深度學習視域下高中物理教學的優化策略

許亞娜

高中物理內容密集，難度較大，且教材中涵蓋多種實驗類知識，對學生的實踐應用能力要求較高。學生不但要學習借助公式求解物理試題，而且需要將物理知識靈活地運用到實踐中，這對學生的邏輯思維和實踐能力提出了更高的要求。在傳統的物理教學中，教師習慣單向地為學生輸出物理知識，使學生只能了解表面內容，對知識無法形成完整的體系，導致多數情況下只能被動地接受知識，主動性難以提高，對物理學習逐漸失去興趣，無法達到物理的最終學習效果。因此，高中物理教學中落實深度學習理念，能夠調動學生的科學思維，引導學生以縱向發展的角度看待物理問題，借助推理和建模完善學生的學習過程，進而提高學生的學習效率。本文以深度學習理念作為教學基礎，探討了高中物理教學新模式，希望能夠在高中物理教學中起到降本增效的作用。

一、深度學習理念在高中物理教學中的意義

高中物理課本中理論知識及相關公式都比較多，這樣部分學生看到大篇幅內容會產生退縮心理，缺乏探究精神。同時，在高中物理學習過程中，學生習慣于淺層認知和概念記憶，長期使用這種學習方式會逐漸增加物理的學習難度，產生消極的學習態度，也會影響其成績的進一步提升。因此，基于深度學習視域開展高中物理教學，能夠促進學生深度認識和理解物理知識，從而不斷完善高中物理知識結構，形成系統的物理知識體系，保證學生的學習質量。

學生在進行深度學習、探索知識的過程中，能夠從多方面學習到多元化的物理知識，從而得到新的解題方法，提高分析、解決物理問題的能力和做題效率，促進學習成績相應提升。同時，深度學習為學生提供更開放的思維空間，使學生在對物理知識的學習和探索中不斷充實自身的知識儲備，實現多元化思維的培養，促進學生的全面發展。

二、深度學習視域下的高中物理教學策略

（一）開展深度探究活動，培養學生的動手操作能力

高中物理學科的知識內容覆蓋面很廣，教材中的知識點比較零碎，不利于學生構建完善的知識體系框架，而且學生會重復記憶一些物理內容，造成記憶混亂，限制探究思維的形成，不利于長期學習和發展。在物理教學過程中，教師應將深度學習理念滲透到教學內容中，引領學生在物理學習環節開展深度探究，從而精確掌握物理基礎內容及其延伸知識，學會回顧總結物理規律，形成完善的知識體系，融會貫通，構建物理知識系統。

例如，在教學“牛頓第三定律”時，牛頓第三定律作為一個有機的整體，教師需要學生理解作用力和反作用力，進一步掌握牛頓第三定律的含義。教師可以首先借助多媒體為學生展現一些與本節課內容相關的視頻和圖片，其中視頻中包含神舟十三號的發射過程，圖片包含雞蛋碰石頭、兩個氣球的互相擠壓、手拉彈簧等內容，引導學生思考這些視頻和圖片中物體之間的力是如何作用的，分別有什么特點。學生在學習和分析中得知力的作用是相互的，同時作用力是成對存在的，分別稱為作用力和反作用力。在學生了解基本作用力概念后，教師為學生繼續引入以下作用力的特點：作用力和反作用力是一對相互作用力，二者共同作用在同一條直線上，方向相反。教師可以趁機為學生拋出以下問題：我們可以輕松找出作用力和反作用力方向是相反的，那么它們的大小有什么關系呢？教師帶領學生繼續探索問題。首先，教師為學生準備兩個相同的水平彈簧秤，把兩個彈簧秤勾在一起，模仿拔河比賽，其中一個彈簧秤相當于老師，另一個彈簧秤相當于學生，分為兩種情況開展教學活動：（1）兩個彈簧秤勾在一起拉，處于靜止不動時。（2）兩個彈簧秤勾在一起拉，并向一方運動時。教師讓學生分組進行5分鐘實驗，并對學生進行對稱先校零的指導。學生通過動手實驗，得到在各種情況下拉力之間的關系，教師再為學生做好示范動作，畫圖解釋，得出作用力和反作用力之間大小相等的結論。在這一學習過程中，教師通過深度學習引導學生動手操作和實驗探究，讓學生主動發現新問題，提出新結論，促進學生不斷深入探究物理規律，完善物理知識學習體系。

（二）引入深度數形結合思想，提高學生的學習素養

物理是一門精密的學科，在形式上與數學有著密不可分的聯系，通過分析物理的發展史可以看出，物理知識的推理判斷離不開數學這一關鍵工具。這一工具能夠推動物理強有力地發展，還可以把物理規律更加清晰、簡潔地表示出來，極大程度上簡化物理研究工作。特別是在新課標改革的推動下，我國教育業有了突飛猛進的發展，這也對高中物理教學提出了新的發展要求，新課標中明確強調了要培養學生應用數學知識解決物理問題的意識，提高學生的解題能力，使學生根據具體問題完成物理量之間的關系式，對問題進行推導和求解，最終得出相應的物理結論。數形結合思想是常用的一種推理論證手段，它能夠使物理推導過程更加簡潔，促進學生對知識的理解。

例如，在學習“勻變速直線運動的位移與時間關系”時，有些學生可能會對位移公式不太理解，靠死記硬背記憶物理公式，有些學生將公式默寫錯誤，造成這一問題的直接原因就在于學生沒有深刻理解位移的含義，只停留在淺層學習。面對這一問題，教師可以在班級開展物理課堂設計，幫助學生理解位移的含義。教師可以做出如下設計程序：在v-t圖象中，對于初速度為v0的勻變速直線運動物體對應的是圖象中的梯形面積，大家思考一下，我們在數學上是如何求梯形面積的，在初中階段都學過哪些方法求圖形面積？在教師的問題引導下，學生開始積極地回憶思考。教師可以將學生提出的面積計算方法寫在黑板上，列出“公式法、作平行線法、分割法……”在教師的引導下，課堂氣氛逐漸活躍。教師可以順勢借助PPT為學生呈現初速度一定的勻變速直線運動對應的v-t圖象，讓學生分別用不同的方法嘗試求解梯形面積。在求解前，教師首先為學生假設變量，假設經過t秒時的位移為x，這時所對應的初速度為v0，加速度為a。有些小組的學生嘗試使用分割法求解梯形面積，首先將梯形分為矩形和三角形，矩形的面積用x=v0t表示。教師可以讓學生思考三角形的面積怎么表示，直角三角形的高是什么。教師以此引導學生對勻變速直線運動速度公式v=v0+at。學生分析就會發現這里面的at就是高，以此得出x=v0t+at2這一公式。學生還可以通過其他方法掌握位移公式及其推導過程，強化對公式背后理論的理解，學會應用公式分析、計算有關問題。教師借助數形結合的方式，讓學生通過深度了解數形結合思想進一步理解物理基礎知識，提高學生的物理學習質量。

（三）設計多樣化課堂活動，提高學生的物理水平

在構建高中物理高效課堂的過程中，教師可以在課堂上組織多樣化的物理活動，通過游戲的方式為學生打造輕松、愉悅的課堂學習環境，提升學生物理學習的積極性和主動性，提高學生的物理學習能力。高中生思維活躍，教師可以為學生構建一些多元化的學習模式，讓學生在豐富多樣的學習模式中提升對物理的學習興趣，以更加積極主動的態度投入物理深度探究中，充分發揮其課堂主體作用。各種各樣的課堂活動能夠為學生提供更多自我展示的機會，使學生得到有效鍛煉，提高學生運用物理知識解決實際問題的能力。教師還應注意學生之間學習水平的差異，滿足不同學習能力學生的需求，增加學生之間的交流互動，促進學生的全面發展。

例如，在教學“運動和力的關系”時，其中有一課時要學生了解實驗“探究加速度與力、質量的關系”，要求學生通過實驗了解加速度與力、質量的關系，同時進一步鞏固通過實驗求加速度的方法，使學生在實驗設計與數據分析的過程中體會探究的樂趣，感悟物理學的統一美。首先，教師帶領學生進入實驗室，將班級學生分為若干個小組，每個小組的實驗工具有長木板、小車、鉤碼、細繩、紙帶、打點計時器、小盤。教師先為學生提出以下設問：可能影響加速度的因素有兩個：一個是質量，另一個是外力。怎么才能判斷某一可能因素是否對加速度有影響呢？學生在教師的引導下立即想到了之前學習過的控制變量法順利控制其中變量。教師還要讓學生思考實驗之前需要測量哪些物理量，比如，小車的質量需要天平測量，加速度的測量可以根據位移與時間的關系，也可以通過打點計時器逐差法求解加速度……通過一系列準備工作，教師帶領學生開展實驗探究活動。實驗過程中，學生發現小車運動中會有摩擦力干擾，這時教師可以在班級中開展頭腦風暴，思考如何平衡摩擦力。學生通過預習發現可以適當墊高木板的右端，從而使小車的中立沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力。同時，實驗過程要遵循一先一后一按對的原則，即改變拉力和小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近打點計時器，并應先接通電源，后釋放小車，且應在小車到達輪滑前按住小車。學生在教師的引導下根據實驗原則開展實驗探究，強化對這一實驗的理解和記憶。同時，實驗小組間的協作交流，能夠加強學生對物理的理解，增加學生對物理問題的訓練。因此，自行操作實驗，可以及時反映學生對物理知識的理解程度，保證物理教學的有效性。

（四）開展問題導向教學，激發學生的學習動力

在傳統的高中物理教學中，教師多采用單向的知識輸送模式，說教模式不利于深度學習理念在高中物理教學中的融合和滲透。教師應根據教材要求，不斷激發學生深度學習的動力，引導學生積極地進行探索學習，全面、主動地投入學習過程中，完成預期的物理教學目標。基于此，高中物理教師應該有針對性地為學生設計相關的物理問題，為學生做好課堂導向，激發學生的課堂學習能力。

例如，在教學“自由落體運動”時，教師先借助多媒體為學生分享一些生活中常見的自然下落的物體運動，然后根據對不同物體下落的觀察，提出以下問題：通過觀察物體下落的視頻發現，不同物體下落的速度是否一樣，下落速度有沒有差異。學生根據教師的問題陷入思考，有些學生認為重的物體下落快，輕的物體下落慢，而有些學生則認為下落速度應該是一樣的。為了驗證學生的答案，教師引導學生結合“硬幣與紙片”的實驗開始探究活動，觀察物體自由下落的快慢。在學生觀察過程中，教師順勢為學生提出以下問題：（1）通過觀察，我們發現不同物體下落速度是不同的，是什么原因導致不同物體下落速度有所差異呢？（2）物體下落過程中，重力勢能發生變化，那么重力勢能的變化與哪些力做功相同？與物體受到的外力做功有關系嗎？（3）在這一過程中機械能是否發生變化？機械能做功與哪些功相對應？如果機械能變化，簡單闡述機械能為什么變化。通過為學生設計這些問題，引導學生開展更深層次的探究和學習。在學生對問題進行深入分析時，教師可以進一步交流、研討，促進學生全面思考問題，探究出物理中蘊含的本質，使學生對物理定律理解得更加準確、透徹。基于此，教師為學生創設了更為自由的學習空間和課堂環節開展深度學習活動，使學生在探討和交流的過程中互相學習，有效提升教學質量。

三、結語

深度學習理念的滲透對提高高中物理教學質量和教學效率具有重要的意義。高中物理教師在教學過程中應該合理采用深度學習理念，引導學生在掌握簡單知識的基礎上不斷深度探究新的知識領域，拓展學生的學習空間，找到物理知識的發展規律，整合、優化學習內容，形成完善的物理知識體系。這種教學方法不但可以促進學生深入理解和掌握物理知識，調動學生的學習興趣，而且為開展更有難度的學習提供了可能，促進了學生的全面發展。

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（作者單位：貴州省遵義市第十五中學）

編輯：溫雪蓮