基于深度學習的高中物理教學探討

沈堅

摘 要：物理課程是高中教育階段中非常重要的一門課程。通過優化高中物理課堂的教學效率，能夠有效培養學生的邏輯思維能力，從而促使學生全面發展。本文以機械能守恒定律為例，深入探究深度學習下的高中物理教學策略，為強化高中學生的物理素養提供可參考的資料。

關鍵詞：深度學習;高中物理;機械能

通過在高中物理課堂的教學過程中采取深度學習策略，引導學生在深入探究的過程中更加深入的理解物理課程的相關知識點。本文以機械能守恒定律為例，著力于探究深度學習下的高中物理課堂教學策略，引導學生能夠更加準確的掌握好機械能守恒定律，并學會靈活的應用該定律來解決相關的物理問題，從而達到提升高中學生物理水平的目標。

一、高中物理機械能守恒定律深度學習的重要性

機械能守恒定律是高中物理課程教學中非常重要的組成內容，也是需要學生準確掌握的重要定律。通過在機械能守恒定律這節內容的教學過程中采取深度學習策略，引導學生能夠更加準確的掌握機械能守恒定律的知識點，并且能夠學會應用這個定律來解決物理課程學習過程中存在的問題，這對增強學生的物理水平具有重要的促進作用。

在高中物理的機械能守恒定律這部分內容中主要涵蓋了力學知識與能量學的相關知識，其具有較強的復雜性和綜合性，所以為學生更加準確的掌握這個定律提出了較大的挑戰性。這樣一部分學生在學習機械能守恒定律這節內容的時候主要采取死記硬背的方式，對該定律理解不明確，導致學生無法準確的掌握學習技巧，這樣不但難以讓學生在物理解題過程中更加準確的掌握機械能守恒定律的知識，而且還會讓學生產生畏難的情緒，甚至讓學生對物理課程內容的學習失去興趣。其中，當學生在學習機械能守恒定律這部分內容的時候，可堅持從力學領域和能量領域這兩個方面著手，準確把握能量守恒定律在力學上的體現或者是力學在能量守恒定律上的應用，以此達到全面增強學生物理素養的目標。

二、基于深度學習的高中物理教學策略

（一）設計精彩的課堂導入環節，激發學生的學習興趣

針對機械能守恒這一高中物理重要的學習內容，教師除了要始終聯系教學目標來設置課堂導入外，尚要確保所設計課堂與學生的認知水平相符，以此方能激發學生的物理學習興趣，讓學生能夠明確物理課程的學習目標，以便為打造高效的物理課堂奠定堅實的基礎。其中，在設計精彩的課堂導入環節中，教師可通過提問的方式來開啟，如“想必大家都玩過蕩秋千和過山車吧？”通過提問讓學生參與課堂學習的情緒得到調動，而后促使同學們在相互分享自己深度學習經歷的時候讓整個課堂氛圍變得更加活躍。然后，教師再充分利用多媒體教學設備為學生播放蕩秋千或者是乘坐過山車的視頻，并再度提出與之相應的問題，如“針對蕩秋千與過山車兩種娛樂項目，當人到達頂點后并不再出現力，則后續是否還能再度達到最高點呢？”這樣學生在聽到教師所提出的這些問題之后便瞬時陷入到思考環節中，讓學生主動投入物理課堂的學習過程中。同時，教師還可將上述的教學過程轉變為單擺模型，讓學生在經過思考與計算之后能夠更加準確的了解機械能守恒，并能夠學會利用機械能守恒定律來解釋蕩秋千和玩過山車的這個現象，為達到深入學習的目標奠定堅實的基礎。

（二）深入了解機械能守恒定律的成立條件，著力探究整個力學系統的問題

在高中學生深度學習機械能守恒定律的內容時，教師應該先準確把握機械能守恒定律成立的基本條件和要求，讓學生在日常學習過程中深入探究整個力學系統中是否出現了外界元素的干擾或者是內部能量泄露的問題？整個機械能的總量在運動的過程中是否保持穩定一致？這樣學生在深度學習的過程中可假設整個系統僅僅存在重力或者是彈力做功，卻忽略了摩擦力以及空氣阻力等因素對能量的干擾，所以在這樣的環境下，是否機械能守恒定律成立，而整個系統是否能夠理解為處于機械能守恒的狀態中，從而為強化高中物理課堂的教學水平創造良好的條件。

（三）采取合作學習方式，推導機械能守恒定律的表達式

在高中物理“機械能守恒定律”這節內容的深度學習過程中，為了能夠幫助學生更加準確的了解這部分的重難點知識點，教師便可以緊密結合教學目標和學生的認知水平設計演示實驗：首先，在一根直直的鐵棒上固定一個鐵架，而在鐵棒與鐵架登高的位置拉上一根細線，起初讓該細線保持在靜止狀態，而后將力撤銷使細線也由靜止變為運動。借助以上實驗過程，學生能可得出的結論當是有兩個點存在想通的重力勢能，而若將鐵棒等高處設為A點，則A、C兩點均將是0動能。由此可見，小球動能與重力勢能之間，兩則呈現出想通的狀態，繼而便可總結出動機械能守恒的概念。當然，在此過程中，教師還需引導學生著重考量，即任意位置的機械能相等的概念可通過自由運動的物體來證明，但該如何使用呢？

學生A：為了證明任意位置動能及重力勢能綜合與初始位置的機械能相等。這需確保重力做功后的產物是源自于任意位置上且為動能增量。明確此點便可借助動能定理來加以證明，具體則可假設小球的質量為m，初始高度為h1，下落后的高度為h2，而此時的速度為v，這時便可將動能定理運用到小球下落的過程中。

W合=ΔEk

即：E2=E1

學生：為了能夠證明，可將兩側的m消除，再從運動學著手。這時可假設小球的質量為m，初始高度為h1，下落后的高度為h2，此時的初始速度為v，小球下落的過程則可充分借助運動學的公式來進行求解：

這樣便可由2ax=v12-v02則可以得出2g（h1-h2）=v2，

即E2=E1

這時教師便可以對學生的物理解題過程進行評價，引導學生能夠從運動學公式與能量的角度來進行分析，在不計算空氣阻力做功的條件下，小球在下落過程中的機械能是守恒的。這樣當學生在了解了這個知識點的規律之后，教師則可將機械能守恒的表達形式歸納為：

E2=E1

這樣通過在高中物理機械能守恒定律課程的教學過程中采取合作學習方式來引導學生深度學習，推導機械能守恒定律的表達式，能夠幫助學生更加深入的理解物理課程的相關知識，為最大限度提升高中學生的物理水平創造良好的條件。

（四）靈活應用拓展教學方法，鞏固學生的物理知識

在高中物理機械能守恒定律的深度教學過程中，除了讓學生掌握這節課程的基礎知識點外，還需要引導學生積極拓展物理課程的知識。這樣通過引導學生進行拓展性學習，便能夠加深學生對機械能守恒定律知識點的認知與理解，讓學生學會靈活的應用所學的物理知識來解決綜合性的問題，全面提升高中學生的物理素養。

例如，在“機械能守恒定律”的內容教學過程中，教師可緊密結合教學目標和學生的實際情況來對這部分知識點進行歸納總結，引導學生逐步建立起完善的知識結構體系。具體則可通過設計練習題的方式，通過列題再歸納總結，便能幫助學生有效探索機械能守恒定律。如現有質量為1KG的物體呈放在水平面上。此時，若將之一端固定在一段勁數為100N/m的壓縮彈簧上，將彈簧的另一端固定在墻上，當小球向墻的方向移動6m，彈簧便會呈現出壓縮狀態。至此，若松開彈簧則其恢復原長后將達到多少速度？

這樣學生通過緊密結合機械能守恒定律這個概念進行探究分析，逐步總結除了：壓縮后的彈性勢能公式表示為：

這樣當彈簧恢復到原來的長度時，其彈簧的彈性勢能則可以表示為0，而所有的彈性勢能便可以直接轉化為小球的動能，所以在探究之后則可得出公式：，而，從而在經過計算之后可得出小球的速度v為60m/s。

這樣在高中物理機械能守恒定律這節內容的深度教學過程中，通過全面優化課程內容的教學邏輯，引導學生從表層學習逐步過渡到深度學習，這樣能夠幫助學生更加深入的理解機械能守恒定律的相關概念和表達形式，從而真正達到強化高中學生物理水平的目標。

（五）準確把握機械能守恒定律的適用條件，著力培養學生的物理思想

在高中物理機械能守恒定律的深度學習過程中，教師需要指導學生明確機械能守恒定律的適用條件，學會根據適用條件去判斷機械能是否守恒這個問題，并將機械能守恒定律應用于實際問題的解答過程中。然后，這部分內容時高中物理課程教學中的重點，所以教師可在順勢將機械能守恒定律的表達式推導出來后，便指導學生靈活的使用伽利略擺的模型和彈簧振子模型，引導學生積極思考擺球的受力情況和各力的做功情況，從而便可以總結出下列概念：只有重力做功和彈力做功，系統的動能和勢能便能夠相互進行轉化，而總體的技能卻始終保持不變的狀態。這樣在整個鞏固訓練的環節中，教師所選取的第一組習題為重力勢能和動能間的轉化;第二組習題則主要講述的是彈性勢能和動能間的轉化問題。這樣學生在習題訓練的過程中能夠更加準確的判斷出機械能是否守恒。當學生在每一組習題的練習過程中進行思考時，可積極思考下列幾個問題：“只受重力與只有重力做功有何區別呢？”學生在通過討論與交流的過程中能夠更加深入的認識物體只受重力或者是彈力作用。學生在通過不斷學習之后，能夠在良好的課堂情景中準確判斷機械能是否守恒，從而幫助學生逐步樹立起最基本的物理思想，切實增強學生的物理分析能力，全面提升高中學生的物理水平。

總之，機械能守恒定律是高中物理課堂教學過程中非常重要的內容，而采取深度教學策略，能夠幫助學生在良好的物理課堂中更加準確的理解物理課程中的力學知識，引導學生逐步構建起完善的知識框架，切實增強高中學生的物理素養。

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