基于深度學習的高中物理單元教學活動設計

【摘要】高中物理單元教學符合深度學習的基本要求，有助于提升學生的學習質量和思維高度.教師需要結合學生的認知基礎設定深度學習目標，營造適合學生深度學習的環境和情緒氛圍，增強學生的主體意識，讓學生在良好的班風學風中自主剖析物理知識的本質，領悟單元主題，實現抽絲剝繭和高效學習.本文以高中物理中的相互作用與力的平衡為例，深入分析深度學習及單元教學的基本內涵以及基于深度學習的單元教學活動設計意義和具體對策.

【關鍵詞】深度學習；高中物理；單元教學

1 引言

在縱向推進高中物理教學改革的今天，教師結合教材的單元編排特征，精心組織開展主題鮮明、形式新穎的單元教學活動，圍繞單元主題，帶領學生探索新知，串聯離散知識，將學生的思想引向縱深.經驗豐富的教師根據學生的認知期待、興趣愛好以及最近發展區構建素養導向性學習目標，深度分析單元任務素養并設計單元學習目標，開展具有挑戰性的學習活動，落實發展持續性學習評價.在多措并舉中提升學生的物理核心素養，拉近學生與學科知識的距離，確保學生實現融會貫通.

2 深度學習與單元教學

深度學習是指學習者在理解的基礎上，將新知識新思想批判性地融入原有認知結構的學習過程，學習者能夠在新情境中主動遷移新舊知識并提出解決問題，實現新概念的有效轉化和靈活運用，逐步形成高階思維.

單元教學則以學生已有的認知基礎為參照，教師會結合教學環境及育人目標，明確核心概念及單元主題，科學定位單元目標，實現單元零散知識的有效整合并設置單元情境，組織單元活動，開展單元評價.教師圍繞單元核心目標轉變大概念并解決問題，出色地完成育人任務.

對于高中物理來說，在指導學生深度學習時，單元教學不容忽略，教師需要以培養學生的高階思維為目標，精心設置契合學生認知期待和最近發展區的單元教學活動，為學生的深度學習提供支架.確保學生能夠順利進入物理學習情境，領悟知識的本質及原貌，逐步習得學習要領，實現樂學善學和觸類旁通.

3 基于深度學習的高中物理單元教學意義

3.1 有助于提高學生知識整合能力

傳統說教式的教學模式導致學生只能夠掌握碎片化知識，難以構建完善的思維框架，缺乏知識整合的意識和動力，深度學習無從談起.在開展單元教學活動后這一問題有所緩解，教師會站在宏觀視角整體把握物理學科知識并深度挖掘具有邏輯聯系的知識，將其連接在一起，逐步形成知識點群，引導學生自主串聯多元知識，分析知識的前后邏輯關系.在教師的指導下，學生的知識整合能力越來越強，學習積極性較足，能夠產生由內而外的深度學習熱情和動機.

3.2 有助于提高課堂參與度

基于深度學習的高中物理單元教學十分關注學生的活動體驗，要求教師尊重學生的主體地位，調動學生的主觀能動性，通過設置教學情境強化學生的思想認知，讓學生能夠享受物理學習的全過程.具有遠見卓識的教師組織開展任務驅動學習活動，結合核心知識點創設有意義且極具挑戰性的任務情境，設置多個學習主題和學習任務，鼓勵學生自主構建學科知識，加快學生的深度學習進程，提升學生的深度學習質量.學生能夠在教師的指導下認真求索，經歷問題提出、分析和解決的全過程，不再游離于課堂之外.

3.3 有助于增進師生交流互動

受傳統教學模式的影響，教師過度關注課堂教學節奏，出現了過度教導的問題，學生成為知識的容器，課堂教學氛圍枯燥乏味.在引入深度學習以及單元教學活動后，教師不再用教師講解代替學生的思考，而是主動放權，實現“過度教導”向“適度引導”的順利轉變，給學生動手操作動腦思考的機會，讓學生能夠深入完整地體驗物理探究的全過程.在簡單放權及恰當引導的過程中，師生和生生的互動頻率越來越高，學生能夠各抒己見，大膽自信地說出不同意見和想法，梳理、組織個人的語言及思路，學會主動與他人相互交流并反思自己，意識到個人的主人翁地位，保質保量地完成學習任務，整體的課堂教學質量以及學習效率有了明顯的提升.

4 基于深度學習的高中物理單元教學活動設計思路

4.1 課前

在正式開展單元教學活動前，教師需要分析學生的認知基礎，明確深度學習目標，結合學生的認知誤區以及認知水平為學生搭建學習支架，創設學習情境，鼓勵學生主動利用日常生活經驗以及積累的學科知識學習新知識，始終保持高度集中的注意力.在調起學生的興趣后，教師則應營造適合學生為主體的學習環境和情緒氛圍，拉近師生距離，增強學生的主體意識，活躍課堂氛圍，挖掘學生的潛能，讓學生能夠放松身心.

4.2 課中

在課中教學中，教師應以學生深度加工知識為主導，刺激學生的視覺和聽覺，鼓勵學生深入感知、自主處理和有機整合多元信息，實現與學習內容的全面交互.高中物理的學習難度系數偏高，物理教師需要扮演好學習顧問的角色，帶領學生深入研究多個知識的邏輯關系，領悟其中的物理思想方法，用具有一定挑戰性的學習任務來提升學生的學習深度，讓學生能夠在動腦思考、動手操作中理解物理學科的知識價值和本質.思維導圖是比較常見的深度學習工具，能夠為學生的結構化學習鋪路，提升學生的知識整合能力.教師則可以根據學生的思維短板，科學地設置學習任務，用任務驅動學生，提升學生的學習熱情，確保學生在任務情境中圍繞單元主題自主探究、大膽發散思維.

4.3 課后

課后總結評價不容忽略，教師應整合多種評價方式，聚焦學生的能力發展，建立立體多元的教學評價體系，提升學生的深度學習質量和水準，在深度反饋的過程中激活學生的思維.為了保障課后評價的公正性和客觀性，教師還需要注重多主體參與及反思性評價，協調和平衡學生自評、生生互評及教師總結評價，增強學生的責任意識，提升學生的交往能力.

5 基于深度學習的高中物理單元教學活動設計對策

為了充分發揮基于深度學習的高中物理單元教學作用，教師吸引理順思路，從課前、課中、課后著手，抓住影響學生深度學習的主客觀因素，科學設計單元教學活動，全面激活學生的思維，培養學生良好的學科核心素養.

5.1 分析單元任務素養，設計單元學習目標

在構建素養導向的學習目標時，教師需要深度分析單元任務素養，以此為起點，明確單元教學活動的設計方向，實現環環相扣和穩扎穩打.對于相互作用與力的平衡來說，“力”是大概念，在初中階段學生就已經初步接觸了與力相關的知識，如摩擦力、二力平衡、重力以及相互作用力，在高中階段，學生則需要學習彈力、重力、力的合成、力的分解及摩擦力，兩個學段的知識存在一定的邏輯關系.在學習高階知識時，學生需要遷移之前的舊知識，了解物理知識的來龍去脈.力的分解、力的合成、力的矢量性以及力的分類是高中階段的重難點，離不開學生的理性分析及合作探究，非常考驗學生的物理建模能力，有的知識還需要學生利用數學中所學的三角函數基礎知識.為了減輕學生的深度學習壓力，讓學生順利進入學習狀態，教師需要做好充分的課前準備工作，主動總結經驗教訓，科學規劃教學課時，精準設定教學目標，組織開展極具思維性和邏輯性的教學活動任務，為學生的深度學習鋪路.

首先，教師應深度分析單元任務素養，結合學生學習“相互作用與力的平衡”單元知識時的具體表現，從相互作用與力的平衡觀著手，圍繞摩擦力、彈力、重力等常見的力講解相關知識，帶領學生學習矢量的運算法則及共點力的平衡條件和應用.其次，教師需要高度關注科學思維，帶領學生深度理解質點模型和運動模型，喚醒學生已有的認知，鼓勵學生結合生活經驗，嘗試利用平衡條件分析物理平衡問題.單元任務素養中的科學探究和科學態度與責任也不容忽略，在培養學生科學探究能力時，教師應帶領學生探索彈力與形變量的關系以及分力與合力的關系，提升學生的科學探究能力，讓學生能夠經歷物理實驗探究的全過程.在培養學生科學態度與責任時，教師則應鼓勵學生利用共點力平衡條件分析生活中的實際問題，實現學以致用.最后，教師需要設計單元學習目標，一步一個腳印地引導學生.比如認識彈力、重力、摩擦力等常見的力；利用共點的平衡條件分析問題；經歷力的概念構建過程，結合平行四邊形的相關定則求解分力及合力，掌握等效替代的分析方法；在合力與分力關系以及胡克定律實驗中自主設計實驗方案；嘗試利用控制變量的思想學習知識，經歷實驗數據搜集和分析的過程，正視實驗誤差，形成良好的科學思維.

5.2 以大概念“力”為主線，精心組織學生學習活動

相互作用與力的平衡單元教學以大概念“力”為主線，學生需要了解常見性質力并嘗試利用力的矢量性分析共點力平衡問題.教師需要結合基本學情和教情提出深度學習的應用、分析、評價、創新的基本要求，讓學生能夠在深度學習的過程中深入領悟胡克定律以及共力點平衡，形成良好的問題意識.首先，教師需要圍繞物理課程標準提出的教學要求設計單元學習活動，以胡克定律為起點，帶領學生回顧之前所學習的知識，引導學生大膽猜想彈簧彈力大小與彈簧形變量及彈簧長度的邏輯關系，鼓勵學生自由分組，合作設計實驗方案并搜集和處理圖像數據.在確保學生初步理解胡克定律后引導學生分析彈簧勁度系數的影響因素，了解該定律的適用條件并構建理想模型，借此機會發展學生的辯證思維.其次，教師應主動回歸教學正軌，將課堂交給學生，讓學生在手腦并用及小組合作中了解物體處于平衡狀態時的運動狀態，通過深度學習分析共力點平衡條件，將其與生產生活中的實際問題相結合，意識到物理就在我們身邊，進而形成較強的問題解決能力.最后，在帶領學生解決實際問題時，學生需要應用到靜態平衡及動態平衡，教師則應傳授簡單的思維方法，以矢量作圖法為主導，圍繞力的合成與分解鼓勵學生自主轉化知識，實現前后遷移和活學活用，為學生牛頓運動定律的學習做好準備.確保學生能夠靜下心來理性分析和深度研究典型動態平衡問題，逐步形成科學思維.

5.3 摸清學生認知基礎，落實發展持續性學習評價

在正式開展單元教學活動前，教師可以進行問卷調查，做好摸底工作，了解學生的認知期待及知識基礎.在課堂教學中，教師應保持高度警惕，密切觀察學生的綜合表現，通過觀察性評價來掌握基本學情，靈活調整單元教學方向及思路.在完成單元教學任務后，教師則應進行教學后追蹤測評，將問卷調查和試卷相結合，充分發揮持續性學習評價的作用和價值.與傳統的結果性評價相比，持續性評價的方法比較多元，如學生的深度學習階段性測試及訪談、課堂觀察和提問、學生的深度學習現狀問卷調查.教師只需要結合共力點平衡應用活動開展教學評價，高度重視過程性評價，將學生自評、互評以及教師點評相結合，站在實驗態度、實驗數據處理、實驗數據搜集、實驗方案設計以及小組劃分等多個維度全面客觀地評價學生.確保學生能夠正視自身的閃光點以及不足，進而對物理課程有一個耳目一新的感覺.

6 結語

綜上所述，基于深度學習的高中物理單元教學意義比較明顯，有助于提高學生的知識整合能力及課堂參與度，拉近師生距離，建立和諧友愛的師生關系.教師會根據基本學情構建素養導向性學習目標并設計挑戰性學習活動，開展發展持續性學習評價.讓學生能夠成為學習的主人，保持活躍的思維和端正的學習態度，在動腦思考、合作學習和深度研究中掌握物理知識的學習要領，逐步形成較強的學科核心素養.

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