深度學習視域下的高中物理教學策略探討

摘 要：文章以促進高中生實現有價值、有意義的深度物理學習為出發點與落腳點，以人教版高中物理教材為案例依托，從物理理論教學、物理實驗教學及物理習題教學三個方面，探討分析了有效推動學生從淺表物理學習到深度物理學習變革的策略方法.意在通過對當代高中生物理學習方式、實驗探究方式及問題解決方式的調整及優化，更進一步地凸顯出普通高中物理課程于學生學科核心素養、科學素養及創新實踐能力發展的推動作用.

關鍵詞：深度學習；高中物理；物理教學；教學策略研究

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2024）21-0085-03

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（簡稱《物理課標》）在“課程性質與基本理念”中指出，普通高中物理課程是自然科學領域中的一門基礎學科，在課程教學中，要以培養學生物理學科核心素養為主旨，在強調課程基礎性以及與生產生活、現代社會及科技發展聯系的同時，讓學生自主地、富有個性地學習.因此，在學科核心素養導向下的高中物理課程教學中，加強對學生深度學習的引導尤為關鍵.

1 創設真實理論學習情境，促進深刻理解

高中物理理論知識主要由物理公式、定理定律、物理學概念等內容構成，普遍具有抽象性突出、難理解等特點.因此，在學科核心素養導向下的高中物理理論部分教學中，為確保學生能夠達到深層次理解及全面吸收內化的高階學習層次，教師就要重視真實形象理論學習情境的創設[1].對此，教師可基于物理學科與人們生產生活有緊密關聯的特質，利用信息技術為學生構建生活化的物理理論教學情境，在提升學生物理學習參與度的同時，使其在情境及生活的綜合作用下實現對抽象物理理論的深刻理解，進而為其學以致用和遷移創新打好基礎.

例如，人教版高中物理教材必修第一冊“超重和失重”一課中，在引導學生建構“超重”和“失重”兩個較易發生認知混淆的物理概念時，高中物理教師就可從學生現實生活經驗入手，創設用體重計稱量體重的真實生活問題情境，再借助信息技術資源豐富的優勢，將生活中與超重現象、失重現象有關的實例融入學生的物理理論學習過程中，為學生打造“發現問題——分析問題——解釋問題”的有機物理學習生態[2].

首先，教師可聯系學生原有物理學習認知，向學生提問“測量物體重力的方法有哪些？”促進學生的溫故知新和知識遷移，使其把握到測量物體重力有兩種常用方法，一是根據物體重力公式G=mg，先用天平測出物體質量m，再測出物體做自由落體運動的加速度g，將二者相乘可得物體所受重力大??；二是利用力的平衡條件進行測量，將待測物體懸掛在彈簧測力計上，當待測物體處于靜止狀態時，彈簧測力計示數便能夠反映物體所受重力.

其次，高中物理教師就可將體重計這一常見生活用具置于講臺上，為學生示范在體重計上向下蹲的過程，且利用智能手機將體重計示數的變化投影到電子屏幕上，確保學生能夠直觀而又清晰地看到體重計示數先變小，再變大，最后再變小的變化過程.之后，教師可從這一現象中抽象出生活問題“基于先前對測量物體重力方法的總結，可知體重計示數能夠反映教師所受的重力，但在向下蹲的過程中，為什么體重計的示數會發生變化？”引發學生的思考，驅使學生生成用物理知識解釋說明這一生活現象和實際問題的欲望.

再次，教師可抓住學生物理學習興趣與求知欲的生成點，因勢利導地利用微課教學將人在體重計上下蹲、站起的過程以物理模型的方式呈現出來，讓學生認識到人在下蹲過程中，人體受重力mg與體重計對人支持力FN兩個力的共同作用，且先后經歷了加速、減速和靜止三個運動階段.在加速階段中（指人加速向下蹲的過程），根據牛頓第二定律有FN＜mg，稱為失重現象，所以體重計示數變??；在減速階段中（指人減速向下蹲的過程），同理根據牛頓第二定律有FN＞mg，稱為超重現象，所以體重計示數變大；在靜止階段中（指人在體重計上保持靜止的蹲下動作），此時人相對體重計靜止不動，體重計示數可反映人體所受重力FN=mg，所以體重計示數相對減速階段變小.由此一來，學生便會通過細致聆聽教師的講述說明以及仔細觀看微課導學視頻，有效完成對超重現象、失重現象物理概念的理解認識.

最后，高中物理教師可趁熱打鐵利用多媒體電教設備將現實生活中真實存在的、與超重失重現象有關的實例，以圖像或視頻的形式呈現出來，鼓勵學生用超重、失重概念對其進行解釋說明.如人乘坐電梯向上、向下時，什么時候處于超重或失重狀態？蹦極運動員在蹦極運動中，在哪個階段處于超重狀態？游樂園中各種娛樂設施為什么能給人帶來刺激的體驗？讓學生在運用物理知識、物理思維、物理方法解釋說明此類生活現象、生活問題的過程中，自然而然地在頭腦中完成對物理概念的升華提煉，實現從淺層認識到深度理解的轉化.

2 設置挑戰實驗探究任務，推動深入探究

實驗探究是高中生把握認識物理學科本質，形成發展物理學科核心素養的重要渠道.在深度學習視域下的高中物理實驗教學中，教師可充分開發任務驅動法，增強學生實驗探究目的，提高學生實驗操作精準性，鍛煉學生實驗探究能力，為學生設置兼具挑戰性與探究價值的物理實驗學習任務，使其在任務的驅動下，自主自覺地進行小組學習和協作分工，實現深入探究[3].

例如，在人教版高中物理教材必修第二冊“機械能守恒定律”一課中，組織引領學生以小組合作的學習方式圍繞課題“實驗：驗證機械能守恒定律”展開物理實驗活動時，高中物理教師就可一改以往的實驗教學組織方式，在科學劃分物理實驗探究小組的基礎上，緊密結合本次實驗教學目的“讓學生通過設計多種實驗方案動手又動腦地體會機械能守恒定律”，為各個學習小組設置開放性、挑戰性及探究價值并存的階段型實驗探究任務.

2.1 實驗預設前期的任務設置

教師可以活化學生物理實驗探究思路為切入點，為其設置啟發性學習任務“根據‘只有重力或彈力做功’機械能守恒的前提，思考在物理實驗研究過程中能夠滿足這一條件的運動有哪些.”發散學生的思維，驅使各個學習小組在探討交流的過程中，主動聯系原有物理學習經驗，梳理出滿足機械能守恒的前提條件的物體運動.如，處于自由落體運動中的物體只受重力作用；沿光滑斜面下滑的物體也滿足機械能守恒條件；懸掛于細繩之上小球的擺動同樣也滿足機械能守恒條件，等等.并主動根據本次實驗探究目的，綜合考慮其他因素對物理研究對象的影響，初步擬定物理實驗方案，搭建物理實驗裝置.

2.2 實驗推進中期的任務設置

教師可以促進學生物理實驗方案完善，驅動學生高效展開實驗探究，設置探究性學習任務“基于重力勢能及動能的定義，可以確定需要測量哪些物理量？可用哪些數據采集方法收集實驗數據，可用何種數據分析方法分析實驗數據？”確保各個學習小組在推進學習任務的過程中，能夠立足實驗目的及研究對象，明確待測物理量有三：物體質量m、物體所處位置高度h和物體運動速度v，學會綜合運用物理公式

12mv22+mgh2=12mv21+mgh1和12mv22-12mv21=mgh1-mgh2分析實驗數據，從而得到物理實驗方案的完善，更有秩序、有條理地圍繞物理實驗研究對象，開展驗證機械能守恒定律的科學探究活動.

2.3 實驗總結末期的任務設置

各個物理實驗小組根據自定、自擬的物理實驗方案，分別完成“研究自由下落物體機械能”“研究沿斜面下滑物體機械能”以及“研究細繩懸掛小球機械能”等不同類型的物理實驗探究活動后，教師可為學生布置“展示交流物理實驗結論”的學習任務，以此引導各組學生在課堂中展開一次實驗研討及結論展評活動，讓各組學生在說明講解本次物理實驗研究思路、相互點評彼此物理實驗操作經驗和實驗裝置搭建方法，以及交流研討對機械能守恒定律的認識的過程中，實現有效批判和合理質疑，進而得到思維品質及物理學習能力的穩定進階和物理核心素養的協調發展.

3 引進變式物理應用問題，啟發深刻思考

習題教學是高中物理課程中鍛煉學生問題解決能力、高階思維能力以及新高考適應能力的重要教學板塊[4].在深度學習視域下的高中物理習題教學中，教師可以促進學生實現“知其然知其所以然”的有意義的物理學習和深刻思考為導向目標，有意引導學生進行變式習題訓練，并通過向學生滲透行之有效的物理解題方法或思想技巧的方式，促使學生學會舉一反三、觸類旁通.

例如，在人教版高中物理教材必修第三冊“串聯電路和并聯電路”一課中，指導學生解決分析教材P71“練習與應用”第四題時（圖1），教師可基于數理融合思想，將數形結合及方程思想融入學生的問題思考之中，使其通過繪圖的方式理解題干信息，把握到該題實質上是歐姆定律的應用，并通過找出其中等量關系的形式列出方程，完成本題的求解.

【解題過程】根據題意可知，當使用A、B兩個端點時，接10 V電壓，電流表滿偏，即電流為滿偏電流；同理，當使用A、C兩個端點時，接100 V電壓，電流表滿偏，即電流為滿偏電流.

據此可列方程，Ig（Rg+R1）=10 VIg（Rg+R1+R2）=100 V

解方程可得，R1=9.5×103 ΩR2=9.4×105 Ω

如此一來，學生能夠通過解決分析本題感知到物理學科及數學學科之間的密切關聯，學會主動地從數理融合的角度上展開分析思考，其在類比應用數學思想方法分析與解決處理物理問題過程中，物理解題思維也會相較于以往更為靈活和發散，深度物理學習自然因此而得以實現.

4 結束語

總之，在深度學習視域下的高中物理課程教學中，教師可堅持發展培育學生物理學科核心素養的育人導向，從優化物理理論教學情境的創設、革新物理實驗教學任務的布置以及完善物理習題教學內容的選擇三個角度入手，啟發引領學生從多個層面、多個角度理解感受物理學的本質.在促進高中生物理學習方式、實驗探究方式以及問題解決方式從被動接受到主動探究轉化的基礎上，使其物理學習能力、探究能力及解題能力得到本質化的提升，進而實現物理核心素養及科學素養的協調發展.

參考文獻：［1］ 王輝，袁加興.深度學習指導下的高中物理學習進階研究：以“質點 參考系”為例[J].中學物理教學參考，2022，51（36）：48-50.

[2] 李侃.基于深度學習的高中物理教學探討：以《閉合回路的歐姆定律》教學為例[J].廣西物理，2022，43（4）：138-140.

[3] 鐘贛萍.指向深度學習的高中物理教學模式研究[J].廣西物理，2022，43（4）：177-179.

[4] 侯語嫣，李德安.基于深度學習的高中物理PBL教學模式研究[J].物理教學探討，2022，40（12）：7-12.

［責任編輯：李 璟］