基于深度思維的初中物理實驗教學策略研究

摘 要：基于深度思維的初中物理實驗教學，旨在讓學生深度參與物理實驗，在實驗學習過程中感悟物理原理，

學會遷移與應用實驗操作方法。文章對基于深度思維的初中物理實驗教學的策略展開研究，首先說明了深度思維的內涵及特征，其次分析了基于深度思維的初中物理實驗教學的意義，最后結合具體教學案例探究了實驗教學策略。文章指出，教師可通過情境激趣、學科融合、組織自主探究活動、布置生活實驗作業等方式引導學生在實驗學習過程中發展深度思維，以期為進一步提高初中物理實驗教學質量提供參考。

關鍵詞：初中物理；深度思維；物理實驗；實驗教學

目前，大多數初中物理實驗教學仍然存在僅重視講授教學與演繹教學、僅注重單科知識等問題，在一定程度上限制了學生的學習視野，影響了學生思維的發展。深度思維是一種突破自我中心，能夠靈活切換思考視角，并對事物因果認知較為深刻的思維，主要包括結構化思維、批判性思維、創造性思維等。基于深度思維的初中物理實驗教學提倡學生在實驗學習中建構完整的知識與技能體系。要想解決目前初中物理教學中存在的問題，教師就需要從培養學生深度思維的角度出發研究初中物理實驗教學策略，為教學創新提供更多新思路。

一、深度思維的內涵及特征

（一）內涵

深度思維是一種超越表面現象，對問題進行全方位、細致的思考，以探尋事物本質的思維。深度思維與淺層思考相對，大致可分為三個層次。第一層，基礎思維能力，包括邏輯思維、推理思維、問題解決思維等。這些思維是深度思維的基礎，學生只有具備上述思維才能進行深度思考[1]。第二層，深度理解與分析思維，包括數據思維、判斷思維、抽象思維等。這些思維有助于全面、準確地認知與理解事物，學生只有具備上述思維才能夠對所獲取的信息進行深入的分析與判斷，最終揭示問題的本質，找到解決問題的方法。第三層，深度思維能力，包括深度思考、類比遷

移、應用創新等思維。學生只有具備此類思維才能有能力去探索未知領域的問題，才能夠在分析、解決問題的過程中實現更深層次的思考。

（二）特征

深度思維具有持續性、相通性、意義性等特征。深度思維的持續性是指思維在時間維度上的持續性，如探究問題本質的時間較長，揭示問題的本質并找到其解決方法的過程較長等[2]。與碎片化、不連續的淺層思考相比，深度思維利用系統的時間進行探究，思維的發展過程持續時間較長。深度思維的相通性是指深度思維的成果可被用于不同領域。任何知識都并非孤立存在的，不同學科的知識間也可能會存在密切的關聯。深度思維旨在探索問題的本質，將客觀存在的現

象、規律內化入自身的知識體系，達到真正意義上的深度學習。基于此，學生可在學習不同學科知識的過程中探索不同知識的本質關聯，實現不同學科知識的“互聯互通”。深度思維的意義性是指個體在深度思維的過程中經歷分析、綜合、比較、抽象與概括等思維活動，可以實現對新知的意義建構，加深對新問題或新信息的認知程度。而個體運用深度思維所產出的有意義的結果反過來也會促進個體的發展。

二、基于深度思維的初中物理實驗教學意義

（一）有利于培養學生的物理學科核心素養

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）提出，在教學目標設計中應重視對學生科學探究能力的培養，同時關注實驗探究對培養學生物理觀念、科學思維、科學態度與責任的重要意義[3]。

基于深度思維的初中物理實驗教學主張學生充分參與實驗學習，提倡學生在閱讀文字資料、觀看實驗視頻等過程中總結物理實驗原理及基本方法，主張學生在獨立思考、合作討論的過程中設計實驗方案，主張學生在獨立操作的過程中觀察實驗現象并總結物理規律等。長期運用此類實驗教學手段，可使學生養成獨立分析、合作探究的思維習慣，有利于學生在深度參與實驗的過程中樹立物理觀念，發展分析綜合、推理論證等科學思維，鍛煉科學探究能力，從而培養學生的物理學科核心素養。

（二）有利于推進初中物理教學的改革

現階段的初中物理教學正值教學改革的關鍵時期。基于深度思維的初中物理實驗教學主張運用多種教學方式引導學生主動參與實驗探究，從而達到實驗教學目的。這種教學方式順應了《課程標準》背景下初中物理教學方法改革的潮流，對于優化初中物理課堂教學形式，豐富初中物理課堂教學資源等方面具有積極作用。此外，教師在運用情境教學、問題教學等教學方式提出實驗問題、驅動學生自主參與實驗活動時，

能夠積累更多新型教學方法的應用經驗。長此以往，

教師的專業素養會不斷提高，從而能夠更好地完成初中物理教學改革任務。

三、基于深度思維的初中物理實驗教學策略

（一）應用情境激趣，激發學生的實驗探究意識

情境創設有益于學生的思維生成與發展。教師可以在初中物理實驗教學中創設生動有趣的教學情境，

以此激活學生的深度思維，引導學生主動探索實驗內容[4]。在具體教學中，教師可綜合實驗教學主題、學生興趣愛好等多方面因素設計教學情境，并在實驗教學正式開始之前巧妙運用多種教學手段將情境呈現出來，激發學生的好奇心和探究意識，使學生主動參與到實驗學習當中。

以教科版物理八年級（上冊）“測量物體運動的速度”實驗教學為例。教師可聯系生活中的趣味現象創設物理實驗情境：運動會上，你們總說“某個運動員跑得快”“某個運動員跑得慢”，這個“快”與“慢”是怎么判斷出來的？教師需在情境中與學生展開互動，引導學生從物理學角度分析“快”和“慢”與運動員在單位時間內所跑完的路程的關系，激發學生的探究意識。在此基礎上，教師可巧妙引出實驗教學主題：“假如讓你測算運動員的速度，你要怎么做？如何用物理實驗的方法測量物體運動速度呢？”之后，教師可組織學生圍繞問題進行分析、研究，并讓學生在解答問題的過程中思考物理實驗的設計方案，為學生的深度學習奠定良好基礎。

這樣，教師便能借助生活化的、趣味性的教學情境巧妙引出物理實驗教學主題，之后圍繞教學情境提出延伸問題，用問題驅動學生自主探究，為學生發展深度思維做好準備。

（二）著眼學科融合，發展學生的學科融合思維

在傳統實驗教學中，學生深度思維發展不足的主要原因在于教師僅專注單一學科教學內容的講解，未指導學生認識不同學科間的關聯。基于深度思維的初中物理實驗教學要想使學生認識問題本質，就需要將多學科教學內容有機編入實驗教學當中，由此促進學生的深度發展。在實際教學中，教師可圍繞物理實驗提出復雜問題，驅動學生綜合運用物理及其他學科的知識解答問題，挖掘學生深度探究的潛能[5]。

以教科版物理八年級（上冊）“科學探究活動：平面鏡成像時像與物的關系”實驗教學為例，教師可融合應用物理、數學等學科知識開展實驗教學。例如，教師可在水平桌面上鋪一張白紙，在紙上垂直豎立一塊薄玻璃板作為平面鏡，并在紙上沿著玻璃板畫一條直線標記鏡面的位置，然后將一支點燃的蠟燭放在玻璃板前面，讓學生透過玻璃板觀察其形成的像，再拿一支外形相同但未點燃的蠟燭豎立在玻璃板后面移動，直到其看上去與點燃的蠟燭的像完全重合，這個位置就是點燃的蠟燭的像的位置。之后，教師可以指導學生在紙上記錄下兩支蠟燭的位置，并觀察蠟燭和它的像的大小是否相同。然后，教師可以移動點燃的蠟燭重做實驗，用直線把每次實驗中蠟燭和它的像在紙上的位置連起來，讓學生用量角器測量蠟燭與像的連線和鏡面的夾角，再用刻度尺分別測量蠟燭和像到鏡面的距離。

這樣，教師從數學學科的數量關系、空間形式的角度指導學生分析物理實驗現象，使學生在明晰物理實驗本質現象的基礎上發展自身的學科融合思維。

（三）關注自主探究，促進學生的思維進階發展

1.組織學生復刻實驗，發展學生的操作思維

在常規的物理實驗教學中，教師經常以播放實驗視頻或演繹實驗的方式讓學生認識實驗現象。在這種教學模式下，學生始終不能親身經歷實驗過程，對實驗內容的認識程度往往不夠。基于深度思維的初中物理實驗教學要讓學生充分參與到實驗中。為此，教師有必要為學生提供更多實驗工具，并組織學生在觀察學習的基礎上獨立完成實驗，引導學生組裝實驗設備、控制實驗變量、觀察實驗現象，經歷物理實驗的全過程，從而發展學生的深度思維。

以教科版物理八年級（下冊）“摩擦力”一課的實驗教學為例，教師可在實驗教學初期為學生演示物理實驗，如準備不同材質的物體，用牛頓稱測量不同物體的重量，并記錄，然后在同一桌面上用彈簧測力計拉動物體，觀察并記錄其所受的摩擦力，之后重復上述步驟多次，分別使用不同材質的物體進行實驗，并記錄摩擦力的變化。完成演示后，教師可將相關實驗用具發放給學生，讓學生獨立復刻實驗。

這樣，教師為學生提供充足的實驗工具進行實驗，能使學生在復刻教師實驗的過程中掌握用控制變量法探究摩擦力的物理原理，在促進學生深度學習的同時發展學生的操作思維。

2.組織學生設計實驗，發展學生的創新思維

深度思維生成于深度學習。教師只有引導學生在物理實驗中實現深度學習，才能加深學生的課程學習感悟，發展學生的創新思維。基于此，教師應改變注入式教學觀念，在明確實驗教學主題之后組織學生合作討論，讓學生自主提出實驗猜想，自主設計實驗方案，由此驅動學生像物理學家一樣發現問題、分析問

題、解決問題，從而加深學生的學習深度。

以教科版物理八年級（下冊）“科學探究活動：影響浮力大小的因素”實驗教學為例。教師可以在彈簧測力計下面懸掛一個石塊，將石塊兩次分別浸入水中不同深度，比較前后兩次測力計的讀數，提出問題：

“前后兩次彈簧測力計的讀數有什么區別？你發現了怎樣的問題？若讓你設計實驗，你會怎樣做？”然后，

教師可圍繞確切現象與延伸問題組織學生以小組為單位合作討論，讓學生在自主討論的過程中確定實驗主題——“探究浮力的大小與什么有關”，并圍繞實驗主題設計實驗方案，確定實驗所需的材料用具。

這樣，教師采取啟發式教學手段先展示物理現象，后提出啟發問題，組織學生以小組為單位合作討論確定實驗主題與實驗方案，為學生發展深度思維提供良好契機。

（四）布置生活實驗，培養學生的實踐應用思維

基于深度思維的初中物理實驗教學要打破教材限制，積極利用生活中的教學資源驅動學生進行課外探索，由此鍛煉學生學以致用的深度思維。為此，教師可圍繞物理課程教學主題布置生活實驗作業，要求學生從物理研究的角度觀察生活現象并設計生活實驗，進一步發展學生的實踐應用思維。

以教科版物理九年級（上冊）“歐姆定律”單元實驗教學為例，為培養學生的遷移應用思維，教師可在完成理論教學、課上實驗教學的基礎上提出問題：“可作為導體的金屬非常多，為什么許多電線選擇用銅線作為導線？用鐵、鋁等金屬可以嗎？”同時，布置生活實驗：“請收集生活中常見的金屬絲，用所學的實驗知識設計并完成實驗，測算出它們的電阻，說明銅導線的應用優勢。”

生活實驗將物理課程教學內容與生活中的具體現象緊密結合，能使學生認識到物理實驗知識、技能的應用廣泛性。同時，對作業提出具體要求，能夠驅動學生進行主題實驗設計與操作，進一步培養學生的實踐應用思維。

四、結束語

綜上所述，深度思維既表示敏捷、靈活、深刻的思維，又表示深度學習的思維過程。基于深度思維開展初中物理實驗教學，對于培養學生的物理學科核心素養，推進初中物理實驗教學的改革創新有著積極意義。教師應認識到基于深度思維的初中物理實驗教學的重要性，積極應用情境引導代替講授注入，積極應用學科融合教學代替單一學科教學，積極組織自主操作、自主設計活動，為學生提供更多思維發展機會，積極設計生活化實驗促進學生遷移應用思維的發展。

參考文獻

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萬洪順.深度學習視域下初中物理實驗教學策略研究[J].中學科技，2023（11）：32-34.

作者簡介：翟合中（1968.1-），男，山東成武人，

任教于山東省菏澤市成武縣永昌街道辦事處中心中學，一級教師，專科學歷。