基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)研究

張春龍

【摘要】深度學(xué)習(xí)是引入深度思維、提升學(xué)生能力的關(guān)鍵.與初中物理相比，高中物理學(xué)科的知識(shí)深度和廣度都有提升，知識(shí)構(gòu)成復(fù)雜，內(nèi)容上具有一定的邏輯性和抽象性特點(diǎn).為保證教學(xué)質(zhì)量，教師在授課中應(yīng)認(rèn)識(shí)到學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極意義，在教學(xué)中使用多元化手段引導(dǎo)學(xué)生參與，在參與活動(dòng)的過(guò)程中幫助學(xué)生完成物理知識(shí)體系的構(gòu)建過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解深度.本文分析引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)對(duì)高中物理教學(xué)的重要意義，嘗試應(yīng)用構(gòu)建物理知識(shí)體系、鼓勵(lì)質(zhì)疑思考、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反思、理論實(shí)踐相互整合等策略在高中物理教學(xué)中完成深度學(xué)習(xí)，以期在科學(xué)化、現(xiàn)代化的高中物理教學(xué)模式的探索過(guò)程中邁進(jìn)一步.

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；高中物理；教學(xué)策略

現(xiàn)階段部分學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中存在學(xué)習(xí)理解困難、知識(shí)應(yīng)用不靈活、應(yīng)變能力較差等問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難的關(guān)鍵原因在于當(dāng)前學(xué)生的學(xué)習(xí)模式停留在淺表狀態(tài)，即機(jī)械地背誦記憶，被動(dòng)地接受知識(shí)，信息儲(chǔ)存單一，學(xué)習(xí)能力難以在教學(xué)過(guò)程中得到有效提升.為此，教師在授課中應(yīng)積極改變思路方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地、批判性地參與到物理知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，在對(duì)話與反思中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生成為物理知識(shí)學(xué)習(xí)的主人，在學(xué)習(xí)中得到思維與能力的提升.

1 高中物理深度學(xué)習(xí)的積極意義

高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)難度較大，對(duì)學(xué)生的思維能力和邏輯推理能力以及材料加工能力要求較高.而深度學(xué)習(xí)能夠在學(xué)生理解學(xué)習(xí)要求的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生批判性地認(rèn)識(shí)新式學(xué)習(xí)思想，在將新知識(shí)引入原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程中強(qiáng)化各類知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性，完成知識(shí)的遷移，這有助于解決傳統(tǒng)高中物理教學(xué)中不同學(xué)段教學(xué)銜接不良的問(wèn)題，對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成具有積極意義［1］.

2 高中物理教學(xué)引發(fā)深度學(xué)習(xí)策略

2.1 聯(lián)系同類知識(shí)，構(gòu)建物理體系

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與以及對(duì)新舊知識(shí)的有序整合，利用完整的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)奠定知識(shí)基礎(chǔ).為此，教師需要從教材內(nèi)容中各類知識(shí)點(diǎn)的共通性入手，深入挖掘不同知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性要素，對(duì)比分析新舊知識(shí)的特點(diǎn)，從舊知識(shí)系統(tǒng)中完成知識(shí)的遷移，幫助學(xué)生理解新知識(shí)，并將新知識(shí)納入現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，在不斷的分析應(yīng)用中幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到新舊知識(shí)的差異和區(qū)別特征，完成知識(shí)的分離過(guò)程，在知識(shí)的對(duì)比、分析、整合過(guò)程中提升學(xué)生的知識(shí)理解能力和應(yīng)用水平.

例如 以人教版高一物理必修第二冊(cè)第五章“曲線運(yùn)動(dòng)”為例，為幫助學(xué)生理解曲線運(yùn)動(dòng)的條件，能夠認(rèn)識(shí)到曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)比分析所學(xué)物體運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)特點(diǎn)存在一定相似性，教師可在課上導(dǎo)入環(huán)節(jié)提出問(wèn)題，“什么是直線運(yùn)動(dòng)？”“物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？”結(jié)合問(wèn)題與學(xué)生共同復(fù)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí).完成知識(shí)復(fù)習(xí)后，教師可從生活要素中引入曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)，使用多媒體設(shè)備播放過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)視頻、月球圍繞地球的轉(zhuǎn)動(dòng)演示動(dòng)畫，接著向?qū)W生提問(wèn)：“同學(xué)們，大家說(shuō)說(shuō)視頻當(dāng)中物體的運(yùn)動(dòng)是否屬于直線運(yùn)動(dòng)呢？”從運(yùn)動(dòng)軌跡入手幫助學(xué)生區(qū)分二者的差異.其次，教師可在黑板上畫出一條曲線和一條直線，起點(diǎn)為A，終點(diǎn)為B，引導(dǎo)學(xué)生思考：“假設(shè)有一輛小車需要從A移動(dòng)到B，它們的移動(dòng)方向存在哪些特點(diǎn)，物體的速度方向具有哪些特征？”學(xué)生以箭頭嘗試畫出小車的運(yùn)動(dòng)方向，在對(duì)比中發(fā)現(xiàn)曲線的運(yùn)動(dòng)特征，即在做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向會(huì)時(shí)刻發(fā)生改變.隨后，播放鋼珠從彎曲玻璃管道中滾落出來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)動(dòng)方向存在哪些特征？對(duì)比播放鋼珠從豎直玻璃管道中滾落出來(lái)的視頻，通過(guò)慢放讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下鋼珠速度方向與玻璃管道出口方向一致，但在曲線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下鋼珠沿玻璃管道出口的切線方向滾動(dòng)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)特征嘗試畫出鋼珠直線運(yùn)動(dòng)軌跡和曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的速度方向和受力方向，認(rèn)識(shí)到直線運(yùn)動(dòng)的受力方向集中于一個(gè)方向，曲線運(yùn)動(dòng)中力的方向指向軌跡彎曲的一側(cè)［2］.

圍繞運(yùn)動(dòng)屬性幫助學(xué)生歸納知識(shí)類型，從二者的區(qū)別入手幫助學(xué)生將直線與曲線的知識(shí)概念和特征區(qū)分開來(lái)，最后教師可將直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行對(duì)比分析，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，將二者運(yùn)動(dòng)方式的差異性以表格形式展示出來(lái)，圍繞所學(xué)知識(shí)分析二者的相同點(diǎn)，在總結(jié)、分析、推導(dǎo)的過(guò)程中逐漸幫助學(xué)生完成知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，為學(xué)生核心素養(yǎng)的形成打好基礎(chǔ).

2.2 鼓勵(lì)提出質(zhì)疑，深入分析思考

“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，深度學(xué)習(xí)離不開學(xué)生對(duì)知識(shí)的反思與批判，如何在學(xué)習(xí)的同時(shí)提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解水平是教師的工作重點(diǎn).為此教師在高中物理教學(xué)中可利用錯(cuò)誤推導(dǎo)等方式鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上提出質(zhì)疑，在質(zhì)疑中提高學(xué)生的知識(shí)理解水平.考慮到高中學(xué)生的思維水平正處于快速發(fā)展時(shí)期，學(xué)生之間的物理知識(shí)水平相差過(guò)大，對(duì)問(wèn)題的思考不全面，可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題質(zhì)量過(guò)低，或難以把握問(wèn)題時(shí)機(jī)的情況，為此教師可嘗試在授課中運(yùn)用小組討論合作式學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生以小組為單位開展討論學(xué)習(xí)活動(dòng)，在學(xué)習(xí)中遇到疑問(wèn)時(shí)先在小組內(nèi)部進(jìn)行討論，如討論無(wú)果或出現(xiàn)爭(zhēng)論，教師再介入其中，給予提示.在學(xué)生充分思考問(wèn)題的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生的思維能力進(jìn)一步提升發(fā)展，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)［3］.

例如 以人教版高二物理選擇性必修第一冊(cè)第三章“波的干涉”為例，為幫助學(xué)生掌握波的疊加原理，了解波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣，教師可從課程的直觀性特征入手，在知識(shí)導(dǎo)入環(huán)節(jié)利用錯(cuò)誤結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶印象.在課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師提出問(wèn)題：“同學(xué)們，經(jīng)過(guò)之前的學(xué)習(xí)，我們了解到波的產(chǎn)生方式以及波所具有的反射、折射、衍射性質(zhì)，如果在同一片水面中同時(shí)將兩塊石子投入不同地方，波會(huì)怎樣變化呢？”教師提出猜測(cè)：“老師認(rèn)為兩個(gè)波之間會(huì)相互沖突相互影響，最后振動(dòng)頻率更高的波會(huì)繼續(xù)傳遞，而振動(dòng)較低的波則會(huì)消失.”隨后教師將學(xué)生分為不同小組，以小組為單位嘗試在水盆中完成波的干涉實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)投擲石子形成的圓形水波在相遇后會(huì)互相穿過(guò)，保持圓形波紋形狀繼續(xù)向前推進(jìn)，傳播并未發(fā)生干擾情況.此時(shí)學(xué)生注意到實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教師給出的知識(shí)結(jié)論出現(xiàn)差異.教師可引導(dǎo)學(xué)生嘗試變化實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行多次測(cè)試，確定觀察結(jié)論.學(xué)生以小組為單位自行討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)變化石子的投擲力度、落水位置等方式反復(fù)進(jìn)行測(cè)試，最終得出結(jié)論，確定波在傳播的同時(shí)波的頻率、波長(zhǎng)、傳播方式和振動(dòng)方向都不會(huì)發(fā)生變化，學(xué)生開始質(zhì)疑教師的觀點(diǎn)，此時(shí)教師對(duì)學(xué)生敢于提出質(zhì)疑的精神提出認(rèn)可，并重新說(shuō)明“波的干涉”性質(zhì)，完成課堂教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié).

通過(guò)故意設(shè)置錯(cuò)誤推論后讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)證明的方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到知識(shí)的思考、探究過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和質(zhì)疑精神，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)奠定良好基礎(chǔ).

2.3 開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)深度研究

物理知識(shí)理論的形成是人們實(shí)驗(yàn)觀察的結(jié)果，在物理教學(xué)中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法能夠在驗(yàn)證理論知識(shí)的同時(shí)重現(xiàn)理論知識(shí)的推導(dǎo)過(guò)程，有助于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尋找知識(shí)的歸納方式和基本原理，對(duì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)物理知識(shí)具有優(yōu)勢(shì)意義.為此教師在授課中應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生嘗試通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式完成理論知識(shí)的驗(yàn)證過(guò)程，在實(shí)踐操作的過(guò)程中深化學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的理解和認(rèn)知，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)與應(yīng)用知識(shí)奠定良好基礎(chǔ)［4］.

例如 以人教版高一物理必修第一冊(cè)第二章“自由落體運(yùn)動(dòng)”為例，為幫助學(xué)生掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，理解自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和自由落體運(yùn)動(dòng)的形成條件，教師在導(dǎo)入環(huán)節(jié)可引入“比薩斜塔伽利略落體”實(shí)驗(yàn)，講述伽利略的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，提出問(wèn)題：“驗(yàn)證物體質(zhì)量對(duì)下落速度的影響，為什么要將兩個(gè)物體都做成球形？如何保證木球和鐵球在相同高度同時(shí)下落？”在提問(wèn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維.其次要求學(xué)生結(jié)合身邊的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，解決問(wèn)題：“質(zhì)量不同的物體下落速度基本相同，哪些因素可能會(huì)對(duì)物體的下落速度產(chǎn)生影響？”將學(xué)生分為多個(gè)小組，以小組為單位進(jìn)行討論，在討論中推想哪些因素可能會(huì)對(duì)物體下落速度產(chǎn)生影響，結(jié)合猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟.部分小組嘗試設(shè)計(jì)石頭與紙片的下落對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想物體的形狀與物體的下落速度有著一定關(guān)聯(lián)性，并在初次實(shí)驗(yàn)后用紙片和紙團(tuán)再次進(jìn)行試驗(yàn)，證實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果.隨后教師進(jìn)一步提出問(wèn)題：“我們能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道物體形狀變化導(dǎo)致哪些因素發(fā)生變化致使物體的下落速度產(chǎn)生差別呢？”考慮到學(xué)生的思維容易受限，可嘗試講解紙飛機(jī)的飛行原理，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到空氣對(duì)物體下落速度的影響，圍繞空氣阻力要素設(shè)置對(duì)比下落實(shí)驗(yàn)，在抽真空管體中進(jìn)行物理下落實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到空氣阻力對(duì)物體下落速度的影響.

在學(xué)生自主設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)，在討論、分析、推理、實(shí)踐的過(guò)程中讓學(xué)生深度參與到物理知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，感受到物體自由下落的規(guī)律，使其在深度學(xué)習(xí)探究的過(guò)程中掌握知識(shí)要點(diǎn)，為學(xué)生今后學(xué)習(xí)物理知識(shí)打好基礎(chǔ).

2.4 理論實(shí)踐整合，挖掘深度學(xué)習(xí)價(jià)值

新課改背景下物理學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具有一定的實(shí)踐應(yīng)用能力，能夠?qū)⑺鶎W(xué)物理知識(shí)應(yīng)用到生活中，解決生活化問(wèn)題.為此教師要在深度學(xué)習(xí)中完成高中物理教學(xué)，應(yīng)注重關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生嘗試應(yīng)用物理知識(shí)，分析解決生活中存在的問(wèn)題，在學(xué)以致用的過(guò)程中增強(qiáng)物理教學(xué)過(guò)程的趣味性，鼓勵(lì)學(xué)生以更加積極主動(dòng)的態(tài)度參與到物理教學(xué)活動(dòng)中，在運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的過(guò)程中深化學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的記憶印象［5］.

例如 以人教版高一物理必修第一冊(cè)第三章“摩擦力”為例，為幫助學(xué)生掌握滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件和影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，教師在授課結(jié)束后可運(yùn)用多媒體設(shè)備播放輪胎視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考四季輪胎的廣告標(biāo)語(yǔ)：“一年四季都能用，冬季冰面不打滑”等類似廣告標(biāo)語(yǔ)是否可信.學(xué)生結(jié)合本節(jié)課所學(xué)知識(shí)提出影響汽車路面行駛是否打滑的關(guān)鍵在于輪胎對(duì)路面的壓力大小以及路面與輪胎接觸面的粗糙程度，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)和生活常識(shí)分析雪地胎的防滑原因，如輪胎較重、胎面花紋較為復(fù)雜等，與冰面接觸緊密，摩擦力較大能夠有效提升車輛在冰面上的操控性和行駛安全性.學(xué)生推測(cè)四季胎防滑的主要原因在于胎面花紋和胎面材料存在一定差別，雖然行駛更省油，噪聲更小，但相對(duì)而言車輪的摩擦力更小，冬季出行安全性與雪地胎相比稍弱.

在課堂討論中融入生活案例，讓理論與生活實(shí)踐聯(lián)系在一起，讓學(xué)生自覺(jué)地參與到課堂討論中，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的價(jià)值，配合教師共同參與討論活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí).

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高中物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，需要教師堅(jiān)持以學(xué)生為主體，將生活要素、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、質(zhì)疑教學(xué)融入到學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)比、分析、尋找知識(shí)關(guān)聯(lián)性等方式將物理知識(shí)融入到學(xué)生的知識(shí)體系中，在討論與探索過(guò)程中帶領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的知識(shí)特征與變化規(guī)律，理解知識(shí)原理的同時(shí)提升學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

［1］劉增澤，侯雨晴.指向深度學(xué)習(xí)的物理科學(xué)探究教學(xué)——以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為例［J］.基礎(chǔ)教育課程，2021（20）：50-55.

［2］趙順?lè)?基于深度學(xué)習(xí)的高中物理復(fù)習(xí)教學(xué)策略——以“平拋運(yùn)動(dòng)”的復(fù)習(xí)為例［J］.物理教學(xué)，2021，43（09）：19-22+18.

［3］楊鳳樓.促進(jìn)高中物理深度學(xué)習(xí)的“問(wèn)題鏈”策略研究［J］.物理教師，2021，42（06）：34-37.

［4］印曉明，戴加成.深度學(xué)習(xí)理念下高中物理教學(xué)的實(shí)踐與思考——以“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”同課異構(gòu)為例［J］.物理教師，2019，40（08）：36-38+42.

［5］吳洚水.基于深度學(xué)習(xí)理念的高中物理教學(xué)引導(dǎo)策略探究［J］.西部素質(zhì)教育，2018，4（24）：237.