深度學習下的初中物理實驗教學有效性研究

摘 要：物理實驗教學在學習物理過程中有著極其重要的作用，而如何引導初中生進行有效的物理實驗教學，實現對于物理知識的深度學習則成為初中物理教學的中心問題。尤其是在農村的小班級教學中，提升物理實驗教學有效性是保證物理教學效率的重要條件。文章從多方面就深度學習下初中物理實驗教學的有效性展開研究。

關鍵詞：深度學習;初中物理;實驗教學

中圖分類號：G633.7?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）29-0071-02

引言

深度學習就是在理解的基礎上擴展學生思維，引導學生進行深入思考，進而實現培養學生能力和意識，促進教學質量提升的目標。初中物理是初中階段一門非常重要的學科，物理教學涉及光、電、聲、力等多方面的知識。初中物理教學的目的是培養學生物理學習興趣和物理學科素養，初中物理實驗教學圍繞深度學習進行設計，有利于學生思維品質和探究能力的提升。

一、深度學習的內涵

深度學習是20世紀70年代馬頓和塞利約提出的，對于深度學習的理解，不同的學者說法不同，主要有以下幾種。布魯姆認為識記和理解屬于淺層學習。他認為淺層學習是一種信息復制加工的過程，只需要機械復述或背誦就能夠達到目標要求。而深度學習則是學生在深度理解學習材料和建立知識間及知識和日常經驗間的關聯后形成自己的知識結構，并能夠應用所學的知識解決新情境中的問題。當前社會如果學生僅僅掌握所學的知識和技能是無法滿足社會需要的。學習的意義是讓學習者能夠在群體中自由交流和表達，或者與他人共同合作解決問題，進而促進自己能力的提升。美國國家研究委員會認為，深度學習是學習者通過學習能夠將所學知識應用于新的情境中。而比格斯和恩特威斯爾等認為深度學習是學習者基于積極動機尋找知識的內容意義，進而促進自我提升。韋恩斯坦和邁爾指出深度學習需要持續投入積極的情感，是學生學習時認知、情感和行為全方位的投入。因此，我們可以認為深度學習是一個融合了多種要素的綜合性概念。深度學習的目的就是學習者通過深入理解和加工知識信息，建立知識間的聯系，實現對知識的深度理解，并能夠在新的情境中靈活地應用所學知識解決問題。

二、深度學習下的初中物理實驗教學有效性的策略

1.將學生的好奇心轉化為探索習慣

初中階段的學生仍然處于生理與心理的發展期，他們對外界事物有著較強的好奇心和求知欲，利用初中生的特殊心理進行物理實驗學習能夠有效激發學生的探索欲與求知欲。教師要充分把握初中生對未知事物的好奇心，并且將其轉化為學生個人自主探索的精神與解決問題的能力。尤其是在物理實驗教學中，如何引導學生、激勵學生對物理實驗產生興趣則成為物理實驗教學工作的重要環節。只有學生自主探索與研究，才能夠激發學生對于深度學習的熱情。這個要求物理教師在教學過程中有意無意地對學生進行物理知識的灌輸，將學生的日常學習和生活與奇妙的物理知識建立聯系，針對生活中可以用物理知識所解釋的奇妙現象進行研究，鼓勵學生發現生活中存在的物理原理。長此以往，便能夠使學生將好奇心轉化為探索欲和求知欲，并形成對物理知識的探索習慣。

2.研讀學生，在課中引導上做文章

在物理實驗課程教學中，每個學生都有其不同情況，實驗能力、思維的活躍度以及情感和想象力等方面的因素，都會影響實驗的進行。因此為了保證物理實驗教學的有效性，教師在物理實驗教學過程中，必須對學生進行充分了解。教師只有對學生的特點與學習能力進行把握才能夠在課堂上更好地引導學生，使學生能夠在明確教學實驗目的的基礎上，循序漸進地隨著教師思維去提出問題，并且大膽猜想。如此才能夠更好地實現物理實驗課程上的目標：每個學生都能夠積極參與到實驗以及與他人的合作交流中。

3.創設實驗情境，激發學生探究欲望

初中物理是一門具有實驗性、探究性和體驗性的學科，初中物理教師在進行實驗教學時要充分利用物理學科的特點，給學生創設能夠激發他們學習興趣的實驗情境，讓學生在實驗中不斷探究，促進他們創造性思維的發展。學生的好奇心和學習興趣是調動學生學習積極性，提高物理實驗教學質量的關鍵因素，初中物理教學在進行實驗教學時要充分利用學生的這一特點，給學生精心設置能夠激發他們好奇心的教學情境，以激發他們動手操作的欲望。如教師在教學中可以結合生活中的一些簡單的物理現象給學生構建具有趣味性的實驗情境。如在學習摩擦起電的教學中，教師可以利用人脫衣服會產生電火花等情境引入教學，然后讓學生站在絕緣板上觸摸感應器電機來感受頭發由于受到靜電的吸引而呈現的“怒發沖冠”的現象。利用新奇有趣的物理現象激發學生學習物理知識的欲望。

4.改善演示觀察效果，培養學生動手動腦的習慣

（1）自制放大儀器，突出可觀察性。在物理實驗過程中，演示也是至關重要的一部分。尤其是在實驗過程中，部分較小物體提高了學生的觀察難度，此時教師便可以組織學生進行放大儀器的制作，例如，大型的游標卡尺、天平、溫度計，等等。制作實驗道具的放大版模型，有利于學生在演示過程中更加清晰明了。教師在指導實踐過程中，學生便可以通過操作自制的儀器放大一切同步實驗。不僅如此，教師還可以在操作過程中指出學生自制道具的優缺點，有效激發學生的探究熱情，提高其學習效率。

（2）從現象認識本質，教給學生探究的方法。物理教學需要教師能夠將抽象的事物轉化成形象的事物來表達，幫助學生更進一步了解知識點，強化學生的自我探究能力。具體而言，教師可以通過將學生分成不同小組的方式進行小組實驗，以事物性質與特點對物理知識進行間接理解。例如，在學習電流與電壓的過程中，教師便可以通過小燈泡讓學生感受電流的具體作用，還可以組織學生設計閉合電路，將小磁針放在導線附近讓學生觀察電路閉合與斷開時小磁針的運動特點，逐漸引導學生自主探究電流所帶來的磁效應，讓學生通過形象化的現象，真正認識知識點的本質及其特點，在學習過程中不斷探究，也有利于學生養成良好的動手動腦習慣。

5.合理運用多媒體教學

隨著現代教育手段的不斷優化，多媒體教室幾乎已經普及各個地區，大部分農村小規模學校也有建設很多的多媒體教室。將多媒體與物理實驗教學進行融合，能夠突破物理教學的抽象性，提高學生對物理實驗學習的深度。在具體的教學過程中，有針對性地運用多媒體進行輔助教學，增強物理實驗效果，通過動畫與視頻的方式能夠讓學生更好地發揮其想象力與觀察力。多媒體教學能夠突破課堂在時間與空間上的局限性，對于農村地區教學而言，合理利用多媒體教學也是拉近學生與城市學生學習距離的有效措施，使學生能夠擁有豐富的學習資源。

6.改進實驗設計，提升實驗的易操作性

在當前北師大版物理教材中，部分實驗的操作要求相對較高，其過程也較為煩瑣，難以清晰地觀察實驗結果。教師可以有針對性地對教材進行改進，尤其是實驗部分可以結合學生情況將實驗進行簡化，將實驗過程具體化。例如，在學習滑動摩擦力的相關知識中，涉及較多的實驗操作，其中具有較大操作難度的是關于滑動摩擦力影響因素的相關實驗。其中難點來自兩個方面，一方面難以保證木塊的勻速直線運動狀態，另一方面就是當彈簧測力計跟隨木塊一起移動時其數字變化難以測量。對此，教師可以有針對性地進行改進，在一定程度上降低實驗的要求，使學生更易操作與觀察，進而完成對于滑動摩擦力知識點的深入學習。

7.重視反思和總結，提高實驗教學質量

教學反思是課堂教學中的重要環節，是教師對教學內容、模式及學生的表現的歸納反思。教學反思有利于推動學生的思維創新，讓學生的思維能力得到優化和提升。因此初中物理教師要重視反思和總結，利用反思提高實驗教學質量，全面提升學生的深度學習欲望和積極性。初中物理知識有許多舉一反三的現象，學生只有掌握最簡單高效的解題方法才能夠節約時間提升學習效率。因此初中物理教師在教學時要對所教物理知識進行拓展和深化，通過思維訓練引導學生深入思考，進而收到觸類旁通的效果。初中物理教師在教學時可以借助于一些學生難以理解的內容引導學生進行深度學習，通過解答學生的疑惑以增強他們的實驗探究能力。例如，在進行液體內部壓強的教學時，教師可以針對限制液體內部壓強的各種因素如密度、壓強、體積等，制作一個簡單的實驗裝置進行檢驗，以顯示影響液體內部壓強的因素。通過實驗開展讓學生理解影響液體內部壓強的因素，加深他們對知識的理解，促進他們深度學習的效率和質量的提升。

結語

物理學科所包含的知識往往與我們的生活息息相關，尤其是在初中階段，學生所接觸到的物理知識大部分來自生活，通過物理實驗探究發現生活中所存在的物理規律，探究物理學科所存在的魅力便是初中物理課程的主要教學目標。從多角度出發有針對性地改進與調整物理實驗教學能夠有效提高整體物理學科教學效率，進而增強學生對于物理學科的興趣與熱情，為物理的深度學習打下堅實的基礎。

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作者簡介：李紅銳（1972— ），男，陜西漢中人，一級教師，本科。