基于深度學習的高中物理單元教學研究

嚴劍洲

□甘肅省蘭州市第三中學

高中生思維能力活躍，對事物有獨到見解。高中是學生發展各種物理學科能力的重要階段。高中物理教學活動直接影響學生物理能力的發展。然而，在當前高中物理教學中，部分教師更注重培養學生對物理課程知識的記憶能力，“盲目”地向學生灌輸物理理論，要求學生有效地記住不同的物理概念或者物理公式。這種固化的教學模式缺乏有效的師生互動和學生的自我思考，難以培養高中生的物理理解能力和知識應用能力。與傳統物理教學方法相比，基于深度學習的高中物理單元教學更傾向于培養學生對物理知識的理解能力，并在此基礎上構建高效的高中物理教學課堂。由此可見，在高中物理教學中采用單元教學推動學生進行深度學習是必要的。因此，本文以基于學生深度學習的高中物理課程單元教學展開研究，以期提升高中物理課程教學成效，為學生個人學習能力的全面發展提供一些參考。

一、高中物理學教學現存問題

（一）缺乏對單元教學設計的重視，偏形式化，難以達到預期效果

優秀的教學設計是提高高中物理課程質量的必要前提。在這種情況下，應優化傳統物理知識講解與應用方面的教學內容。優秀的物理課程教學設計是推動學生主動思考、組織學生進行知識應用和語言表達能力的重要前提。然而，在當前的高中物理課程中，許多教師對深度學習的教育理念重視不夠，對學生自主學習物理知識缺乏信心，導致教師設計的自主學習活動形式化，從而忽視了高中生物理知識應用能力的培養。

（二）重結果輕過程，難以教學理念轉變，教學目標達成情況差強人意

高中物理教師開展物理單元教學，關鍵在于轉變傳統的“例題講解+題海訓練”的物理教學模式，需要教師結合不同學生的實際學習特點和學習需求，通過“先學后教”的方式，使學生在自主學習和物理問題探索的過程中獲得物理知識，達到“先學后教”的效果。然而，在當前的高中物理課程中，許多教師在教學過程中本末倒置，一味注重學生的學習質量，忽視了教師在單元整合教學過程中的指導作用。如在實驗教學中，教師重點關注“學生是否通過自己的探索接近正確答案”，忽視了是否在學生個人理解能力的范圍以及學生的實驗過程。這種重結果、輕過程的教學理念，導致實驗課程的教學目標與學生能力的培養過程存在偏差，降低了課程的教學質量。

（三）重視概念分析，忽略思想指導，培養核心素養難達成

在高中物理課程中，每一個物理概念和規律都是前人通過反復實驗推演出來的。然而，在當前物理教學過程中，為了給學生留出更多的做題時間，許多教師通常不重視引導學生探索物理，而是直接采取“理論知識灌輸”的形式要求學生記憶物理知識，以此提高解題能力，從而在考試過程中進行有效的應用。在這樣的課程教學模式下，很多學生認為學習物理知識是為了解決考試問題，誤解了物理知識學習活動的意義和價值。在“應試教育”理念下，教師忽視了學生物理核心素養的培養，如現象觀察能力、邏輯推理能力、模型構建能力等，學生難以從日常生活中發現物理知識，難以形成衍生思維。在這種情況下，不利于培養學生的物理思維。

二、基于深度學習的高中物理教學的主要原則

（一）堅持循序漸進的原則

在物理課程教學過程中，推動單元教學活動的開展首先需要堅持循序漸進的原則。不同的學生在物理知識掌握能力和應用能力上是有所不同的。堅持循序漸進的原則意味著教師在單元教學過程中，能逐漸幫助學生建立物理課程知識體系，這對提高學生理解物理知識的能力有著重要影響。深度學習活動注重學生知識體系的構建。構建物理核心素養是深入學習的主要目標。那么，要開展高中物理課程的深度學習，教師需要立足于不同課程單元主題，對物理課程知識進行有機分解，制定若干學習目標，形成循序漸進的物理知識內容。

（二）堅持探究創新的原則

新課標表明科學探究過程反映了學生知識建構的過程，是深入學習的重要目標。在深入學習的過程中，物理教師需要精心設計物理探究活動，在組織探究不同物理知識的過程中培養學生基本的科學推理能力，讓學生在探究與創新的基礎上總結各種物理的一般規律，從而提高物理課程教學質量。

三、高中物理單元教學深度學習的重要性

（一）能夠推動學生理解能力發展

在新時期物理教學理念的指導下，高中物理教師不僅要向學生傳授基礎理論知識，還要增強學生的知識應用能力，引導學生從日常生活中發現物理知識，感受物理的魅力，從而實現從被動學習到主動探索的轉變，加深對物理課程知識的理解和應用。此外，物理思維與物理能力是相輔相成的，只有推動學生養成良好的物理思維，才能加深其對物理課程知識的理解，進而提高物理知識應用能力。同時，良好的學習能力和應用能力可以促進學生物理思維的進一步發展。因此，以深度學習活動為依托，組織學生進行物理課程知識的單元學習活動，不僅符合高中生的實際學習特點，也是深化高中物理課程改革的重要舉措。

（二）能夠培養學生物理課程素養

課堂教學活動是物理課程開發的關鍵環節。課程教學環節注重物理思想與課程內容的有效結合，注重在教學中滲透物理概念、物理知識推導和物理實驗的基礎知識，使學生在潛移默化的課程環境中培養良好的物理學科素養，是高中物理深度學習的關鍵環節之一。物理思維的培養不是一蹴而就的，應該建立在學生解決實際物理課程問題的過程中，應為學生提供培養良好物理素養的機會，使其在尋求物理、物理規律和物理現象之間關系的過程中掌握良好的學習方法。在具體的學習過程中，可以引導學生采取模仿的形式，根據教師解決問題的步驟，針對不同類型的物理問題找到解決方法和策略。教師可設計一些問題來訓練學生的物理思維，引導學生在“思維最近發展區”內解決，促進學生物理素養的進一步發展。

學生只有經歷物理理論和物理實驗現象之間的相互作用，才能真正理解物理學科知識，掌握物理課程學習方法。在教學過程中，教師可以組織學生模仿教師解決不同物理問題的方法和思路，并為學生設置一些針對性的物理問題和物理實驗項目，特別是那些在學生“思維最近發展區”可以解決的問題，從而培養學生的物理課程學習方法和物理思想，使其掌握基本的物理學科知識。

四、基于深度學習的高中物理單元教學的主要策略

（一）轉變教學觀念，提升教學水平

要推進整體單元教學，首先要轉變以教師為主導的物理知識理解與應用教育觀念，以更高質量的教學活動提高教學水平。在這一過程中，教師的能力和素質問題凸顯出來。作為教學活動引導者的教師，必須從提高自身能力和專業素質入手，才能達到更好的教學效果。為了提高教師的能力、素質和教學水平，要轉變傳統教學觀念，深刻認識自身教學中存在的問題。基于深度學習的高中物理單元整體教學活動的開展，要求教師優化教學觀念，在教學活動中以單元為基礎，不再過多地使用傳統的灌輸式教學方法，而應注重主題意義對學生的啟發性教學活動，從而實現新的教學層次和水平。教師在教學活動中應改變直接的物理教學方式，關注學生的探究行為，引導學生提高自主學習能力。

以“萬有引力與航天”單元教學為例，教師在課程中沒有直接向學生講解萬有引力的理論知識，而是根據學生知識理解能力和應用能力的實際發展需要，結合本課程中心點，為學生設計教學情境，即“在日常生活中看電視節目時，我們發現發射的太空衛星都是圍繞著地球做圓周運動的。那么在我們的太空衛星運轉過程中，都會受到哪種力的影響”。然后，利用多媒體設備展示具體情境，向學生展示一些傳統衛星運動的軌道圖，以及相關力的說明，從而加深學生的體驗。這種情境建構的方式，可以有效地改變傳統教學模式中學生參與不足的問題，引導學生利用以前學到的物理知識去理解新知識，從而有效地實現單元教學價值。

（二）實踐主題意義，激發學生興趣

高中物理課程知識具有抽象性、理論性、差異性特點，尤其是物理知識的差異性，使許多學生難以理解。在傳統的教學活動中，學生在頭腦中形成了一定的學習模板，對教學活動缺乏足夠的興趣。為此，在應用單元學習開展物理深度教學的過程中，教師要注重單元教學內容的趣味性設計，吸引學生主動開展物理學習活動，加深學生對物理知識的理解，激發學生學習物理知識的興趣。

以“機械能及其守恒定律”單元教學為例，為了調動學生對知識理解和應用的興趣，并能將物理的內容與個人現實生活聯系起來，教師可以根據本課主題內容聯系實際生活進行教學設計。學生對各種生活電器都十分熟悉，但是很多學生對不同電器的功率知識的理解能力有限。因此，教師可以在課前組織學生搜集不同家用電器的功率，要求學生結合相應的物理公式來計算不同家用電器的功率。學生在搜集并計算相應電氣功率內容的過程中，對“功率”的基本概念形成有效的理解，并且能拓展到能量守恒定律的相關知識。在完成教師布置的課堂任務時，學生將與教師一起進行主題學習，以提高學習效果，從而實現深度學習。

（三）創新教學手段，豐富教學內容

在單元整體教學活動的主題意義背景下，教師應善于運用新的教學手段，豐富教學內容，提高教學活動質量。然后，為了減輕理論性物理課程知識帶來的學習畏難心理負擔，教師可以在教學過程中為學生構建視聽化物理課程內容，直觀地展示微觀或宏觀物理知識結構，有效地提高學生對不同物理的理解。

以“曲線運動”單元教學為例，為了使學生對曲線運動的基本軌跡和相關物理公式的記憶與應用以及對運動的合成與分解形成直觀理解，在課程教學過程中，教師不能直接為學生講解曲線運動的主要過程，而是要結合多媒體技術為學生展示曲線運動過程，應用PPT 的函數功能，為學生展示曲線運動、平拋運動的函數關系圖，并以動態演示的方式組織學生分析物體在運動過程中不同位置的函數關系公式。在向學生展示視聽化函數知識過程中，要求學生有效理解和記憶相關的課程內容，在增強課程內容直觀性的基礎上，促進學生對曲線運動知識的深入學習和理解，增強學生對不同曲線運動公式的理解和記憶。

（四）學習物理文化，提升物理素養

高質量的物理課程要求學生具有相應的文化視野，要求學生能自主思考為什么物理學對我們的生活如此重要？因為物理知識與我們的現實生活息息相關，每個人的衣食住行都與物理知識息息相關。為了促進高中生物理教學質量的提高，教師需要充分利用物理文化教學因素，在營造生活化的課程環境的同時滲透物理文化的主要內容，加深學生對不同物理的理解，實現課程教學質量的提高。

以“萬有引力與航天”單元教學為例，鑒于萬有引力定律的推導過程是一個漫長的過程，如果只采用視聽教學的方法促進學生的理解，學生的學習只能停留在表面上，學生個人學習興趣不夠，則難以進行有效的深度學習。所以，在教學過程中，教師可以為學生講解歷代物理學家萬有引力定律的探索歷程以及經典力學的局限性，推動物理文化在物理課程教學中的有效滲透，促進學生進行深入思考。此過程不僅能幫助學生理解物理學的基本原理，還能促進學生物理思維能力的發展，從而有效實現深度學習。同時，教師將物理文化融入課堂教學，不僅能夠吸引學生的注意力，還能夠為學生營造良好的學習氛圍，促使學生在物理文化思考和探索中感受物理科學的奇妙和價值。最終，學生借此可有效認知和理解物理文化，也在此過程中實現物理素養的提升和優化。

（五）結合實驗內容，推動學生發展

實驗課對學生物理知識的發展具有重要意義。高質量的物理實驗教學可以直觀地呈現大部分微物理課程知識，從而在加深學生理解的基礎上實現課程知識的深入學習。因此，教師需要結合教學內容合理設定物理實驗，鼓勵學生在實驗中探索物理現象、學習物理知識。最終，學生將借此順利完成物理知識的感性體驗和理性認知，并借此高效完成物理知識的全面掌握，逐步實現全面發展。

以“曲線運動”單元實驗教學為例，一些較為有趣的物理原理由于傳統教學手段的限制，物理實驗教學形式和內容通常較為單一，導致學生在長時間學習之后對這些實驗內容失去興趣。此時，教師可以從網絡資源當中尋找一些形式新穎卻蘊含物理原理的實驗視頻、實驗方法為學生提供新的實驗指導內容。在這一活動當中，教師要啟發學生認識到物理原理所衍生的物理實驗是不拘一格的活動形式，引導學生可以針對某一物理原理在網絡當中尋找新的實驗驗證方法，對物理實驗原理加以驗證和深層次學習，借此開展深度學習并得到新的理解。

五、結語

綜上所述，高質量的高中物理教學可以培養學生的自主學習能力和合作探究能力，可以促進學生的全面發展。單元教學在高中物理課程中的應用，不僅可以加深學生對理論課程知識的理解，也可以促進學生在實驗過程中應用物理知識，提高學生的物理成績，為培養高中學生物理思維和學習能力提供動力。然而，在實際教學過程中，受傳統教學觀念等因素的影響仍存在不少問題，如學生學習積極性不高、難以形成自主探究能力、家長對學生缺乏有效監督等問題，或教學過程中要求學生使用機械記憶的方式進行知識理解和應用，導致學生缺乏知識理解能力和應用思維。這些因素使得學生的學習效果難以提高，從而降低了教師物理的教育質量。面對這一不足，教師應意識到單元教學在物理教學中的重要性，要通過多種教學模式開展基于深度學習的高中物理單元教學活動，提高學生對物理知識的理解能力和應用能力，有效提升高中物理課程教學質量，推動學生開展深度學習，為學生的未來發展打下堅實的基礎。