深度學習背景下的高中物理單元教學
——以勻變速直線運動為例

張小帥

（寧夏育才中學，寧夏 銀川 750021）

0 引言

深度學習理念的提出，為教育教學帶來了全新的思路和方法。在高中物理教學中，如何通過深度學習策略的應用，促進學生對知識的深刻理解和應用能力的提高，是當前教育教學領域亟待解決的問題。

1 深度學習在高中物理教學中的體現

深度學習理念是指通過多層次的學習和特征提取，讓學生更深入地理解所學知識的基本概念和原理。它不僅強調學生對知識的掌握程度，更關注學生能否運用所學所得解決實際問題，以及在實際情境中對知識的運用能力。

多層次的學習和知識梳理：采用深度學習理念，可以讓學生通過多次學習和梳理知識，逐步深入理解和掌握各個概念和原理。

特征提取和實際問題解決：深度學習強調通過特征提取和數據處理，實現對實際問題的解決。在高中物理教育中，可以通過引導學生分析實際問題，提取關鍵信息，運用所學知識解決問題，培養學生的實際運用能力。

引導學生自主學習和創新思維：深度學習理念注重學生自主學習和創新思維的培養。在高中物理教育中，可以通過提供多樣化的學習資源和學習方式，引導學生主動探究和發現，培養學生的自主學習和創新思維。

2 以勻變速直線運動為例分析高中物理教學深度學習策略

2.1 轉變課程的教學目標

相比傳統的勻變速直線運動教學目標，新的教學目標應該更加多元化和全面化[1]。傳統的教學目標僅僅強調幫助學生掌握勻變速直線運動的定義、公式和基本特征，如速度和加速度等。相比之下，采用深度學習策略，可以將教學目標轉變為幫助學生理解勻變速直線運動的本質、探究物理現象和現實生活中的應用。

具體來說，可以采用以下策略：首先，建立問題意識，在教學中，通過提出實際問題和疑問來激發學生的好奇心，引導學生主動思考并發現問題。其次，以探究為中心，引導學生通過實驗、觀察和實際場景模擬等方式來探究勻變速直線運動的本質和規律。教師可以通過對實驗數據和圖像的解釋和分析，引導學生理解物理學原理和規律，使學生能夠深入理解勻變速直線運動的本質。最后，以應用為導向，通過引導學生應用所學知識，解決實際生活中的問題，促進學生的實踐能力的培養和提高。

2.2 創新教學方法

在高中物理教學中，為了更好地實現深度學習策略，教師可以采用一些創新的教學方法，以下以勻變速直線運動為例進行說明。

借助多媒體技術：多媒體技術可以將圖形、動畫、聲音等多種媒介形式進行集成，能夠生動地展示勻變速直線運動的特點，引導學生形象地理解運動規律。例如使用動畫演示勻變速直線運動的過程，可以生動形象地展示運動規律，激發學生的興趣和好奇心；制作視頻，展示運動實驗中的數據和圖像，并引導學生通過數據分析和圖像解釋，理解勻變速直線運動的本質和規律；設計互動式教學案例，例如通過編程模擬勻變速直線運動的過程，讓學生探究運動的規律和特點；利用虛擬實驗室，讓學生在模擬的實驗場景中進行勻變速直線運動的探究和實踐，提高學生的實踐能力和動手能力。

拓展實驗設計：在勻變速直線運動的教學中，教師可以通過拓展實驗設計的方式，讓學生通過實驗了解物理現象，并引導學生分析實驗數據，幫助學生更深入地理解運動的特征和規律。例如在勻變速直線運動的教學中，教師可以通過以下步驟拓展實驗設計：

設計并制作小車模型進行實驗：首先，教師可以設計并制作一個小車模型，讓學生在實驗中模擬勻變速直線運動。其次，教師可以設置不同的速度和加速度條件，讓學生觀察和記錄小車模型在不同條件下的運動情況。最后，教師可以引導學生分析實驗數據，讓學生深入地理解勻變速直線運動的特點和規律。

利用傳感器和編程探究不同重力加速度下的運動規律：教師可以通過傳感器和編程等技術手段，讓學生探究不同重力加速度均勻變速直線運動的規律。具體來說，教師可以設置不同的重力加速度條件，讓學生使用傳感器測量小車模型在不同條件下的運動情況，并利用編程軟件進行數據處理和分析。最后，教師可以引導學生討論和總結實驗結果，幫助學生更好地理解運動的規律和特點。

問題探究式教學：問題探究式教學是一種以問題為導向的教學方式，強調學生在問題探究的過程中掌握知識，提高學生的主動學習能力。在勻變速直線運動的教學中，教師可以通過提出問題，讓學生自己去思考和探究，并引導學生進行小組合作，讓學生在解決問題的過程中深入地理解知識點。

師：大家好，今天我們將通過問題探究式教學的方式來學習勻變速直線運動。首先我會提出一些問題，希望你們能自己思考并嘗試回答這些問題。問題為：勻變速直線運動的特點是什么？它的運動規律是什么？

生A：我覺得勻變速直線運動的特點是速度在一段時間內發生了改變，但是加速度是恒定的。

師：非常好，你能否舉一個實際例子來說明這一點呢？

生A：比如說，當一輛汽車在路上行駛時，如果它的速度從30 公里每小時增加到60 公里每小時，那么它就是勻變速直線運動。

師：很好，那么其他同學對此有什么補充或者不同的見解嗎？

生B：我認為勻變速直線運動的運動規律是v=at+v0，其中v表示速度，a表示加速度，t表示時間，v0表示起始速度。

師：不錯，你能否解釋一下這個公式的含義？

生B：這個公式可以用來計算勻變速直線運動的速度，v表示運動物體的速度，a表示物體的加速度，t 表示物體運動的時間，v0表示物體運動的起始速度。

師：非常好，你們已經成功地通過問題探究的方式深入地理解了勻變速直線運動的特點和運動規律。接下來，我們將進一步探究勻變速直線運動在實際生活中的應用和意義。

在這樣的討論過程中，可以讓學生自主思考、積極探究，通過實踐來深入理解知識點，培養學生主動學習和自主思考的能力，使學生的學習變得更加積極主動。

2.3 分組討論與合作學習

在高中物理教學中，分組討論與合作學習是一種有效的深度學習策略，它可以幫助學生更深入地理解知識，并提高他們的合作能力和交流能力[2-3]。教師可以將學生分成若干個小組，每個小組內的學生共同討論勻變速直線運動相關的問題。例如，教師可以提供一個案例：小明把一個球從高空扔下，經過多長時間落地？在討論的過程中，學生可以利用公式和圖像等工具，共同探討如何確定物體的加速度和初速度等問題。

師：好的，同學們，請組成小組共同討論勻變速直線運動相關的問題。例如，我們可以以小明把一個球從高空扔下，經過多長時間落地為例，探討如何確定物體的加速度和初速度等問題。請開始討論吧。

生1：我認為，物體的落地時間會受到重力加速度的影響，因此我們可以先計算重力加速度的大小。

生2：對，而且我們可以利用公式t=√(2h/g)來求出物體落地所需的時間，其中h是物體下落的高度，g是重力加速度的大小。

生3：我有個問題，如果我們不知道物體下落的高度，怎么辦？

師：很好的問題，同學們可以考慮其他的因素，例如物體落地時的速度或者彈跳的高度等。可以在小組內討論這些因素的影響。

生4：我覺得，如果物體落地時的速度不同，落地所需的時間也會不同。

生5：那我們可以通過實驗來驗證這個觀點，比如讓物體從不同高度落下，然后記錄落地所需的時間和速度，看看是否有相關性。

生6：我有個疑問，如果物體落地后彈跳，那么它的落地時間應該怎么計算呢？

師：很好的問題，同學們可以探討彈性碰撞的規律，進一步計算物體彈跳后的落地時間。

生1：我想到了一個應用，如果我們想計算自由落體運動的速度和加速度，也可以用類似的方法吧？

生2：沒錯，因為自由落體運動也是勻變速直線運動的一種特殊情況。

同時，學生也可以分享自己的想法和經驗，例如有哪些因素會影響物體的落地時間，以及如何通過實驗來驗證自己的想法等。在這樣激烈地討論過程中，教師可以起到引導和激勵的作用，同時也可以幫助學生糾正錯誤和提供反饋，而學生則能沉浸式地體驗學習的快樂。因此通過這樣的討論活動，不僅可以促進學生對勻速直線運動規律的理解與運用，還可以在問題探究中提高自己的分析能力和邏輯思考能力。

2.4 學習評價多樣化

深度學習理念要求教師在評價學生的學習時，不僅要關注知識點的掌握程度，還要考慮學生的思考過程、實驗操作能力等方面[4]。因此，教師可以通過以下方式來了解學生的實驗進度和應用能力：

實驗報告：讓學生進行勻變速直線運動的實驗，并要求他們撰寫實驗報告，包括實驗的目的、方法、數據處理和分析等。通過實驗報告的評價，可以檢驗學生的實驗操作能力、數據分析能力和科學表達能力。

作業和練習：除了傳統的筆記和習題外，可以引入一些有趣的題目，例如設計勻變速直線運動的數學模型，或者應用勻變速直線運動解決實際問題等。通過作業和練習的評價，可以檢驗學生的數學建模能力、問題解決能力和應用能力。

項目研究：可以讓學生自主選擇一個與勻變速直線運動相關的主題，例如，學生可以自主設計一個小車模型，利用不同的裝置和器材對小車進行實驗，比如利用傳感器和編程探究不同重力加速度下的運動規律，或者設計不同形狀和重量的物體，進行勻變速直線運動實驗。這樣的實踐性項目研究可以培養學生的實驗設計能力、數據分析能力和創新思維能力，同時也有利于學生更深入地理解勻變速直線運動的概念和規律。

通過學習評價多樣化的策略，可以激發學生的學習興趣和動力，同時也可以檢驗學生的綜合能力，幫助他們更全面地掌握知識。

3 結語

通過對勻變速直線運動教學的深度學習策略分析，可知在高中物理教學中，采用深度學習策略可以促進學生對物理知識的深入理解和應用能力的提高，教師在教學過程中，需要不斷探索和創新，運用多種教學方法，鼓勵學生的合作學習和思考，同時采用多元化的評價方式，為學生提供更加全面的學習體驗。