深度學習視域下的初中物理實驗教學實踐研究

摘要：基于深度學習的初中物理實驗教學，旨在聚焦學生的實驗能力提升和科學思維發展，引導學生積極主動地進行物理知識的學習，主要對物理教學中的重點、難點進行更深層次的分析，拓展學生物理思維，構建物理知識，培養初中學生的物理學習素養。

關鍵詞：深度學習;實驗教學;教學實踐

深度學習的概念是全新的，具備與時俱進的特性，初中物理實驗教學所涉及的深度學習，是學生在物理教師引導下，全身心的投入到知識學習中，通過有挑戰的實踐活動，不斷的拓展自己的視野。深度學習也是由淺入深，不是表面的和淺層的，而更注重學生學習過程探究和知識構建。指向深度學習的教學是具備思維進階能力的特征，其核心是提升學生的科學素養。

在初中物理學習中，深度學習是建立在探索式實驗學習的基礎上，進行探索式學習就是在讓學生將科學探索的整個過程進行體驗，體驗知識構建、獲得學科核心知識。學生在理論學習中，通過老師的引導，逐漸的對物理產生興趣，使得自己愿意去學習，而并非是被迫的學習，這對于學生接下來的物理學習是非常關鍵的。在本次的研究中，對探究式實驗教學中引入深度學習進行分析研究，對設計深入引入，引發深度學習思維、設計實驗情景、遷移知識應用、學習反饋四個方面進行深入的探索，為深度學習的初中物理實驗教學發展提供自己的建議。

1.設計深度引入，引發深度學習思維

對于學生來說，他們對事物充滿好奇，特別是初中物理實驗，因此在課堂教學之前，要設置一定的情景，使得充分調動他們的學習積極性，激發求知欲。深度學習的實驗教學是建立在學生對課程內容感興趣，他們愿意不斷的進行探索，如此才可以使得學生獲取的物理知識是自己主動要學的，而并非被動，因為在被動的學習下，往往會讓學生產生抵觸，將深度引入到課程中，使得學生的認識結構得到優化，獲取的物理知識是全面的。有深度的教學引入，要避免片面的、淺層的教學。

例如：物理課堂教學設計首先要考慮如何引起學生對課堂教學內容的興趣，可以通過一系列的實驗設計，以學生作為主體，設計出的內容和學生之前接觸的存在差異。體驗一：先向學生分別展示大的土豆和小的西紅柿放入到水中，待土豆和西紅柿靜止時，并提出問題：“質量大的土豆為什么能浮在水面上？反而質量小的西紅柿卻沉入水底？學生從質量和重力角度發現不能解決物體浮沉;體驗二：將質量小的西紅柿放入在已配置的飽和濃鹽水中，西紅柿浮在鹽水水面，問學生發生什么變化？體驗三：將大土豆放入到酒精中，土豆浮在酒精液面上，問學生土豆發生什么變化？精心設計的三個體驗，學生從原有前概念到現有體驗，學生開始反思性觀察，進而構建新的概念，開始發現新規律——物體的受力情況、重力大小決定了物體是否沉浮。

例如：歐姆定律教學時，教師展示能改變亮度的魔術燈，只聽老師的話改變亮度，教師通過調節變阻器按鈕，實現對燈的亮度改變。對比學生觀察到教室內的日光燈無法改變亮度。提出問題：燈的亮度發生變化是由什么引起的呢？學生的學習興趣得到激發。很明顯，學生對此感興趣了，從而自己主動的進行探索。

2.創設實驗情境，培養深度學習意識

美國心理學家桑代克提出：當學生之前學習的情景和現在的學習情景之間存在相同點的時候，之前的學習才可以引入到現在的學習當中?；谖锢碚n程標準不斷整合各種學習資源，利用學生的認知特點和學習特征，幫助學生對相關現象形成一定的認知，并將其表征為各種真實情境，一旦學生進入教師所創設的真實情境，則各種原生問題和思維沖突就會自然產生，讓學生在學習過程中用發現的眼光來進行探索，有意識地在情景中尋找物理知識，并學習用物理知識來解決生活中的現象，促進他們探究活動的深入進行，實現物理知識的不斷積累，促進學生進行深度探究和對知識構建。

例如：電路連接的基本方式新課教學中，讓學生認識串并聯的電路特征是重點，因此在課程未開始前可以先給學生設置情景——我們現在的教室如果要進行安裝吊燈、壁燈，那么我們該如何連接電路？當學生們發表自己的觀點之后，我不給與評價，讓學生帶著自己的觀點去學習串聯、并聯電路的特征，讓學生自己帶著問題去學習，從而分析串聯、并聯電路的特征，然后在學習串聯、并聯電路之后再次設計吊燈和壁燈的電路。新課改指出，為改變傳統的“填鴨式”教學，應該引導學生自主式學習，主動探索。學生在課堂上作為主導地位，教師只是扮演著引導的角色，教師引導學生去學習，去探索，不斷的深入學習，從而提高了自主學習能力和培養科學探索精神。當然在進行知識探索的過程中，學生也提高了溝通、協調、合作能力。真實情景的設計，環環相扣的問題鏈條，體現了情境激發動機，探究收獲知識，并生成深度學習的能力。在課堂上，老師負責引導，學生占據主導地位，老師通過循序善誘使得學生愿意主動去學習。

3.遷移知識應用，提升深度學習能力

初中物理深度學習的教學，教師應積極引導學生將所學到的物理知識應用起來。能讓學生在真實情境中應用到所學的知識，使得學生的求知欲被激發，促進學生將物理知識和實際的生活相結合。當學生感覺到學習能真正的被運用到生活中，他們會覺得物理和生活是不脫軌的。在教學過程中可根據所教內容設計實際情境，然后布置探究任務，要求學生以小組合作的形式去完成探究任務，讓學生將學的內容轉化到解決方案內。

例如：2021年蘇州市中考物理選擇題第10題就是我們實驗教學指向的深度學習典例。如圖所示在一個量筒中盛有40mL水，如果將量筒上表示體積的刻度值換成質量的刻度值，便可以制作成一個“質量秤”。某些小物塊放入量筒中后，就可以直接讀出該物塊的質量，下述正確的是那一項

A.“質量秤”的零刻度線在量筒的零刻度線處

B.“質量秤” 分度值為1g

C.“質量秤”能稱量的小物塊質量最大為60g

D.“質量秤”可稱量質量小于40g的實心小鐵塊質量

該題目考查了量筒排水法測量體積、質量測量、重力知識、浮力知識等知識點。解答該題需要從知識進階的思維視角進行分析，題目給出該物理情境在于通過量筒測量物體的質量。小物塊放入量筒后，通過受力分析得到其在水中的狀態是有要求的，物體在水中受重力與浮力兩個力。根據物體的重力與質量成正比關系得到重力大小，浮力的大小由阿基米德原理，根據量筒中排水法測量出小物體排開水的體積來將小物體漂浮中所受到的力進行計算。因此小物塊在兩桶內處于漂浮或者是懸浮的狀態，不可能是沉底。量筒是從教材中選取素材，并進行挖掘改編，變形后的題目更有效地考查學生對科學過程和科學知識的理解，有助于培養學生的思維能力和思維進階能力，是深度學習的高效途徑這是新課標評價建議的有效落實。

4.關注評價反饋，引導學生深度反思

在課堂上，對學生提出的疑惑、問題、建議，教師要進行不斷的進行及時分析總結，要用學生的反饋引導學生進行深度學習。在初中物理課堂教學中，教師往往對學生評價反饋不夠關注，以至于學生對所學物理知識理解達不到持續深度學習。

在日常的教學中，教師需要利用對學生的反饋，調動學生的學習積極性，使得學生更加深入的去學習、探索知識。提高他們自主學習的能力，促使學習向高層、深度發展。

例如：在用彈簧測力計、刻度尺等器材估測大氣壓值的教學中，學生利用器材測量獲取大氣壓數值，此時老師要對學生在測量的過程中的行為、操作是否標準進行評價，這個大氣壓的數值測量是有誤差的，實驗準備時有沒有排盡注射器內的空氣？教師引導學生相互分析各小組的不同數據，就可以總結這個實驗測量方法是正確的，但由于器材的限制，必然存在數據上的誤差。教學中及時對學生獲取的實驗過程、結果等進行評價，有助于深度學習。

綜上所述，促進學生深度學習教學理念在初中物理教學中有重要的價值和可行性，符合提高學生核心素養的物理新課程標準。經過深度學習模式的實踐，使得學生在進行學習的時候，提高了對物理知識的積極性，增強了自主學習的能力，對物理學習產生了濃厚的興趣，因此是的學生的物理學科核心素養得到有效的培養。

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作者簡介：孫方明，男，江蘇蘇州，1981年6月，本科，中小學一級，蘇州市吳江區七都中學物理教師。