基于深度學習視角下的高中物理教學研究

曲艷平

【摘要】深度學習是學生深入思考、發展高階思維、提升學習能力的關鍵.相較于初中物理教學，高中物理課中的知識深度以及廣度均有所增加，知識構成也更為復雜，要求學生具備較強的思維邏輯，能夠在知識學習中進一步地思考與探索，敢于質疑與實踐驗證，抓住物理學的本質與規律，建立完善的知識體系.本文立足于深度學習的視角，對高中物理教學的優化提出幾點建議，旨在為高中物理教學的改革與創新提供參考的價值，引領高中學生走出淺層學習的誤區，在深度學習中發展物理核心素養.

【關鍵詞】高中物理；深度學習；課堂教學

所謂“深度學習”，是相較于淺層學習而提出的一種新型教學理念，也是當前教師教學的重要目標.在淺層學習中大部分學生對知識的學習停留在被動接受上，教師講解什么知識，學生便記憶什么知識，此時學生的學習狀態是缺乏思考的、缺乏參與性的，機械的記憶知識并不能幫助學生深入地了解物理學，導致學生在物理學習中處于一知半解的境地.而深度學習則是一種批判性思考的主動學習方法，要求學生在學習中能夠利用已有的知識點進一步地探索新知，在新知學習中做到正確且全面地理解與內化，對所學知識進行深加工，努力地革新思想觀念，對于教師講解的內容始終持有一種質疑的態度，具備批判的精神，能夠通過實踐探索的方式驗證猜想，感受到物理學的魅力，體會到學習的樂趣，養成深度學習的良好學習習慣[1].

目前，踐行深度學習的目標成為眾多教師研究的熱點話題，需要教師結合學科特點以及學情，改進教學方式，助力學生的深度學習發生，這也是本文研究的重點所在.

1 巧妙導入新知，激活深度學習熱情

有效的導入是成功教學的一半，可見導入環節的重要性.為了促使高中學生對物理學習產生興趣，激發學生的深度學習熱情，需要教師在物理課堂導入上下功夫，提升課堂導入的趣味性，或設計懸念引起學生的關注.使用新奇、有趣的導入方式揭示主題，可以提升物理課堂教學的吸引力，帶領學生從被動學習轉化為主動學習，能夠全身心地投入到物理知識的探索中，提升學生的思維活躍性，為深度學習的發生奠定基礎[2].

例如 在“時間 位移”這節課的教學中，經過對教學內容的分析發現本課中的時間與位移知識與學生的生活密切相關，那么在課前導入環節中教師可以選擇貼近生活、學生感興趣的內容作為導入素材，激活學生的深度學習熱情.比如，教師在導入環節中這樣問到：“你能夠合理地規劃你的生活嗎？你早晨從家里走到學校需要多長時間？”“從家里走去超市需要多長時間？如果距離超市關門還有15分鐘，你從家出發還來得及嗎？”這些問題是學生在生活中經常會遇到的，通過這樣的問題引領學生結合自己的生活實際情況思考并嘗試解答問題，由此帶領學生進入到積極思考的學習狀態中.因為學生的家庭住址并不相同，因此距離學校或超市的距離也是不同的，在單位時間內因為運行的速度不同，“位移”的距離也有可能是不同的，因此每一個學生給出的答案也有所差異.當學生回答完問題之后，教師引出本節課學習的主題“想要對物體運動的情況進行有效的描述，只是依靠我們以前學習過的質點和參考系是無法做到的，還需要引入一些新的物理量，接下來我們就需要學習本節課的知識——‘時間 位移，來解決這些問題”.學生們聽到“位移”這個詞的時候，會感覺比較陌生，想要知道究竟什么是“位移”，對于即將學習的新知產生了強烈的好奇心.此外，教師還可以設置這樣的疑問：“在物理學習中我們經常會看到‘第幾秒‘第幾秒初或‘第幾秒末‘第幾秒內等，我們要如何理解這些物理量呢？”通過這樣設問的方式，激發學生對全新物理量的探索熱情，在潛移默化中調動學生的思維活躍性，促使學生產生深度學習的意愿.在這個過程中，教師深度融合學生熟悉的生活實例，帶領學生自然而然地進入到物理課堂的學習中，形成深度學習的意向，此時學生的學習并非源于外界的壓力，而是自身學習情感的需求，這是深度學習發生的必要前提條件.

2 精心設計實驗，經歷深度學習探究

實驗不僅是學生在物理學習中需要掌握的，而且是學生學習物理的重要手段.任何一個物理知識理論的形成都是人們經過實驗觀察以及實驗探索的結果，因此在深度學習的視角下，教師需要應用實驗教學法開展教學活動，讓學生在實驗探索中經歷理論知識驗證的過程，提高學生對物理學知識的推導能力，幫助學生在實驗探索中鍛煉實驗觀察能力、數據信息的記錄與處理能力、知識的總結與歸納能力，進而掌握物理實驗的基本方法[3].大量實踐證明，物理實驗活動的開展對于深度學習的發生有著獨特的優勢，因此需要教師重視物理實驗的開展，發揮學生在物理實驗探索中的主體性，促使學生在實踐操作中深化對物理知識的理解與認知.

例如 在“自由落體運動”一課的教學中，需要學生理解自由落體的概念、性質、運動形成條件以及規律，若是在這節課的教學中教師只是采用理論講授的方式，很難達到預期的教學效果，學生對于自由落體運動的理解也只是停留在淺顯的層面上.為了解決這一問題，教師可以借助實驗活動開展的方式，引領學生逐漸地掌握自由落體運動的規律[4].首先，教師利用多媒體設備為學生展示了伽利略比薩斜塔自由落體的實驗操作過程，講述了實驗操作需要用到的實驗工具以及實驗操作環節、注意事項，建立實驗探究小組，要求各個學習小組成員通過實驗操作的方式，解決問題：“驗證物體質量對下落速度的影響，為何要將物體做成球型？”“怎樣做能夠保證木球和鐵球在相同的高度同時下落？”“質量不同的物體下落速度是否相同？”“物體下落速度受到哪些因素的影響？”學生們通過對伽利略比薩斜塔自由落體實驗視頻的觀看，已經基本掌握了實驗操作的方法，小組成員合理分工，紛紛投入到物理實驗的操作中，在實驗操作過程中每一個學生全神貫注，積極地討論問題，推想影響物體下落的速度與哪些因素有關，提出猜想并嘗試借助實驗驗證.如其中一組選擇用石頭和紙片作為實驗材料，完成了自由落體的實驗，通過實驗觀察發現物體的形狀與下落的速度存在關系，再用相同大小的紙張，一個是紙片，另一個揉成紙團，從相同的高度同時下落，發現下落的速度不同，進一步驗證了實驗猜想，得出了實驗的結果.為了引導學生走向深度的實驗探究，教師可以進一步地提問：“同學們能否通過實驗的方式，知道物體形狀變化導致了哪些因素發生改變，致使物體下落的速度發生了變化？”這個問題相對較難，教師可以在學生實驗探索之前，給學生講解紙飛機飛行的原理，帶領學生思考空氣對物體下落速度是存在一定的影響的，進而引導學生從空氣阻力要素的角度設計實驗，幫助學生深入地探索與掌握自由落體運動的規律，從實驗探索中感受物理學的魅力，樹立嚴謹的科學態度，鍛煉學生的思維能力，讓學生全程經歷了實驗設計、實驗猜想、實驗現象討論、實驗問題分析、實驗結果推理與驗證的過程，能夠促使學生在深度學習中掌握知識要點.

3 聯系同類知識，促進深度學習發生

深度學習要求學生找到新舊知識的連接點，能夠將新知識與舊知識串聯起來，建立完整的知識體系，帶領學生走出零散化的知識學習狀態.因此，在高中物理教學中教師應找到各個知識點之間的共通性，能夠充分地掌握知識點之間存在的關聯要素，并在教學實踐中有意識地引領學生對比與分析新舊知識點之間的特點，促使學生在原有的知識體系中融入新知，實現從舊知到新知的遷移.這樣不僅有助于學生鞏固已有的知識經驗，還可以降低學生的新知學習難度，提高學生對新舊知識的掌握程度，帶領學生經歷知識的對比、分析、整合等深度學習過程，促進深度學習的發生[5].

例如 在“曲線運動”一課的教學中，要求學生理解曲線運動的條件與特點，能夠在對比分析物體運動等知識點中，發現直線運動與曲線運動的關聯點，運用直線運動的知識分析與理解曲線運動，找到二者之間的相似性，進而幫助學生更好地理解曲線運動，建立直線運動與曲線運動之間的知識關系.為了幫助學生回憶直線運動的知識，引領學生從直線運動問題的角度出發思考曲線運動的條件與特點，教師可以在課堂教學中設計這樣幾個問題：（1）回顧以前學習過的知識，說一說什么是直線運動？（2）物體在做直線運動時，需要滿足什么條件？通過這兩個問題引導學生復習了直線運動的知識，在知識的回顧與復習之后，教師再引入新知——曲線運動.例如，借助多媒體技術播放視頻，讓學生通過觀察過山車運動視頻、月球轉動動畫的方式，回答問題：同學們，過山車和月球做的運動是直線運動嗎？你是如何判斷的？學生們根據直線運動條件分析發現過山車和月球的運動軌跡不符合直線運動的特點，因此得出結論不屬于直線運動，教師繼續追問：“既然二者的運動軌跡不屬于直線運動，那么他們屬于什么運動呢？”引發了學生對問題的深思，發現了物體運動軌跡的不同.此時，教師可以在黑板上畫出一條曲線和一條直線，曲線與直線的起點均為A點，最終達到B點，帶領學生觀察后思考問題：“假設有一輛車需要從A點出發，運送貨物到B點，走不同的路線時，移動的方向以及物體的速度方向有哪些特點？”要求學生通過畫箭頭的方式表示出小車在直線、曲線上運動的不同運動方向，在對比分析中促使學生進一步地了解曲線運動的特征，總結出物體在做曲線運動時，速度方向會隨著時刻發生改變，促使學生掌握直線運動與曲線運動的相同與不同之處.將直線運動與曲線運動的知識歸納整理到“運動屬性”這類知識點中，幫助學生建立完善的知識體系，實現對所學知識的深度探索.

4 結語

深度學習的提出以及在高中物理教學中的實踐，是教育新時代發展的必然趨勢，是國家培養人才的重要途徑，也是發展學生核心素養的主要措施，符合新課改的要求，對于學生的終身學習以及發展有著深遠的影響.因此，高中物理教師應全面地認識深度學習理念，在教學實踐中積極地貫徹深度學習思想，掌握引領學生深度學習發生的有效教學方法.能夠通過課堂導入形式的優化，激發學生的深度學習意愿，精心設計實驗引領學生走進物理規律的深入探索.在聯系同類知識中發現知識點之間的相關性，不斷地完善知識體系，提升高中物理教學的整體效果.

參考文獻：

[1]白東升.項目學習：初中物理深度學習的新探索——以“熱學”部分大單元教學為例[J].中學物理，2022，40（24）：37-40.

[2]解鳳英，江敏麗.以DISLab實驗促進學生的高中物理深度學習[J].湖南中學物理，2022，37（12）：35-37.

[3]何立壽.SECI理念下促進深度學習的物理課堂教師行為的范式轉換研究[J].數理化解題研究，2022（36）：77-79.

[4]張春龍.基于深度學習的高中物理教學研究[J].數理天地（高中版），2023（04）：41-43.

[5]張志娟.深度學習背景下的高中物理教學策略研究[J].數理天地（高中版），2023（04）：56-58.