基于深度學習的物理教學策略

許冬艷

[摘? ?要]認識深度學習內涵，闡述深度學習的教學特征，有利于促進深度學習的發(fā)生。研究認為深度學習有以下實施策略：①創(chuàng)設真實情境，引導學生積極體驗;②通過問題驅動學生學習，促進學生高階思維發(fā)展;③基于真實情境和問題解決，促進學生主動建構;④整合學習內容，增強學生知識遷移能力;⑤通過有效及時的評價，發(fā)展學生的批判性思維。

[關鍵詞]深度學習;教學特征;策略

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0044-03

深度學習也稱為深層學習，是美國學者Ference Marton 和Roger Saljo 借鑒布魯姆的認知維度層次劃分理論，于1976 年首次提出的一個關于學習層次的概念[1]。在此之后，越來越多的學者開始關注深度學習，并多角度發(fā)展了深度學習理論。指向深度學習的課堂教學是落實學科核心素養(yǎng)的重要標志，如何促進深度學習的發(fā)生與發(fā)展是極具現實意義的重要課題。

一、深度學習的要義

1.深度學習的概念界定

一般認為，深度學習是一種基于理解的學習，是指學習者以高階思維的發(fā)展和實際問題的解決為目標，以整合的知識為內容，積極主動地、批判地學習新的知識和思想，并將它們融入原有的認知結構中，且能將已有的知識遷移到新的情境中的學習[2]。由此可見，深度學習意味著理解與批判、聯系與構建、遷移與應用，它通過對學習機制的探索，創(chuàng)造了新的學習方式，最大限度地提高了學生的學習效能。

2.深度學習的教學特征

（1）深度學習突出學生的主體性

學生主體性表現為學習是學生自覺的行為。與被動式學習和接受式學習不同，學習是由學習者的內在動機和個體興趣所誘發(fā)的， 是一種“樂學”或者“痛并快樂著”的學習過程。

（2）深度學習注重理解與批判

實驗是學習物理的一種重要手段，物理實驗現象與多種因素有關，這就要求學生不僅要掌握物理思維方式，實事求是，還要保持一種批判或懷疑的態(tài)度分析思考其原因，從而加深對知識和復雜概念或規(guī)律的理解。

（3）深度學習強調知識整合

物理學科發(fā)展與人類知識的發(fā)展有著非常深厚的淵源，物理來源于生活。因此，深度學習所強調的知識整合既是多門學科知識的整合，也是物理知識與學生生活知識的整合。

（4）深度學習注重知識的建構與反思

深度學習要求學生不僅要能夠從眾多的物理現象中獲取有用的信息，更要能夠將信息轉化為知識，并運用原有的知識經驗對新概念（原理）或問題進行分析、評價，形成自己對知識的理解與建構。

（5）深度學習重視知識的遷移運用

深度學習要求學生對物理現象、基本規(guī)律進行深入研究，進行判斷理解，逐步形成物理觀念，這樣，學生可以在相似情境中“舉 一反三”，也能在新情境中分析、判斷差異，并將物理知識遷移運用。

二、促進深度學習的物理教學策略

深度學習的教學策略是在深入研讀深度學習理論的基礎上提出的一種引導教師調整教學行為的建議。基于深度學習的主要特征，從有利于促進學生深度學習的角度出發(fā)，筆者提出幾條促進學生深度學習的教學策略 ，希望對發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)起到積極作用。

1.創(chuàng)設促進深度學習的真實情境，引導學生積極體驗

概念的建立需要創(chuàng)設情境，規(guī)律的探究也需要創(chuàng)設情境， 應用物理知識解決具體問題更應結合具體的實際情境[3] 。深度學習就是要學生將自己原有的認知納入到新情境中認識新情境，這就需要加強物理知識與真實情境的聯系，這樣，既能在真實情境中教給學生知識， 又能讓學生用所學知識解決真實情境中的問題 。例如，在初中物理“氣體壓強”教學中，教師可以聯系上一節(jié)所學的液體壓強知識，利用如圖1所示裝置引入新課，在筒內裝入水后，如圖2所示，橡皮膜凸起，說明液體對容器底部有壓強，然后將其慢慢放入水中，如圖3所示，學生會觀察到橡皮膜形變越來越小，直至橡皮膜不再凸起。這樣一個真實的實驗將學生引入到物理情境中，激發(fā)學生的學習動機 ，讓學生在觀察實驗的基礎上通過科學推理了解人們感受不到大氣壓的原因，由此培養(yǎng)學生的科學思維 。當學生具備了這樣的思維后，就能從使氣壓不平衡的角度去選擇器材，自主設計實驗，證明大氣壓的存在，并估測大氣壓了。

此外，在創(chuàng)設物理情境時 ，還可以創(chuàng)設一些與學生原有認知發(fā)生沖突的情境 ，生活中的許多情境就可以生成有價值的物理探究問題。如“二力平衡”一節(jié)中，將易拉罐（瓶中少量水）傾斜立在桌上，如圖4所示。如“汽化”教學中，用紙杯燒水，水沸騰而紙不破。又如在講短路時，用錫箔紙短路，使電池著火。這些真實情境都可能會與學生原來的認知發(fā)生沖突 ，容易激發(fā)學生的探究欲望，進而促進學生深度學習。

2.問題驅動學習，促進學生高階思維發(fā)展

課堂提問作為課堂教學中的重要環(huán)節(jié)，是課堂中師生語言交流的主要表現形式，也是促進深度學習的重要手段。教師要充分了解學生原有認知結構與生活實際，在設計問題時，應注意各問題不應該是單一孤立的，應該是在深入分析教學內容的基礎上，使每個問題之間前后聯系，使學生的新舊知識產生關聯，為學生建立思維階梯。

以“牛頓第一定律”的教學為例，教師可提出以下問題。

（1）怎樣研究物體在不受力時的運動情況？你能找到不受力的物體嗎？為什么要設計“斜面小車”實驗？

（2）“斜面小車實驗”中，為什么要讓小車從斜面的同一高度滑下？小車在平面上運動時為什么會越來越慢？在什么表面上它的速度減小得慢？小車在水平方向上受幾個力作用？力在小車的運動過程中起了什么作用？

（3）通過“斜面小車實驗”你得到了什么結論？推出了什么結論？

又如，在學習“動能、勢能、機械能”一節(jié)，探究動能的影響因素時，可以用這樣幾個問題貫穿整個實驗。問題1.實驗采用什么研究方法？問題2.如何控制質量，改變速度？問題3.如何控制速度，改變質量？問題4.你是如何比較小車動能大小的？如果學生帶著問題完成實驗，并解決問題，那么整節(jié)課的目的也就達到了，學生的思維能力也就得到了提升。

3.基于真實情境和問題解決促進學生主動建構

教師在課堂上應提供真實的情境，滿足學生觀察的需求，中學實驗一般指演示實驗和學生實驗，但物理學的研究對象非常廣泛， 教師可以創(chuàng)設一個真實情境引發(fā)學生深度思考。如在學習“伏安法測電阻”內容時，教師可創(chuàng)設一個真實情境（測出一根鉛筆芯的阻值，如圖5）。如何讓學生自主地有目的地在電路中加入滑動變阻器呢？教師可以事先截取一段鉛筆芯（接入3 V電路，要使電流略大于0.6 A）。學生在實驗過程中就會發(fā)現電流表接小量程示數偏大，接大量程又示數偏小，導致無法準確讀數。在解決問題的過程中，學生會慢慢探索：為了保護電路，為了多次測量求平均值，需要加入滑動變阻器，從而真正理解滑動變阻器的作用。

一個真實的問題情境，可以幫助學生主動探索建構知識，可以幫助學生深入理解相關知識并促進學生深度學習。又如，在做測小燈泡電阻實驗時，還以可利用數學思維引導學生畫出定值電阻阻值與電流的關系圖像和小燈泡阻值與電流的關系圖像，并進行對比，主動建構知識。

4.整合學習內容，增強學生知識遷移能力

深度學習實質上是結構性知識與非結構性知識意義的建構過程，也是復雜的信息加工過程，須對已激活的先前知識和所獲得的新知識進行有效和精細的深度加工[4]。然而，現在的課堂教學很多教師將本課知識孤立地、非情境性地教給學生，然后通過實驗、活動等方式讓學生記憶和理解，這樣的教學不利于學生整體感知相關知識。由于知識的學習過程沒有建立新舊知識之間的聯系，新知識沒有進入學生原有的認知結構，就會降低解決問題的效率。在分析和設計教學內容時，需要教師全面分析教材、挖掘教材，引導學生將知識以整合的、情境化的方式存儲于記憶中。例如，教師在“比熱容”的概念教學中，與“速度”“密度”等概念整合，幫助學生建立物理概念。在學習“電功”“電功率”時，可與“機械功”“機械功率”進行知識整合，幫助學生理解功和功率的含義。在認識“滑動變阻器”的作用時，可通過思維導圖引導學生整合滑動變阻器的作用，厘清知識點間的相互聯系和邏輯關系，促進思維可視化和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

5.及時有效評價，引導學生批判思維

批判性思維的本質在于不盲從既定的結論與觀點，而是在對其性質與價值進行理性、辯證地判斷和分析的基礎上提出個人的想法，進而準確、全面和深刻地認識事物[5]。教師要及時對學生的學習過程進行反饋和評價，引導學生進行深度反思。當學生出現錯誤的物理思維時，教師要及時提醒，并修正反饋給學生，引導學生重新思考。教師評價學生一定要積極

正面，要激發(fā)學生大膽質疑，同時對學生的不同想法，要慎重對待，促進學生辯證地分析事物，進而準確、全面和深刻地認識事物。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? Marton F，Saljo R.On Qualitative Difference in Learning：Outcome and Process[J].British Journal of Educational Psychology，1976（46）：4-11.

[2]? 安富海.促進深度學習的課堂教學策略研究[J] .課程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[3]? 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：52-53.

[4]? Eric? Jensen ，Le Ann? Nickelsen .深度學習的7種有力策略[M].上 海：華東師范大學出版社，2010：12.

[5]? 李春密.強化實踐策略? ? 促成教學改進[N].中國教育報，2017-5-31（9）.

（責任編輯 易志毅）