基于深度學習的情境化教學設計

【摘要】本文以情境化的教學設計，將深度學習教學路徑落實在“滑輪”課堂學習中，從而對學生物理學科核心素養發展起到積極作用。學生深度學習的實踐和不斷探索，為切實提高課堂教學質量，實現物理教學的育人功能，改變學生的學習方式，促進學生物理學科核心素養的發展，提供了操作路徑。李春密教授等將初中物理深度學習界定為：“在教師引領下，學生圍繞著具有挑戰性的物理學習主題，全身心參與以生活實際情境和物理實驗為主的多種探究活動及情境互動，從形成物理觀念的視角，運用模型建構與推理論證等科學思維方式，解決真實問題，體驗成功，獲得物理學科核心知識，理解物理學習的過程，把握物理學科的本質及思想方法，形成積極的內在學習動機、高級的社會性情感、積極的態度、正確的價值觀，在物理學科核心素養方面獲得全面發展，成為具有創新精神和實踐能力、基礎扎實的優秀學習者。”

【關鍵詞】深度學習；情境化教學；滑輪

【中圖分類號】G633.7 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2025）02-0028-03

深度學習教學方式以創設學習情境為起點，以情境引問題，以問題導探究。情境化教學通過創設優化情境，激起學習者熱烈的情緒，把情感活動與認知活動結合起來。這將激發學生的學習投入，同時又增進學生的科學理解。

筆者對物理人教版八年級下冊第十二章第2節“滑輪”進行了情境化的教學設計。

一、情境設置

【情境1】觀看視頻“中國的世界第一吊”，引出學習主題——滑輪。

【情境2】爭做神氣“升旗手”：各小組利用提供的器材，模擬升旗儀式，把“旗子”升到“旗桿”頂部。通過活動，使學生認識滑輪，體驗滑輪的優點。

【情境3】觀看視頻“歷史長河中的滑輪”，知道滑輪的作用，并感受中國古代勞動人民的智慧。

【情境4】尋找生活中的滑輪——旗桿頂部、晾衣架、健身器材、起重設備等。

【情境5】對比用滑輪提升重物時，兩種不同的組裝方式，認識定滑輪和動滑輪。

【情境6】問題情境：使用定滑輪有什么好處呢？引導學生探究定滑輪的作用。

【情境7】問題情境：使用動滑輪有什么好處呢？引導學生探究動滑輪的作用。

【情境8】問題情境：為什么定滑輪不省力，而動滑輪省一半力？

【情境9】觀看視頻“他拉起自己，點燃了北京殘奧圣火”，布置課后作業：畫出輕松拉起自己的設計圖。

二、教學活動

【情境1】觀看視頻“中國的世界第一吊”，引出學習主題——滑輪。

設計意圖：激發學生的民族自豪感，同時視頻中有杠桿和滑輪，承上啟下，啟發學生，讓學生對新課學習產生興趣。（科學態度與責任）

【情境2】爭做神氣“升旗手”：各小組利用提供的器材，模擬升旗儀式，把“旗子”升到“旗桿”頂部。通過活動，使學生認識滑輪，體驗滑輪的優點。

設計意圖：通過開放性的活動設置，讓學生動手體驗“升旗”過程，在體驗、對比和交流過程中領悟到發明滑輪的必要性，初步認識滑輪，了解滑輪的優點。（科學思維、物理觀念）

教學建議：

1.為各組提供一個帶有橫桿的鐵架臺（模擬旗桿）、一個鉤碼（模擬旗子）、一條細線、一個滑輪?？梢允褂貌糠制鞑?，可以使用不同的方法，給學生創設寬松的活動空間和較充裕的時間。2.學生易于設計出四種不同的“升旗”方法：直接手提、細線繞過橫桿提拉、使用滑輪向下拉和使用滑輪向上拉。使用希沃同屏技術及時展示學生的“升旗”方法。3.引導分析：哪一組是合格升旗手？第一種和第四種用力方向向上，因為升旗手不能站在旗桿頂端升旗，故不是好辦法；第二種和第三種方法分別用橫桿和輪改變了用力的方向，向下用力，站在地面即可完成升旗，但第三種更好，因為有個繞軸轉動的輪子，變滑動為滾動，減小摩擦力，使“升旗”變得更容易。4.引出滑輪概念：周邊有槽，可以繞著中心軸轉動的輪子。5.在“升旗”情境下，通過以上活動，學生動手體驗并聯系以前知識，自發認識到創造滑輪的必要性，感嘆人們在生活中蘊含的智慧。

【情境3】觀看視頻“歷史長河中的滑輪”，知道滑輪的作用，并感受中國古代勞動人民的智慧。

設計意圖：通過觀看麥積山使用滑輪搬運佛像的視頻，讓學生感受我國古代勞動人民用智慧創造的奇跡。（科學態度與責任）

【情境4】尋找生活中的滑輪——旗桿頂部、晾衣架、健身器材、起重設備等。

設計意圖：讓學生學會細心觀察，并體會到物理并不陌生，物理來源于生活，物理就在我們身邊。（科學態度與責任）

教學建議：學生主動尋找，教師配合展示相關圖片。

【情境5】對比用滑輪提升重物時，兩種不同的組裝方式，認識定滑輪和動滑輪。

設計意圖：通過直觀對比，幫助學生建立定滑輪和動滑輪的概念。（物理觀念）

教學建議：

1.PPT展示定滑輪和動滑輪提升重物的動態對比圖，引導學生觀察用滑輪提升重物時，兩種組裝方式有何不同。2.通過體驗，使學生明白，使用時滑輪的軸固定不動的是定滑輪（如旗桿頂部、晾衣架、健身器材三幅圖中的滑輪），滑輪的軸隨物體一起運動的被稱作動滑輪（如起重設備圖片中的滑輪）。3.引導分析：通過前面的活動我們知道定滑輪和動滑輪都可以提升重物，但又有不同，旗桿頂部的定滑輪可以改變用力的方向，但動滑輪似乎不可以。關于定滑輪和動滑輪，同學們還想知道什么呢？聯系杠桿知識，滑輪省力嗎？費距離嗎？接下來我們通過實驗來驗證猜想。

【情境6】問題情境：使用定滑輪有什么好處呢？引導學生探究定滑輪的作用。

設計意圖：通過小組合作探究，體驗物理探究的過程，讓學生在數據處理基礎上得出結論，鍛煉學生科學探究能力的發展。（科學探究、科學思維、科學態度與責任）

教學建議：

1.小組合作，使用鐵架臺、滑輪、細線、刻度尺、鉤碼等實驗器材研究定滑輪的作用，并記錄數據。建議組員分工明確，提高測量效率。2.學生同步測量s和h是個難點，教師注意引導。3.使用希沃授課助手，可以實時控制PPT以及展示學生實驗過程或結果。4.學生處理數據，嘗試得出結論：使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向。5.學生進行探究活動，教師在黑板磁吸一個定滑輪用于演示s=h（如圖）。6.引導學生進行誤差分析：彈簧測力計自重的影響，摩擦阻力的影響，難以勻速拉動等。

【情境7】問題情境：使用動滑輪有什么好處呢？引導學生探究動滑輪的作用。

設計意圖：通過小組合作探究，體驗物理探究的過程，讓學生在數據處理基礎上得出結論，鍛煉學生科學探究能力的發展。（科學探究、科學思維、科學態度與責任）

教學建議：

1.同樣小組合作，使用鐵架臺、滑輪、細線、刻度尺、鉤碼等實驗器材研究動滑輪的作用，并記錄數據。建議組員分工明確，提高測量效率。需提醒學生實驗過程中豎直向上勻速拉動繩端。2.學生同步測量s和h依舊是個難點，教師注意引導。3.使用希沃授課助手，可以實時控制PPT以及展示學生實驗過程或結果。4.學生處理數據，嘗試得出結論：使用動滑輪省力，但費距離，且不可以改變力的方向。5.學生進行探究活動，教師在黑板磁吸一個動滑輪用于演示s=2h。6.引導學生進行誤差分析：動滑輪自重的影響，摩擦阻力的影響，難以勻速拉動等。

【情境8】問題情境：為什么定滑輪不省力，而動滑輪省一半力？

設計意圖：滑輪是建立在學生學習了杠桿知識之后，對簡單機械的延伸，通過對定滑輪和動滑輪實質的分析，使學生把杠桿和滑輪知識聯系起來，加深理解。（科學思維）

教學建議：

1.對滑輪的實質，特別是動滑輪的實質的理解難度較大，對學生有一定的挑戰性。除了分析，還要通過體驗和自制器材演示等形象化教具，變抽象為直觀，幫助學生理解。2.分析為什么定滑輪不省力時，引導學生把定滑輪想象成一個吃胖了的杠桿，固定不動的圓心為支點，動力臂和阻力臂都是圓的半徑，所以定滑輪的實質是一個等臂杠桿，故不省力。PPT中通過動畫展示定滑輪的杠桿五要素，幫助學生理解。同時，通過理論分析和現場演示，讓學生理解豎直向下拉和斜向下拉時，拉力不變。3.分析為什么動滑輪省力時，引導學生也把動滑輪看做一個吃胖了的杠桿。通過自制教具演示（如圖），讓學生明確動滑輪沿繩子向上爬升時支點的位置，進一步分析得出動滑輪的實質——動力臂是阻力臂二倍的省力杠桿。PPT中通過動畫展示動滑輪的杠桿五要素，進一步幫助學生理解知識點。同時，通過理論分析和現場演示，讓學生理解豎直向上拉動才省一半力，若斜向上拉時，動力臂變小，動力變大。

【情境9】觀看視頻“他拉起自己，點燃了北京殘奧圣火”，布置課后作業：畫出輕松拉起自己的設計圖，下節課交流、實踐。

設計意圖：有趣又激情澎湃的視頻，能激發學生的學習興趣，同時又為滑輪組的學習做好鋪墊。（科學態度與責任、科學思維）

教學建議：布置作業時提示學生，單獨一個定滑輪或者一個動滑輪能夠輕松把自己拉起來嗎？如果不能，應該怎么做？

三、結語

初中物理深度學習，通過科學探究及情境互動，積極參與挑戰性任務，獲得核心物理知識和觀念的行成，科學思維的領悟、自主遷移與運用，行成積極的科學態度和正確的價值觀。在“滑輪”一節的教學中，通過創設層層遞進的學習情境，并將現實生活的意義融入學習任務中，學生興趣盎然地一步步深入物理課堂，自發生成待探究的問題，以問題導探究，以探究促結論，以結論促應用，以應用促創新，體現了深度學習在物理課堂的落實，對學生物理學科核心素養發展起到積極作用。

參考文獻：

[1]李春密.深度學習：走向核心素養（學科教學指南·初中物理）[M].北京：教育科學出版社，2020.

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[4]王延鑫.核心素養理念下對物理實驗教學的思考[J].中學物理（初中版），2018（4）：5-6.