理解。”緊接著，教師組織小組討論，讓學(xué)生分組討論平拋運動在實際生活中的應(yīng)用，并嘗試解釋其原理。

（三）方法創(chuàng)新，采用多元教學(xué)手段

為了促進深度學(xué)習(xí)，教師需要摒棄傳統(tǒng)單一的教學(xué)方法，積極探索和實踐新的教學(xué)手段。首先，問題導(dǎo)向是一種有效的深度學(xué)習(xí)策略。通過設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問題，教師可以激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，引導(dǎo)他們主動思考和探究物理問題，幫助學(xué)生建立起對物理知識的深度理解和應(yīng)用。其次，信息技術(shù)手段的應(yīng)用也為深度學(xué)習(xí)提供了有力支持。多媒體教學(xué)可以使抽象的物理概念更加直觀生動，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺則為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)和互動交流的便利條件[7]。教師可以利用這些技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)豐富多樣的教學(xué)情境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。最后，實驗教學(xué)也是深度學(xué)習(xí)的重要方法。通過設(shè)計豐富的物理實驗，引導(dǎo)學(xué)生親手操作實驗器材、設(shè)計實驗方案、進行數(shù)據(jù)分析等，提高其動手能力，進而逐步實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

以“平拋運動”為例，教師可以利用信息技術(shù)手段，制作生動有趣的多媒體教學(xué)課件，包含平拋運動的動畫演示、實驗視頻和實際應(yīng)用案例等內(nèi)容，以幫助學(xué)生更直觀地理解平拋運動的特點和規(guī)律。通過多媒體的展示，學(xué)生可以清晰地看到平拋運動的軌跡、速度和加速度的變化，從而加深對平拋運動的認識。在學(xué)生理解基礎(chǔ)上，教師可以設(shè)計問題導(dǎo)向的教學(xué)活動，提出“平拋運動的軌跡是怎樣的？”“平拋運動的水平速度和豎直速度分別如何變化？”等問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動思考和探究平拋運動的相關(guān)問題。然后，教師組織學(xué)生進行小組討論和分享，鼓勵他們針對上述問題發(fā)表自己的觀點和見解，促進思維的碰撞和融合。教師還可以結(jié)合實驗教學(xué)，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和掌握平拋運動的知識。在實驗中，教師指導(dǎo)學(xué)生進行平拋運動的實驗操作，讓他們親自觀察和分析實驗數(shù)據(jù)，驗證平拋運動的規(guī)律。通過這些實踐活動，學(xué)生可以更深入地理解平拋運動的概念和原理，提高他們的實踐能力和創(chuàng)新精神。

（四）反思質(zhì)疑，實現(xiàn)知識的真正內(nèi)化

深度學(xué)習(xí)不僅要求學(xué)生掌握知識和技能，更強調(diào)對知識的深度理解和應(yīng)用。為了實現(xiàn)這一目標，教師需要引導(dǎo)學(xué)生進行反思和質(zhì)疑。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思和總結(jié)，通過反思，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中的不足和進步，進而調(diào)整學(xué)習(xí)策略和方法，提高學(xué)習(xí)效

果[8]。同時，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識進行質(zhì)疑和探究，通過提出問題、分析問題、解決問題的過程，學(xué)生可以更深入地理解物理原理和概念，形成自己的理解和見解。這種反思和質(zhì)疑精神不僅可以幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的真正內(nèi)化，還可以培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)新精神。

以“平拋運動”為例，在學(xué)完平拋運動這一章節(jié)后，教師提問：“大家已經(jīng)學(xué)習(xí)了平拋運動的基本概念和運動規(guī)律，現(xiàn)在請大家思考一下，平拋運動在實際生活中有哪些應(yīng)用？”學(xué)生A：“我知道無人機飛行時會用到平拋運動的原理。”教師：“這是一個很好的例子。那么，無人機是如何利用平拋運動的呢？”學(xué)生B：“我想問，無人機在飛行過程中，如何調(diào)整其平拋運動的軌跡以實現(xiàn)穩(wěn)定飛行？”教師：“要解決這個問題，我們首先需要回顧一下平拋運動的分解方法。請大家思考一下，平拋運動在水平方向和豎直方向上是如何分解的？”學(xué)生C：“水平方向上是勻速直線運動，豎直方向上是自由落體運動。”教師：“很好。那么，無人機的飛行軌跡是如何受到這兩個方向運動的影響的呢？”學(xué)生D：“無人機的飛行軌跡應(yīng)該是由水平方向和豎直方向上的運動共同決定的。通過調(diào)整無人機的速度和飛行角度，可以改變其平拋運動的軌跡。”教師：“非常棒！那么，要實現(xiàn)穩(wěn)定飛行，無人機應(yīng)該如何調(diào)整其速度和角度呢？”學(xué)生E：“我認為，要實現(xiàn)穩(wěn)定飛行，無人機需要實時調(diào)整其速度和角度，以保持其在水平方向和豎直方向上的運動平衡。”教師：“這個思路是正確的，有沒有具體的方法或策略？”學(xué)生F：“我覺得可以利用傳感器和控制系統(tǒng)來實現(xiàn)無人機的自動調(diào)整。傳感器可以實時監(jiān)測無人機的位置和速度，控制系統(tǒng)可以根據(jù)這些信息計算出合適的調(diào)整參數(shù)，并控制無人機的運動。”教師：“你們的想法很有創(chuàng)意。實際上，現(xiàn)代無人機技術(shù)正是利用了類似的原理來實現(xiàn)穩(wěn)定飛行的。”通過反思和質(zhì)疑，不僅理解了平拋運動的知識，還將其應(yīng)用到了實際問題中，實現(xiàn)了知識的真正內(nèi)化。

結(jié)束語

在深度學(xué)習(xí)視野下，高中物理教學(xué)更多地關(guān)注到學(xué)生的主體地位，激勵學(xué)生積極參與、主動進行探究，在自主、協(xié)作學(xué)習(xí)的過程中，對物理的概念與規(guī)律有更深刻的了解與把握。與此同時，教師需更多地關(guān)注教學(xué)方式的革新與資源的整合，利用多種教學(xué)方式，給學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源與練習(xí)的機會，從而促使其進行深度學(xué)習(xí)。同時，還應(yīng)該以學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)為重點，指導(dǎo)他們把所學(xué)的知識應(yīng)用于解決實際問題，并在此基礎(chǔ)上進一步發(fā)展其創(chuàng)新精神與實踐能力。通過結(jié)合深度學(xué)習(xí)理念，在教學(xué)中明確教學(xué)目標，整合教學(xué)內(nèi)容，采取多元教學(xué)方式，注重反思與評價等，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，提供有針對性的學(xué)習(xí)支撐與引導(dǎo)，使每位學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中找到適合自己的成長之路。

參考文獻

[1]原小林.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)方法探究[J].數(shù)理天地（高中版），2024（4）：65-67.

[2]童攀.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)改進策略[J].數(shù)理天地（高中版），2024（2）：59-61.

[3]郭榮華.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)改進策略[J].高考，2023（30）：141-143.

[4]王叢有.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)方法探究[J].數(shù)理天地（高中版），2023（20）：42-44.

[5]張曹潔.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)改進策略[J].數(shù)理天地（高中版），2023（8）：45-47.

[6]周海建.深度學(xué)習(xí)視域下高中物理教學(xué)的優(yōu)化策略[J].高考，2023（7）：48-50.

[7]江愛國.深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)改進策略[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2022（6）：1-3.

[8]馬春華.深度學(xué)習(xí)視域下高中物理教學(xué)的優(yōu)化策略[J].啟迪與智慧（中），2021（12）：86-87.