從深度學習角度談高中物理力學教學

張冬梅

【摘要】物理是一門應用性極強的自然科學類科目，具有理論和實踐為一體的特點.力學既是整個物理學的基礎，也是高中物理教學的關鍵構成部分，教師要高度重視，從深度學習視角設計力學教學，幫助學生牢固掌握力學知識，為學生的繼續深造扎實根基.

【關鍵詞】高中物理；深度學習；力學

深度學習作為新課改下出現的一個新式教育理念，是相對于以往淺層學習而言的，指的是學生在教師引領下圍繞極具挑戰性的主題全身心地參與到學習活動中，學生在這一過程中體驗成功、獲得發展.高中力學知識點較多，難度也較大，僅靠傳統的淺層學習很難達到預期教學目標，教師應從深度學習角度，帶領學生深層次地研究力學奧秘，使學生順利完成學習任務，升華教學效果.

1 善于聯系實際生活現象，輔助學生深度學習力學

1.1 利用生活講解力學，幫助學生深度學習

雖然學生在初中階段已經對部分力學知識有所接觸與學習，但是高中教材中的力學內容顯得更為深奧與難懂，僅靠以往淺層學習很難達到預期學習效果，這就要用到深度學習，讓學生透徹理解力學知識.力學知識在生活中十分常見，教師在平常的力學教學中應巧妙利用生活化現象來講解，拉近物理課堂與實際生活之間的關系，降低力學知識的學習難度，帶領學生在熟悉的生活化環境中展開學習，讓他們深度學習力學［1］.

例如 在開展“重力”教學時，教師先利用多媒體設備播放“運動員踢球、守門員接球、運動員用頭頂球、人推物體但沒有推動、火箭發射、壓縮海綿”等錄像資料，討論這些物體的共同點.學生發現海綿的情況和其他物體有所不同，那些物體都是從運動到靜止或者從靜止到運動，形狀均沒有發生變化，但是海綿的形狀變化較為明顯.接著，教師在課件中展示蘋果從樹上下落、跳高運動員下落、飛機投下救援物質等生活化現象，詢問“這幾個物體有什么共同點？”學生觀察后發現均落向地球表面.然后教師提升問題深度：通過之前的學習，大家知道力是改變物體運動狀態的原因，那么物體下落是由于什么力作用？學生結合所學知識知道是重力.隨后教師引領學生結合這些生活現象分析重力產生的原因，深度研究重力三要素，使學生發現重力的方向豎直向下，重心一般在物體的幾何中心，并通過實驗進行驗證，輔助他們達到深度學習狀態.

1.2 營造生活教學情境，突破力學疑點難點

在高中物理教學中，力學是難度相對較大的一部分內容，且占據著極為重要的地位，還具有典型的抽象性特征，學生學習起來較為困難，他們極易遇到一些障礙與困難，如果不及時處理，不僅影響到學生的正常學習進度，還不利于學生樹立學習自信心.對此，教師需把握好力學知識同現實生活之間的銜接點，借助信息技術手段將力學現象帶到課堂上，營造良好的生活教學情境，幫助學生突破力學疑點與難點，促使學生達到深度學習的目的［2］.

例如 在“力的合成和分解”教學過程中，在多媒體課件中展示常見的生活化現象，包括：小孩與大人提水、人與大象拉木材、兩根繩子吊著一個燈泡等，據此營造生活教學情境.詢問：在這些情況下，用一個力代替幾個力？指導學生認真觀察與分析，引領學生嘗試歸納出合力和分力的定義.接著，教師詢問：合力和分力之間存在著什么關系？借機引出新概念——力的合成、力的分解，然后在課件中出示一個拔河的畫面，設疑：當兩個分力在同一條直線上時，怎樣算出它們的合力？學生結合生活經驗及已有知識知道是直接相加減.之后，教師在大屏幕上投影展示兩人抬水的畫面，帶領學生在生活情境中研究當兩個分力不在同一直線上的情況，思考：力的合成到底遵循什么樣的規律？使學生通過實驗來研究這個問題，先如何確定兩個力的作用效果相同，再如何確定兩個分力的大小、方向，然后怎樣研究合力與兩個分力的大小、方向的關系，讓學生深度學習，順利突破疑難障礙.

2 充分借助實驗教學契機，助推學生深度探索力學規律

2.1 賦予更多實驗機會，學生自行探索力學規律

實驗教學在整個高中物理課程體系中占據著關鍵的地位，不僅是對理論知識很好的還原與再現，還可以通過實驗驗證某些物理原理、定理與規律，為學生的正常學習提供更多幫助與支持，讓他們能夠做到深度學習.教師盡可能賦予給他們更多親自動手操作實驗的機會，使其自主設計實驗方案和完成實驗，引導學生將所學的理論知識應用至實驗活動中，助推學生順利探索力學的原理［3］.

例如 以“牛頓第二定律”一課教學為例，教師先演示以下實驗達到拋磚引玉之效：把兩個質量相同的小車放置到同一軌道上進行運動，其中利用滑輪在甲小車上面懸掛2個鉤碼，乙小車則懸掛1個鉤碼，兩個小車一起釋放；甲乙兩輛小車上面都懸掛一個鉤碼，再在甲小車上面放幾個質量較大的砝碼，一起釋放.接著，教師根據實驗設置問題：利用這兩個實驗是否可以找出加速度同質量、力之間的關系？組織學生自由交流和討論，使其發現在第一個實驗中甲小車受力大，速度變化快，加速度大；在第二個實驗中，甲小車質量大，速度變化慢，加速度小.提示學生提出假設：當質量一定時，物體受力越大，加速度越大；當力一定時，物體質量越大，加速度越小.之后，教師指導學生親自動手實驗，讓物體質量保持不變，在大小不同力的作用下測出加速度大小，分析加速度與力之間的定量關系，以及物體質量和加速度之間的定量關系，使其借助控制變量法獨立完成實驗，自行探索.

2.2 親歷力學實驗流程，學生深度探索發現

對于高中物理力學教學來說，實驗的重要性不言而喻，不少力學概念、原理、定理、規律等都是通過反復實驗探索而得出的，利用實驗既有助于學生輕松理解力學理論知識，還能夠培養學生的觀察能力、思維能力、動手能力與探究能力等，為其深度學習做好鋪墊.對此，教師在力學教學中，應該引領學生親身經歷整個實驗教學的流程，使其感受到力學知識的產生和形成歷程，促進學生在深度學習中探索和發現力學的奧秘，強化學習效果.

例如 在“彈力”教學中，教師先播放以下比賽視頻：蹦床、跳水與撐桿跳高等，詢問：這些運動員是受到什么力的作用在運動？學生知道是通過彈性形變產生的彈力，并羅列一些身邊運用彈力的實例，如橡皮筋綁頭發、拉弓射箭和蹦極等，讓他們產生疑問：彈力到底是怎么產生的？順勢揭示新課主題.接著，教師指導學生動手操作小實驗：用手按壓海綿、彈簧，讓竹片彎曲，交流觀察到的現象，即為：物體體積或者形狀發生變化，告知學生這是形變，然后讓學生在不損壞物體的前提下，研究鋼尺、橡皮筋、彈簧等物體的形變，引出彈性限度的概念.之后，教師將一本書放在課桌上，詢問：桌子會發生形變嗎？學生發現僅靠肉眼觀察無法得知，順勢指導他們操作“任何物體都會發生形變”的微型實驗，使學生認識到任何物體在力的作用下均會發生形變.這樣教師為學生提供親身經歷實驗流程的機會，使其深度探索與發現彈力的性質，促使學生深度學習彈力的概念、形變和彈性限度等知識.

3 科學結合力學知識特點，驅使學生展開深度學習

3.1 積極引入小組活動，學生深度探究力學

高中物理教材中涉及到的力學知識同初中相比，不僅難度提升，深度也有所增加，有時僅靠學生個人是很難獨立完成的，無論是理論知識的學習還是探究操作均是如此，這就要引入小組合作學習模式，發揮出團體的力量，讓學生在小組內共同學習，達到深度學習的狀態.為此，教師在力學教學中可根據實際情況引用小組合作學習，鼓勵學生積極交流與討論，使其分享各自的見解與看法，讓學生的思維發生摩擦與碰撞，最終深度探究力學［4］.

例如 在進行“共點力的平衡”教學中，教師先給出問題：在什么樣的條件下物體才會處于平衡狀態？提示學生結合初中時期所學的知識思考與作答，然后引出新問題：假如在三個互成角度的共點力作用下，物體也處于平衡狀態，則這三個共點力的大小與方向需要滿足什么條件？使其簡單思考以后發現同原有認知存在沖突，引發學生的好奇之心與求知渴望.接著，教師組織學生以小組為單位進行合作探究，將三根繩子系在一塊木板上面，由三名同學各拉一根，通過一定的角度將這塊木板拉起來，要求他們認真觀察木板，描述木板所受三個力的方向，使其發現就是繩子拉伸的方向.之后，教師進一步提問：這三個力的方向存在著什么樣的關系？由學生在小組內先獨立思考、再合作探討，交流各自的看法，預設：三個力的方向不再同一條直線上，不在同一側等，借機設疑：會是共面嗎？使其給出不同的看法，在其他小組配合下發現這三個力必須共面，驅使他們深度探究共點力平衡的情況.

3.2 開設課外實踐活動，增強深度學習效果

在深度學習視角下，對高中物理力學教學而言，教師不能僅僅依靠有限的課內時間與課堂空間，還要適當地拓展教學范圍，開設一些課外實踐活動，進一步增進課堂上下之間的聯系，擴展學生的學習空間，使其深度學習力學知識，改善物理認知.這就要求高中物理教師以完成課內教學任務為前提，圍繞知識主題開展課外活動，為學生提供親身接觸社會的機會，使其運用所學知識觀察與分析真實存在的物理現象，讓他們嘗試解決一些實際問題［5］.

例如 在實施“摩擦力”教學時，課內環節，學生通過對理論知識的學習知道摩擦力有靜摩擦力、滾動摩擦力與滑動摩擦力三種，會計算靜摩擦力和滑動摩擦力的大小和判斷方向，使其通過設計實驗，使用控制變量法對影響滑動摩擦力和靜摩擦力大小的因素進行探究，增強他們的邏輯思維能力與探究精神.之后，在課外環節，教師布置課外實踐活動，要求學生觀察生活中有關摩擦力的現象，分析加大有益摩擦與減少有害摩擦的實例.如，鞋底上有凹凸不平的花紋，是在壓力不變的情況下，通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦；乒乓球拍上粘貼橡膠也是使接觸面變粗糙，在壓力不變時增大摩擦；車輪陷入到泥巴里面，墊上草，能夠讓車輪從泥巴里面出來，是增大摩擦；體操運動員在單杠上做動作時，手握桿不能太緊，減小對接觸面的壓力以減小摩擦；汽車發動機內部接觸運動部件間，盡可能的光滑，是減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦等，使其學會運用所學知識解決實際問題，達到學以致用的目的，增強他們的深度學習效果.

4 結語

總之，在高中物理教學活動中，教師要深刻意識到深度學習的重要性與實效性，結合力學知識特征科學合理地制定深度學習計劃，注重理論講授、實驗操作及課外實踐的有機統一，將先進的教育理念同寶貴的教學經驗整合起來，從多個方面帶領學生深度學習與探究力學知識，使其切實體會到力學的神奇，讓他們真正理解力學的內涵，并且學會在生活中運用.

參考文獻：

［1］王銘星.關于高中物理力學教學中融入生活情境的探索［J］.高考，2021（14）：111-112.

［2］李結實.高中物理力學學習中數學方法的應用策略分析［J］.考試周刊，2021（39）：73-74.

［3］頡瓊，牛杰.高中物理力學教學中滲透傳統文化教育的探討［J］.新教育，2022（02）：49-50.

［4］陶漢斌.夯實力學基礎 提升能量境界——賞析高中物理的兩條主線力與能量［J］.中學教學參考，2022（05）：32-36+99.

［5］彭錦然.高中物理力學學習方法與解題技巧探微［J］.中國多媒體與網絡教學學報（電子版），2018（01）：289-290.