基于深度學習的初中物理實驗教學策略研究

姚桂松

【摘要】物理是一門以實驗為基礎的學科，新課標中明確指出教師必須以學生終身發展為核心目標、面向全體同學的科學素養來展開教學，初中階段教師應該充分發揮出自身的引導作用，利用好課內教學時間，借助實驗來激活學生的學習熱情，為他們提供知識探索的動力，也為課堂注入生機和活力.教師可以采取分組實驗、創新實驗、問題探究、信息化實驗、拓展實驗等方式展開教學，幫助學生深度學習，保證整體教學效果，達成增強學生物理核心素養的目標.

【關鍵詞】深度學習;實驗教學;策略研究

實驗是初中物理學科教育體系中重要的一部分，是學生理解物理概念、分析物理現象的關鍵，但是根據對當前階段初中物理教學現狀的調查來看，大部分教師受到傳統思想影響，或是認為日常教學時間嚴重不足，所以忽視了物理實驗這項內容，學生對日常所學物理知識只是淺層的了解，實踐運用能力更是遠未達到標準水平，故而教師必須及時轉化教育思想，在課內為學生提供獨立學習、動手實踐的空間，從而幫助他們提高理解能力，在夯實物理基礎的前提下實現綜合發展.

1 分組：把握認知沖突，設計分組實驗，端正學習態度

“只有學生親身經歷、感受的東西才能真正理解和掌握”，因此在初中物理教學課堂上，教師需要在了解學生實際情況的前提下組織實踐活動，過程中倡導分組教學，首先明確學生之前的認知差異，將他們進行科學分層，再依照同組異質的原則完成分組任務，把握他們的認知沖突，讓所有人都能在合作探究中深化對所學物理知識的理解和記憶，并且在合作中端正態度、發展思維，得到綜合能力的提升.同時一些物理實驗難度較大，學生難以獨立完成，以合作的形式降低學習難度，并讓組內成員互相幫助、互相監督，在潛移默化中培養初中生學科嚴謹的實驗態度，充分調動他們的積極性、主動性，讓所有人都能在自主探索中實現知識的遷移和再創造，從而增強物理核心素養[1].

例如 對《光的折射》一課進行教學的過程中，教師可以組織小組實驗活動，根據上文提到的方法對學生科學分組，為每一個小組準備光具盤、平行光源、玻璃水槽、水彩筆、碗筷、水等實驗材料，讓每一個小組都自己動手實驗，讓他們將準備好的碗放在桌面上，將碗放入其中，觀察碗底，再將水倒入碗中，合作觀察碗底的變化，再鼓勵他們將筷子插入盛水的碗中，繼續觀察筷子在水面處的變化，在小組合作的過程中學生能自由發散思維，他們會根據自己觀察的結果來對“光的折射”現象有更深刻的認知，通過不斷提問、討論的方式深化認知：“為什么加入水之后碗的深度看上去發生的變化？為什么是變淺了而不是變深了？”、“為什么看著筷子在碗中好像彎了，但是拿出來還是原來的樣子呢？”他們想要弄清楚這些問題就會主動去分析教材內給定的理論，討論“光的傳播”相關問題，小組合作分析“介質”對于光的傳播現象的影響，在頭腦風暴、自由討論中逐漸理解“光的折射”概念，在潛移默化中理解知識內涵，并且在具象化實驗中實現深度學習目標，增強整體記憶.

2 創新：合理改進實驗，激活探索興趣，實現學做結合

初中屬于物理學科的啟蒙教育階段，因此大部分知識難度還不算太高，因此實驗教學中對相關演示儀器要求也不高，面對此種類型的實驗時，教師可以結合教學現狀、利用已有的材料對其進行創新改造，在保證最終實驗效果的前提下合理創新，讓學生能更輕松地參與其中，產生沉浸式學習體驗，對于知識的理解也更加深刻，同時他們在動手操作的過程中也能積極思考，提出主觀質疑，并且和教師、同學積極討論，學生也能開放思維、自由想象，主動對實驗進行適當改變，從而領悟核心理念的內涵，實現深度學習目標[2].

例如 在講述《氣體的壓強》一課時，教師可以選擇簡易版的實驗工具，讓實驗教學更加接近學生的實際生活，保證他們在身心放松的情況下自由思考問題，在愉快的氛圍中深化認知，此時根據課程內容選擇“乒乓球”這一生活常見物品，展示提前準備好的軌道，將兩個乒乓球放在軌道上，此時拿出一根吸管，從中間用力吹氣，此時能驚訝地發現，明明是想將兩個乒乓球分開，但是它們卻在外力的作用下向中間靠攏了，這樣簡單且有趣的實驗能充分激發起學生的好奇心和求知欲，學生們躍躍欲試，想要自己動手嘗試實驗，由此在“做”中“學”，但是由于乒乓球質量過大，所以學生在吹的過程中經常會出現乒乓球掉落的問題，此時，教師引導他們尋找乒乓球的替代物，換用氣球來完成實驗，將兩個氣球綁在一起，用同樣的方式吹氣，觀察氣球的運動情況，通過這樣多元化創新教學的方式能讓物理概念更加清晰，學生也能獲得探究的動力，主動參與其中，后期他們甚至會自己創新思考，尋找更多相似的實驗材料，如點燃蠟燭，朝火焰吹氣等，通過這樣的方式自然而然的理解“氣體的壓強”概念，并能通過所學知識解決實際生活中的問題，實現綜合素質的發展.

3 設問：圍繞問題探究，創設真實情境，活躍學生思維

初中階段學生思維較為活躍，他們累積了一定的生活經驗，也對各領域知識有了初步的掌握，因此在面對新學科、新知識時會基于好奇心與求知欲的驅動來主動深入探索，如果此時教師能加以有效引導，則能進一步開闊學生的思維，讓他們在思考、探究、表達的過程中自然對知識產生深刻認知[4].

初中物理實驗教學中教師一定要發揮出自身的引導作用，基于實驗目標、實驗原理、實驗步驟、實驗結果等因素提出多元化問題，堅定“以生為本”的核心理念，讓學生可以自由思考、自由表達，提高課堂參與度.同時多元化問題的展示，自然創設出了真實的情境，實現知識條件化、知識生活化目標，學生產生沉浸式體驗，嘗試從不同角度出發去分析問題，還能由實驗聯想到自己的實際生活，從而真正將物理概念、公式內化于心，收獲更好的學習成果，實現綜合素質的發展[3].

例如 《摩擦力》一課中，教師可以組織“手的摩擦”主題實驗活動，讓他們可以知道摩擦力的存在以及其對物體運動的作用，還可以在實驗中探索滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度、接觸面之間壓力大小之間的關系，在實驗中激活他們運用基礎知識解決實際問題的熱情，保證所有人養成良好學習習慣，實現理想化教育目標.

在此過程中讓學生的手分別處于下述三種狀態：（1）放在桌面上用力推或者拉，手在桌面上運動;（2）手平放在桌面上用力推拉但是保持手不動;（3）手平放在桌面上，不推不拉，也保持手不動，在三種不同的狀態下感受手的運動是否受到了阻礙.

基于此引出“摩擦力”的概念，并且循序漸進提出問題：（1）摩擦力是在什么情況下產生？（2）摩擦力的作用點在哪里？（3）摩擦力朝向什么方向？（4）摩擦力的作用是什么？由此在實驗中幫助學生夯實基礎.

此時教師還可以演示彈簧測力計通過繩子拉著木塊前進的實驗，用同樣問題引導的方式來講解測量滑動摩擦力的方法，在教師的引導下同學們開動思維、積極探索，最終通過對問題的逐一解答內化知識、實現科學探究能力的提升.

4 多媒體：搜集網絡素材，生動化教學，增強教育效果

當前階段我國信息技術發展迅速，各個領域都借助信息技術手段輔助工作，在此形勢下教育發展也需要進行針對性創新，尤其是初中物理教學中，部分實驗耗時較長、實驗結果不易觀察或者存在一定的危險性，教師無法讓學生親身參與到實驗的過程中，為了不影響整體教育效果，教師可以充分發揮出現代化信息技術的優勢，在網絡上搜集相關的實驗資料，選擇與當前階段學生學習狀態最相符的視頻材料，課內演示仿真實驗、展開生動化教學，將物理變化過程進行清晰地再現，學生在多媒體引導下學習積極性明顯提高，從而加深對物理知識的認知，同時也可以利用多媒體快進、快退、暫停、特寫等功能，讓物理現象得以更加直觀、形象地呈現，學生對抽象知識進行具象化記憶，提高物理學習能力、獲得全面發展.

例如 教授《走進分子世界》單元時，教師首先可以播放兩段主題視頻導入課程：“花園香氣怡人”、“紅燒肉香氣四溢”，通過這樣的方式引發學生的聯想，他們會結合自己的實際生活思考“為什么家里做飯時一進家門就能聞見飯香味那呢？”從而引出“分子的熱運動”概念，基于.

運用多媒體展示實驗，從而引出分子模型：（1）展示用放大鏡放大后的粉筆筆跡，學生如果用自己的肉眼觀察這一實驗很有可能忽視細節，但是用多媒體放大后，大家能清楚地看到微粒之間的空隙;（2）酒精與水的混合實驗，由于酒精和水顏色近似，所以依靠直觀觀察很難看出微粒之間的差異，故而改用多媒體展示，將二者有效區分.在多媒體的實驗演示下同學們對分子模型產生熟悉感，從而更容易接受后續的高難度知識，實現學習能力的提升

5 拓展：借用生活物品，布置實驗任務，提高探究水平

課內教學結束后，教師為保證他們對所學認知的深刻性，必須要展開課外拓展教學，以一種開放式的方法來為學生布置學習任務，讓他們可以在主觀能動性的驅使下主動探索、實驗，進而更深層次地理解知識內涵，及時將所學內化，實現物理素養的發展.

對課外實驗用品的選擇尤為重要，首先為了方便學生全員參與，應該尋找日常生活的常見物品，但是由于學生對問題的探究思路不同，教師難以做到面面俱到，同時既然是為了鍛煉學生的探究、實踐能力，也不必一一幫助他們解決，提高課外實驗教學的開放度，讓學生發揮出自主性，在解決問題的過程中實現物理素養的發展.教師此時需要做的就是設置科學、有效的實驗課題，讓學生自主選做，還可以鼓勵能力較強的學生自己制定課題，從而獲得良好的教育效果.

例如 依然以《走進分子世界》一課教學為例，在完成對“分子間引力”的概念后教師支持學生在生活中自由選擇材料，他們會將有水的銀行卡、打碎的鏡子等靈活應用，從而驗證課內所學理念是否正確，在自主實驗的過程中內化所學，深度學習的同時實現物理素養的發展.

6 結語

綜上所述，“教無定法，貴在得法”，初中階段的物理教師必須順應時代發展趨勢及時更新教育思想，在對教學理念進行創新的過程中提高整體教學質量，在此過程中必須明確物理學科的基本特征，明確實驗的重要意義，同時確定新課程標準，重點強調深度學習價值，將二者結合組建課堂，借助分組互動、創新發展、問題引導、多媒體融合以及課外拓展的途徑來優化教學，吸引學生主動參與各項活動，加強他們的認知能力，培養創新思維與實踐能力，達成新時代初中物理的理想化教學目標.

參考文獻：

[1]居露，張天一，武清鋒，尹志珺，張衛東，翁雨燕.初中物理演示實驗的深度學習——以“漏斗與球”為例[J].物理教師，2021，42（07）：43-47.

[2]田學韓.基于深度學習的初中物理教學實踐與思考[J].科技風，2021（15）：46-48.

[3]周瑩，馮華.深度學習視域下的單元教學任務設計——以初中物理為例[J].基礎教育課程，2021（08）：56-61.

[4]朱小鳳.初中物理深度學習的“問題鏈”策略研究[J].教育科學論壇，2020（25）：52-54.

[5]肖永琴.促進深度學習的初中物理實踐作業設計[J].教學與管理，2020（07）：49-51.