指向深度學習的高中物理教學研究

蕭林灶

摘 要：在高中教學中，物理是學生公認的難度偏高的一門學科，所包含的知識具有較高的復(fù)雜性。隨著新課改的進一步推進，高中物理教學的目標出現(xiàn)了變化。在新目標的引導下，教師不僅要注重提高學生的成績，也要注重培養(yǎng)學生的能力，所以貫徹深度學習理念至關(guān)重要。深度學習視域下，教師需主動創(chuàng)新教學方法與教學手段，幫助學生了解更深層次的物理知識，把握物理本質(zhì)。本文立足于此，分析了在高中物理教學中實現(xiàn)深度學習的具體路徑。

關(guān)鍵詞：高中物理；深度學習；教學對策

【中圖分類號】G633.7? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A? ? ? ? ? ? ?【文章編號】2097-2539（2023）03-0132-03

深度學習指的是在學習過程中學習者對知識建構(gòu)以及內(nèi)化的過程，是相較于淺層學習而形成的對立性學習概念。在以往的教育工作中，多數(shù)教師會在應(yīng)試教育思想的影響下，將教育重點集中在提高學生的考試成績上，對各學科的知識點也只是一味地要求學生死記硬背，學生只能夠了解知識的表面，并不能夠了解知識的內(nèi)涵，因此這種學習被歸類為淺層學習。素質(zhì)教育倡導教師要發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，因此在教學中貫徹深度學習理念至關(guān)重要。

1.整合知識內(nèi)容，形成物理觀念

結(jié)合現(xiàn)行的高中物理教材來看，其所包含的內(nèi)容可劃分為三大部分，分別為物質(zhì)、運動和相互作用以及能量。但是這三大部分內(nèi)容并沒有集中成一個完整的模塊，而是分散在學生三年來的各階段教育工作中，呈現(xiàn)出明顯化的碎片化狀態(tài)。如此一來，學生在學習過程中很難順利地完成知識建構(gòu)，在反復(fù)強化、反復(fù)學習過程中，不僅無法把握知識體系，還會產(chǎn)生較高的學習壓力，進而影響了深度學習目標的實現(xiàn)。

在物理學習過程中，把握物理觀念并滲透物理觀念，是學生及教師應(yīng)達到的一大目標。教師需要立足于這一前提指引學生整合基礎(chǔ)知識，夯實學生學習基礎(chǔ)，培養(yǎng)其學習觀念，進而呈現(xiàn)深度學習狀態(tài)。并且，教師要立足于基礎(chǔ)知識，循序漸進地推進教學工作，逐步滲透與物理觀念有關(guān)的信息，讓學生能夠在了解知識、理解知識、掌握知識的狀態(tài)下，逐步融會貫通，把握核心概念，真正地理解物理觀念的生成與發(fā)展，真正地實現(xiàn)深度學習。

在基礎(chǔ)階段的知識內(nèi)容整合過程中，教師可充分發(fā)揮思維導圖工具的價值。思維導圖能夠很好地將抽象性的內(nèi)容以直觀的形式呈現(xiàn)在學生面前，降低學生的理解壓力，提高學生的批判性思維能力。并且，由于思維導圖具有圖文并茂、靈活多變的優(yōu)勢，所以也能夠在一定程度上滿足學生的發(fā)展規(guī)律，促進學生學習能力及核心素養(yǎng)的進一步發(fā)展。在發(fā)展學生的物理觀念時，教師還應(yīng)充分發(fā)揮實踐性作業(yè)的價值，借由實踐性的作業(yè)引導學生自主探索，促進學生主動創(chuàng)新，使其在設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗、總結(jié)實驗的過程中，真正地掌握知識。除實驗外，社會實踐、社團活動也是比較常見的物理實踐作業(yè)類型。教師可根據(jù)具體的教學內(nèi)容酌情選擇。例如，在講解“電動勢”這一部分的內(nèi)容時，教師可借由教材后的“生活中的電池”這一部分內(nèi)容，將其作為實踐性作業(yè)的背景，要求學生結(jié)合課堂上所掌握的電動勢知識解釋生活中電池的應(yīng)用原理，讓學生把握知識的內(nèi)在邏輯，促使其理解物理觀念，最終達到深度學習的目標。

2.注重情境創(chuàng)設(shè)，引發(fā)深度思考

通過創(chuàng)設(shè)情境指導學生開展學習活動，在現(xiàn)階段的高中物理教學中十分常見。針對創(chuàng)設(shè)情境的教學價值，諸多學者也進行了較深層次的探索，明確其在高中物理教學中有一定的積極影響。但也提出了相應(yīng)的要求，例如，教師所創(chuàng)建的情境一定要與教學內(nèi)容有所關(guān)聯(lián)，要具有較高的問題性、探究性、開放性的特點。深度學習視域下，教師需要立足于物理教學主題，對教學內(nèi)容加以深度分析，也要了解學生的身心發(fā)展規(guī)律，確保所創(chuàng)建的教學情境具有一定的應(yīng)用價值，能夠讓學生在多元的情境中加深對知識的理解，把握知識的內(nèi)涵并引發(fā)自身的深度思考。

例如，在講解“生活中的圓周運動”這一部分內(nèi)容時，通過解讀教材可知，其中包含大量生活中常見的圓周運動案例。如火車轉(zhuǎn)彎、汽車過拱橋。而在這一基礎(chǔ)上，教師可借助信息技術(shù)制作相關(guān)的教學課件，利用多媒體平臺，為學生展示火車轉(zhuǎn)彎、汽車過拱橋的動態(tài)視頻，以此創(chuàng)設(shè)與教材相關(guān)且能夠吸引學生注意力的教學情境。當學生了解了這一部分內(nèi)容后，教師可組織學生思考問題。例如，當汽車的速度達到一定程度，地面與汽車之間會呈現(xiàn)什么樣的關(guān)系？地面對汽車的支持是否為0？而在這一基礎(chǔ)上，教師也可引導學生進行進一步的思考，如航空器的失重現(xiàn)象，并指導學生分析，當一個物體在做圓周運動時，由于慣性，會有沿著切線方向飛出的傾向，但為什么沒有飛出去？以此逐步過渡到更深層次的物理知識中，引出向心力、離心運動的相關(guān)概念，深化學生學習。

綜合來說，在現(xiàn)階段的教育工作中，設(shè)置與教學內(nèi)容相關(guān)的物理情境所呈現(xiàn)出的教學效果有目共睹。在多樣的教學情境中，學生能夠真正了解知識的內(nèi)涵，體會知識的形成過程，順利地完成知識內(nèi)化，并培養(yǎng)自身的核心素養(yǎng)。而在這一整個過程中，深度學習目標也可以在不知不覺中實現(xiàn)。

3.把握教學問題，培養(yǎng)科學思維

立足于深度學習視角，把握教學問題的重點在于把握結(jié)構(gòu)不良的問題。通過把握這種問題，引導學生對問題進行分析以及解決，逐步深化學生對知識的理解，培養(yǎng)學生的科學思維與問題思維，進而實現(xiàn)深度學習目標。基于信息加工理論，結(jié)構(gòu)不良問題的本身并不存在不良影響，其指的是學生在解決問題過程中并沒有掌握具體的信息或者結(jié)論，導致其所形成的答案或者所采取的問題解決方法不統(tǒng)一。結(jié)合高中物理教學現(xiàn)狀來看，為促進學生能力及核心素養(yǎng)的進一步發(fā)展，目前學生接觸的很多知識或問題都具有結(jié)構(gòu)不良的特性，學生需要根據(jù)自己對知識的理解展開深入的分析以及探討，并對問題加以解決。以物理教材為例，其中包含問題與練習、思考與討論一類的模塊，而在這些模塊中結(jié)構(gòu)不良問題所占據(jù)的比例高達30%。所以，在日常教學中，教師要將注意力集中在結(jié)構(gòu)不良問題方面，引導學生展開更加多元的分析探討，提高并發(fā)展學生的質(zhì)疑能力、創(chuàng)新能力、模型構(gòu)建的能力及科學推理能力，進一步使其達到深度學習的狀態(tài)。

例題：現(xiàn)有一水平桌面。在桌面放置書本形成斜面，如下圖所示。在斜面處放置鋼球，使鋼球自由運動。當鋼球運動后，會沿桌面飛出。此時，鋼球做什么樣的運動？如果現(xiàn)在有一把刻度尺，應(yīng)該如何測量其在桌面運動時的速度？

客觀來看，這道題目明確指出了學生應(yīng)該得出的結(jié)論以及應(yīng)該解決的問題，甚至為其提供了解決問題的具體途徑，但是整體信息并不完善。在解決問題時，學生不僅要掌握平拋運動的概念以及模型，也要掌握相關(guān)的計算方法。在具體的解析過程中，學生需要先找出解決問題的一些參數(shù)，如球落地點距桌邊的水平距離、桌邊沿距地面的高度、鋼球在桌面上運動的速度以及鋼球從桌面到地面所用的時間，而后根據(jù)這些參數(shù)進行計算。教師要了解到，每個學生的能力與學習基礎(chǔ)都各不相同，在認知與思維方面也存在一定的差異，所以在指導學生對不良結(jié)構(gòu)問題進行分析時，要為其提供個性化的指導。對能力較強的學生，可鼓勵其自行解決結(jié)構(gòu)不良的問題；而對能力偏低的學生，則需要先指導其解決一些結(jié)構(gòu)良好的問題，逐漸過渡、逐漸深入，以此實現(xiàn)有效教學深度學習。

4.通過對比聯(lián)系，完善知識體系

進入高中階段后，學生所接觸的教學內(nèi)容復(fù)雜程度出現(xiàn)了極為明顯的提高，并且其所接觸的很多物理概念也具有更高的抽象性、復(fù)雜性及概括性。學習概念是學生開展物理深度學習的重要前提，而在指導學生了解物理概念時，教師絕不能陷入傳統(tǒng)的教學桎梏，如只指導學生死記硬背，而要讓學生把握物理概念的內(nèi)涵，了解各知識點之間的聯(lián)系，在有效的知識點與知識建構(gòu)中深化學生認識，達到深度學習目標。

以“電場”這一部分的物理概念為例。對學生來說，這一部分的知識極為抽象，其學習壓力相對偏高，也有很多學生會對這一部分的內(nèi)容產(chǎn)生抗拒意識。因此，在深度學習環(huán)境中，教師可以從重力場出發(fā)，引導學生從自己比較熟悉的內(nèi)容切入，逐漸過渡、逐漸遷移。并且，在此期間，教師可以為學生提供適當?shù)闹笇В膭顚W生就重力場與電場進行對比分析，探索兩者的相似性、關(guān)聯(lián)性以及差異性。例如，就適用范圍而言，重力場適用于質(zhì)點，電場適用于點電荷、真空；就常量而言，重力場為萬有引力，電場為靜電力；而就勢能分析來看，重力場的重力勢能表示為，電場的電勢能表示為。除此之外，教師還可以就兩者的場力、受力、功的正負含義展開對比分析。

綜合來看，重力場與電場之間具有較高的相似性，但也有明顯的差異。具體教學中，教師可以指導學生根據(jù)對比找到這些要點，并生成思維導圖或邏輯關(guān)系表格，幫助學生構(gòu)建更加完善的知識體系，使其掌握更加清晰的知識脈絡(luò)，從而達到深度學習目標，同時，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

5.依據(jù)活動載體，引導深度學習

為進一步加深學生的學習，帶領(lǐng)學生開展實驗活動是教師必須重點關(guān)注的一大內(nèi)容。并且，實驗在高中物理教學中也占據(jù)著極高的地位。但在實驗的活動中，為了加強學生的深度學習體驗，教師一定要擺脫傳統(tǒng)的教學慣性。在以往的高中物理實驗教學中，部分教師只是單純地為學生展示實驗，要求學生觀察并記錄實驗現(xiàn)象、實驗定理等內(nèi)容。從本質(zhì)上來講，實驗教學只是另外一種模式的理論教學。所以，在深度學習環(huán)境中，教師要對此加以調(diào)整，讓學生能夠自發(fā)地參與實驗，指引學生在小組合作、自主探究的過程中，產(chǎn)生更加豐富的學習體驗，更加深刻地了解知識的形成過程，實現(xiàn)知識建構(gòu)，達到深度學習。

以“楞次定律”這一部分內(nèi)容為例。在教學中，教師可根據(jù)教學內(nèi)容為學生設(shè)置兩大任務(wù)：第一，要求學生就感應(yīng)電流的產(chǎn)生進行分析，探索與之相關(guān)的因素。而在這一任務(wù)的指導下，可組織學生開展磁鐵插拔螺線管的實驗，讓學生在直觀觀察以及操作的過程中了解二極管的發(fā)光現(xiàn)象，并以此判斷出影響感應(yīng)電流的因素，如磁通量的變化、磁場的方向；第二，要求學生根據(jù)楞次定律的內(nèi)涵，設(shè)計合理的實驗方案，并展開實驗探討。為了加深學生對楞次定律的理解，教師可以在學生實驗中向其提出問題，要求其解決。例如，將磁鐵的兩極分別插入或拔出閉合與不閉合的鋁環(huán)，會呈現(xiàn)什么樣的運動情況？產(chǎn)生什么樣的運動變化？如何通過磁場判斷感應(yīng)電流的方向？讓學生在層層遞進的問題引導下，更加順利地完成實驗并控制實驗，使其產(chǎn)生豐富的學習體驗與學習感悟，逐步加深學習程度。

6.以情境為引導，營造積極的學習氛圍

在物理教學中，只有充分調(diào)動學生的主觀能動性，積極建構(gòu)知識體系，才能促進學生深度學習。因此，教師只有在理解學生的前提下，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，使其主動參與，才能調(diào)動學生的深度學習的興趣。比如，在“楞次定律”一課上，教師可以將學生的預(yù)設(shè)概念引入課堂中，運用“落磁”實驗，建立這樣的問題情境：假定存在兩個同樣的磁體，讓它們從空氣和鋁管中自由落下，然后再通過微課的錄像，讓學生了解到兩塊磁石的下落時間和狀態(tài)，并想：這是怎么回事？試著從受力的角度來分析為什么磁體會在鋁管內(nèi)停留更久。實驗情境的創(chuàng)設(shè)是為了引起學生的興趣，激發(fā)他們的好奇心，使他們能夠初步地感覺到感應(yīng)電流對相對運動的影響，從而為進一步的深度學習打下基礎(chǔ)。

7.結(jié)語

總之，在深度學習的基礎(chǔ)上，高中物理教學要更加突出學生的主體性，讓學生深度參與學習，對學習的內(nèi)容進行深入理解，促使學生從“淺層次學習”狀態(tài)逐漸地向“深度學習”轉(zhuǎn)變，有效地促進學生在思想、能力和經(jīng)驗等方面的深度發(fā)展，提高高中物理教學的有效性。將深度學習理念與高中物理教學相互整合，有助于學生提高學習效果與學習能力。一方面，教師要加強知識內(nèi)容的整合，創(chuàng)建合適的學習目標；另一方面，教師要根據(jù)具體的教學內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)合適的教學情境及設(shè)計教學問題。通過對比聯(lián)系，幫助學生構(gòu)建完善的知識體系，通過多種多樣的活動引導學生深度學習。

參考文獻

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