基于深度學習的高中物理教學策略

摘 要：在高中物理教學中，深度學習的運用能夠解決學生淺層學習的問題，提高學生整體學習水平。為了更好地探究深度學習在高中物理教學中的運用，本文以“平拋運動”為例，梳理了深度學習的內涵，分析了深度學習在高中物理教學中應用的重要性，并提出了針對性的教學策略，包括明確教學目標、整合教學內容、創新教學方法、注重反思與質疑等。通過有效融合深度學習與高中物理教學，進一步提高物理教學的互動性與有效性，以期為高中物理教學實踐提供參考。

關鍵詞：深度學習；高中物理；教學方法

隨著科學技術的快速發展以及教育觀念的不斷更新，深度學習已成為當今教育研究的熱門課題。物理作為高中階段的重要學科之一，它在培養學生的科學素質與創造力方面起著不可忽視的作用。在深度學習背景下，對高中物理教學模式進行研究具有深遠意義，通過建立“以學生為主體”的教學情境，突出對學生探索精神、創造精神的培養，能夠有效提高學生對物理學習的興趣與成效，為新時期高質量人才的培養打下良好的基礎。

一、深度學習概述

深度學習是相對淺層學習而言，旨在通過建立能夠模擬大腦學習的深層神經網絡模型，從而對復雜數據進行表征學習與分類識別[1]。深度學習具有如下特點：一是深度結構，通過多個隱藏層堆疊，有效提取出數據中較復雜、較抽象的特征；二是特征學習，強調從數據中自動學習特征，通過對海量數據進行訓練，使其可以從中挖掘出數據內部的規則與表達模式，進而提升分類與辨識的精度；非線性映射，通過深度神經網絡中的非線性激活函數，可以有效地從數據中挖掘出更多的信息，為解決實際問題提供新的思路。

二、深度學習在高中物理教學中的重要性

（一）有助于培養學生高階思維

在高中物理教學中，通過引入深度學習模式，能夠使學生的思維邏輯得到有效鍛煉。高階思維包括批判性思維、創造性思維和邏輯推理能力，在物理教學中，深度學習鼓勵學生對物理現象的內在規律、規律進行探索，在這個過程中，需要對其進行邏輯推理與深度剖析，有助于培養學生的邏輯推理能力。同時，深度學習要求不斷地提出問題、反思、驗證，并用批判的眼光來審視現有的知識，從而促進其批判思考能力的發展。另外，深度學習也注重學生之間的協作學習與討論，在小組協作與共享中，學生可以相互啟發、相互學習，進而促進其高階思維的提升[2]。

（二）有助于提高學生學習效果

將深度學習應用于高中物理課堂，可以有效改善學生的學習習慣，優化教師的教學方法，進而促進整體教學效果的提升。首先，深度學習讓學生由被動接受知識轉為積極探究新知。學生在被動接受老師所講的內容時，通常很難真正理解與掌握所學知識，而深度學習則是讓學生積極地投入學習的過程中去，用自己思維解決問題，以此來加深他們對物理的認識。其次，深度學習強調知識之間的融合與關聯。在物理教學過程中，學生所要掌握的知識內容多、原理多，而知識之間又是相互聯系的，深度學習注重對知識點、原則的整合與關聯，使之成為一個整體，使學生能夠更好地了解物理知識的總體架構與內部邏輯[3]。最后，深度學習也注重知識的靈活運用。在物理教學中，學生不僅要學會知識，而且要能把所學的知識應用于實際問題的解決，以加深對這些知識的認識，從而有助于提高學生的學習效果。

三、基于深度學習的高中物理教學策略

（一）明確目標，為深度學習指明方向

在深度學習視域下，高中物理教學的首要任務是確立清晰、具體的教學目標，以便為學生的深度學習提供明確的指引。目標的構建不僅聚焦于學生對物理知識的理解和掌握，更著眼于培養他們的物理核心素養和綜合能力，具體包括引導學生深入理解物理概念、原理，掌握基本的物理技能，發展他們的邏輯思維、分析能力和解決問題的能力，同時培養他們的科學態度和探究精神。通過設定這些多層次、多維度的目標，教師可以更有針對性地設計教學活動和教學內容，并根據目標要求，精選合適的教學內容，設計富有挑戰性和啟發性的教學活動，以激發學生的學習興趣和動力[4]。

以“平拋運動”為例，在教學中先確定其教學目標：①物理觀念：掌握平拋運動的基本概念，包括平拋運動的定義、特征和運動規律；通過學習平拋運動，建構運動與作用力的關系。②科學思維：培養運用物理知識分析并解決平拋運動有關問題的能力，使其能夠建立相應的物理模型并進行計算；通過個案研究、實驗探索等方式，培養科學思維與創造力。③科學探究：鼓勵通過實驗觀察和數據分析，探索平拋運動的基本原理，培養實操能力；通過討論、交流，培養協作精神、探索精神以及解決問題的能力。④科學態度與責任：通過對平拋運動的研究，培養嚴謹的科學態度；引導關注平拋運動的實際應用，培養創新精神以及社會責任感。明確教學目標能夠為后續教學提供方向，通過引入生活中的實例，如投擲飛鏢，飛鏢受到重力的作用在空中形成一條拋物線軌跡，教師可以展示飛鏢運動的慢速視頻，引導學生思考飛鏢為何能按照特定的軌跡飛行，并提出關于平拋運動的問題，如初速度、角度、重力等，在此基礎上幫助學生理解平拋運動相關知識。

（二）資源整合，豐富深度學習的內容

深度學習需要廣泛而深入的學習資源作為支撐，為了實現深度學習，教師應積極整合各種教學資源，以豐富學生的學習內容。首先，教師應充分利用教材和教輔資料，幫助學生建立起完整的物理知識體系，使其能夠掌握基本的物理概念。其次，網絡資源是一個不可忽視的重要來源[5]。教師可以利用網絡平臺，搜集和整理與物理學習相關的各種資源，如視頻、演示、科普文章等，為學生提供多元化教學資源，并激發學習興趣和探究欲望。然后，優化資源配置，實驗器材和實踐機會也是深度學習的重要資源，通過引導學生親手操作實驗器材進行實際探究和實驗活動，學生可以更深入地理解物理原理，掌握實驗技能，培養科學探究精神。最后，教師還應關注物理學科的前沿動態和最新研究成果，將其融入教學中，幫助學生拓寬視野，了解物理學的最新進展，激發他們的創新精神和求知欲[6]。

以“平拋運動”為例，教師先引導學生翻開教材，快速瀏覽本節內容，并提問：“大家根據教材內容，回答一下什么是平拋運動？它有哪些基本性質？”學生思考并回答：“平拋運動是物體在水平方向上以一定的初速度拋出，只在重力作用下所做的運動。它具有水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動兩個分運動。”在此基礎上，教師引導學生完成教輔材料中的相關基礎習題，加以鞏固。之后，教師播放一段關于平拋運動的實驗視頻，并引導學生思考視頻中的實驗是如何驗證平拋運動的性質的，并補充道：“除了實驗視頻，網絡上還有很多關于平拋運動的動畫模擬和互動學習資源，大家可以課后自行搜索學習，加深對平拋運動的理解。”緊接著，教師組織小組討論，讓學生分組討論平拋運動在實際生活中的應用，并嘗試解釋其原理。

（三）方法創新，采用多元教學手段

為了促進深度學習，教師需要摒棄傳統單一的教學方法，積極探索和實踐新的教學手段。首先，問題導向是一種有效的深度學習策略。通過設計具有挑戰性和啟發性的問題，教師可以激發學生的好奇心和探究欲望，引導他們主動思考和探究物理問題，幫助學生建立起對物理知識的深度理解和應用。其次，信息技術手段的應用也為深度學習提供了有力支持。多媒體教學可以使抽象的物理概念更加直觀生動，網絡教學平臺則為學生提供了自主學習和互動交流的便利條件[7]。教師可以利用這些技術手段，創設豐富多樣的教學情境，提高學生的學習興趣和參與度。最后，實驗教學也是深度學習的重要方法。通過設計豐富的物理實驗，引導學生親手操作實驗器材、設計實驗方案、進行數據分析等，提高其動手能力，進而逐步實現學生核心素養的提升。

以“平拋運動”為例，教師可以利用信息技術手段，制作生動有趣的多媒體教學課件，包含平拋運動的動畫演示、實驗視頻和實際應用案例等內容，以幫助學生更直觀地理解平拋運動的特點和規律。通過多媒體的展示，學生可以清晰地看到平拋運動的軌跡、速度和加速度的變化，從而加深對平拋運動的認識。在學生理解基礎上，教師可以設計問題導向的教學活動，提出“平拋運動的軌跡是怎樣的？”“平拋運動的水平速度和豎直速度分別如何變化？”等問題，激發學生的好奇心和探究欲望，引導學生主動思考和探究平拋運動的相關問題。然后，教師組織學生進行小組討論和分享，鼓勵他們針對上述問題發表自己的觀點和見解，促進思維的碰撞和融合。教師還可以結合實驗教學，讓學生在實踐中學習和掌握平拋運動的知識。在實驗中，教師指導學生進行平拋運動的實驗操作，讓他們親自觀察和分析實驗數據，驗證平拋運動的規律。通過這些實踐活動，學生可以更深入地理解平拋運動的概念和原理，提高他們的實踐能力和創新精神。

（四）反思質疑，實現知識的真正內化

深度學習不僅要求學生掌握知識和技能，更強調對知識的深度理解和應用。為了實現這一目標，教師需要引導學生進行反思和質疑。在教學過程中，教師應鼓勵學生對自己的學習過程進行反思和總結，通過反思，學生可以發現自己在學習中的不足和進步，進而調整學習策略和方法，提高學習效

果[8]。同時，教師還應引導學生對所學知識進行質疑和探究，通過提出問題、分析問題、解決問題的過程，學生可以更深入地理解物理原理和概念，形成自己的理解和見解。這種反思和質疑精神不僅可以幫助學生實現知識的真正內化，還可以培養他們的批判性思維和創新精神。

以“平拋運動”為例，在學完平拋運動這一章節后，教師提問：“大家已經學習了平拋運動的基本概念和運動規律，現在請大家思考一下，平拋運動在實際生活中有哪些應用？”學生A：“我知道無人機飛行時會用到平拋運動的原理。”教師：“這是一個很好的例子。那么，無人機是如何利用平拋運動的呢？”學生B：“我想問，無人機在飛行過程中，如何調整其平拋運動的軌跡以實現穩定飛行？”教師：“要解決這個問題，我們首先需要回顧一下平拋運動的分解方法。請大家思考一下，平拋運動在水平方向和豎直方向上是如何分解的？”學生C：“水平方向上是勻速直線運動，豎直方向上是自由落體運動。”教師：“很好。那么，無人機的飛行軌跡是如何受到這兩個方向運動的影響的呢？”學生D：“無人機的飛行軌跡應該是由水平方向和豎直方向上的運動共同決定的。通過調整無人機的速度和飛行角度，可以改變其平拋運動的軌跡。”教師：“非常棒！那么，要實現穩定飛行，無人機應該如何調整其速度和角度呢？”學生E：“我認為，要實現穩定飛行，無人機需要實時調整其速度和角度，以保持其在水平方向和豎直方向上的運動平衡。”教師：“這個思路是正確的，有沒有具體的方法或策略？”學生F：“我覺得可以利用傳感器和控制系統來實現無人機的自動調整。傳感器可以實時監測無人機的位置和速度，控制系統可以根據這些信息計算出合適的調整參數，并控制無人機的運動。”教師：“你們的想法很有創意。實際上，現代無人機技術正是利用了類似的原理來實現穩定飛行的。”通過反思和質疑，不僅理解了平拋運動的知識，還將其應用到了實際問題中，實現了知識的真正內化。

結束語

在深度學習視野下，高中物理教學更多地關注到學生的主體地位，激勵學生積極參與、主動進行探究，在自主、協作學習的過程中，對物理的概念與規律有更深刻的了解與把握。與此同時，教師需更多地關注教學方式的革新與資源的整合，利用多種教學方式，給學生提供大量的學習資源與練習的機會，從而促使其進行深度學習。同時，還應該以學生的學科素養為重點，指導他們把所學的知識應用于解決實際問題，并在此基礎上進一步發展其創新精神與實踐能力。通過結合深度學習理念，在教學中明確教學目標，整合教學內容，采取多元教學方式，注重反思與評價等，為學生創設良好的學習情境，提供有針對性的學習支撐與引導，使每位學生在深度學習中找到適合自己的成長之路。

參考文獻

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[5]張曹潔.深度學習視域下的高中物理教學改進策略[J].數理天地（高中版），2023（8）：45-47.

[6]周海建.深度學習視域下高中物理教學的優化策略[J].高考，2023（7）：48-50.

[7]江愛國.深度學習視域下的高中物理教學改進策略[J].中學物理教學參考，2022（6）：1-3.

[8]馬春華.深度學習視域下高中物理教學的優化策略[J].啟迪與智慧（中），2021（12）：86-87.