深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理教學(xué)策略探討

摘 要：文章以促進(jìn)高中生實(shí)現(xiàn)有價(jià)值、有意義的深度物理學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)，以人教版高中物理教材為案例依托，從物理理論教學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)及物理習(xí)題教學(xué)三個(gè)方面，探討分析了有效推動(dòng)學(xué)生從淺表物理學(xué)習(xí)到深度物理學(xué)習(xí)變革的策略方法.意在通過(guò)對(duì)當(dāng)代高中生物理學(xué)習(xí)方式、實(shí)驗(yàn)探究方式及問(wèn)題解決方式的調(diào)整及優(yōu)化，更進(jìn)一步地凸顯出普通高中物理課程于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)及創(chuàng)新實(shí)踐能力發(fā)展的推動(dòng)作用.

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；高中物理；物理教學(xué)；教學(xué)策略研究

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2024）21-0085-03

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（簡(jiǎn)稱《物理課標(biāo)》）在“課程性質(zhì)與基本理念”中指出，普通高中物理課程是自然科學(xué)領(lǐng)域中的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，在課程教學(xué)中，要以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，在強(qiáng)調(diào)課程基礎(chǔ)性以及與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展聯(lián)系的同時(shí)，讓學(xué)生自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí).因此，在學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理課程教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的引導(dǎo)尤為關(guān)鍵.

1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)理論學(xué)習(xí)情境，促進(jìn)深刻理解

高中物理理論知識(shí)主要由物理公式、定理定律、物理學(xué)概念等內(nèi)容構(gòu)成，普遍具有抽象性突出、難理解等特點(diǎn).因此，在學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高中物理理論部分教學(xué)中，為確保學(xué)生能夠達(dá)到深層次理解及全面吸收內(nèi)化的高階學(xué)習(xí)層次，教師就要重視真實(shí)形象理論學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)[1].對(duì)此，教師可基于物理學(xué)科與人們生產(chǎn)生活有緊密關(guān)聯(lián)的特質(zhì)，利用信息技術(shù)為學(xué)生構(gòu)建生活化的物理理論教學(xué)情境，在提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)參與度的同時(shí)，使其在情境及生活的綜合作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象物理理論的深刻理解，進(jìn)而為其學(xué)以致用和遷移創(chuàng)新打好基礎(chǔ).

例如，人教版高中物理教材必修第一冊(cè)“超重和失重”一課中，在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)“超重”和“失重”兩個(gè)較易發(fā)生認(rèn)知混淆的物理概念時(shí)，高中物理教師就可從學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)入手，創(chuàng)設(shè)用體重計(jì)稱量體重的真實(shí)生活問(wèn)題情境，再借助信息技術(shù)資源豐富的優(yōu)勢(shì)，將生活中與超重現(xiàn)象、失重現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)例融入學(xué)生的物理理論學(xué)習(xí)過(guò)程中，為學(xué)生打造“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——分析問(wèn)題——解釋問(wèn)題”的有機(jī)物理學(xué)習(xí)生態(tài)[2].

首先，教師可聯(lián)系學(xué)生原有物理學(xué)習(xí)認(rèn)知，向?qū)W生提問(wèn)“測(cè)量物體重力的方法有哪些？”促進(jìn)學(xué)生的溫故知新和知識(shí)遷移，使其把握到測(cè)量物體重力有兩種常用方法，一是根據(jù)物體重力公式G=mg，先用天平測(cè)出物體質(zhì)量m，再測(cè)出物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度g，將二者相乘可得物體所受重力大小；二是利用力的平衡條件進(jìn)行測(cè)量，將待測(cè)物體懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，當(dāng)待測(cè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)便能夠反映物體所受重力.

其次，高中物理教師就可將體重計(jì)這一常見(jiàn)生活用具置于講臺(tái)上，為學(xué)生示范在體重計(jì)上向下蹲的過(guò)程，且利用智能手機(jī)將體重計(jì)示數(shù)的變化投影到電子屏幕上，確保學(xué)生能夠直觀而又清晰地看到體重計(jì)示數(shù)先變小，再變大，最后再變小的變化過(guò)程.之后，教師可從這一現(xiàn)象中抽象出生活問(wèn)題“基于先前對(duì)測(cè)量物體重力方法的總結(jié)，可知體重計(jì)示數(shù)能夠反映教師所受的重力，但在向下蹲的過(guò)程中，為什么體重計(jì)的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化？”引發(fā)學(xué)生的思考，驅(qū)使學(xué)生生成用物理知識(shí)解釋說(shuō)明這一生活現(xiàn)象和實(shí)際問(wèn)題的欲望.

再次，教師可抓住學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣與求知欲的生成點(diǎn)，因勢(shì)利導(dǎo)地利用微課教學(xué)將人在體重計(jì)上下蹲、站起的過(guò)程以物理模型的方式呈現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人在下蹲過(guò)程中，人體受重力mg與體重計(jì)對(duì)人支持力FN兩個(gè)力的共同作用，且先后經(jīng)歷了加速、減速和靜止三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.在加速階段中（指人加速向下蹲的過(guò)程），根據(jù)牛頓第二定律有FN＜mg，稱為失重現(xiàn)象，所以體重計(jì)示數(shù)變小；在減速階段中（指人減速向下蹲的過(guò)程），同理根據(jù)牛頓第二定律有FN＞mg，稱為超重現(xiàn)象，所以體重計(jì)示數(shù)變大；在靜止階段中（指人在體重計(jì)上保持靜止的蹲下動(dòng)作），此時(shí)人相對(duì)體重計(jì)靜止不動(dòng)，體重計(jì)示數(shù)可反映人體所受重力FN=mg，所以體重計(jì)示數(shù)相對(duì)減速階段變小.由此一來(lái)，學(xué)生便會(huì)通過(guò)細(xì)致聆聽(tīng)教師的講述說(shuō)明以及仔細(xì)觀看微課導(dǎo)學(xué)視頻，有效完成對(duì)超重現(xiàn)象、失重現(xiàn)象物理概念的理解認(rèn)識(shí).

最后，高中物理教師可趁熱打鐵利用多媒體電教設(shè)備將現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)存在的、與超重失重現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)例，以圖像或視頻的形式呈現(xiàn)出來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生用超重、失重概念對(duì)其進(jìn)行解釋說(shuō)明.如人乘坐電梯向上、向下時(shí)，什么時(shí)候處于超重或失重狀態(tài)？蹦極運(yùn)動(dòng)員在蹦極運(yùn)動(dòng)中，在哪個(gè)階段處于超重狀態(tài)？游樂(lè)園中各種娛樂(lè)設(shè)施為什么能給人帶來(lái)刺激的體驗(yàn)？讓學(xué)生在運(yùn)用物理知識(shí)、物理思維、物理方法解釋說(shuō)明此類生活現(xiàn)象、生活問(wèn)題的過(guò)程中，自然而然地在頭腦中完成對(duì)物理概念的升華提煉，實(shí)現(xiàn)從淺層認(rèn)識(shí)到深度理解的轉(zhuǎn)化.

2 設(shè)置挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，推動(dòng)深入探究

實(shí)驗(yàn)探究是高中生把握認(rèn)識(shí)物理學(xué)科本質(zhì)，形成發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要渠道.在深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可充分開(kāi)發(fā)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究目的，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作精準(zhǔn)性，鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，為學(xué)生設(shè)置兼具挑戰(zhàn)性與探究?jī)r(jià)值的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)，使其在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，自主自覺(jué)地進(jìn)行小組學(xué)習(xí)和協(xié)作分工，實(shí)現(xiàn)深入探究[3].

例如，在人教版高中物理教材必修第二冊(cè)“機(jī)械能守恒定律”一課中，組織引領(lǐng)學(xué)生以小組合作的學(xué)習(xí)方式圍繞課題“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”展開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)，高中物理教師就可一改以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式，在科學(xué)劃分物理實(shí)驗(yàn)探究小組的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的“讓學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案動(dòng)手又動(dòng)腦地體會(huì)機(jī)械能守恒定律”，為各個(gè)學(xué)習(xí)小組設(shè)置開(kāi)放性、挑戰(zhàn)性及探究?jī)r(jià)值并存的階段型實(shí)驗(yàn)探究任務(wù).

2.1 實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)前期的任務(wù)設(shè)置

教師可以活化學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究思路為切入點(diǎn)，為其設(shè)置啟發(fā)性學(xué)習(xí)任務(wù)“根據(jù)‘只有重力或彈力做功’機(jī)械能守恒的前提，思考在物理實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中能夠滿足這一條件的運(yùn)動(dòng)有哪些.”發(fā)散學(xué)生的思維，驅(qū)使各個(gè)學(xué)習(xí)小組在探討交流的過(guò)程中，主動(dòng)聯(lián)系原有物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，梳理出滿足機(jī)械能守恒的前提條件的物體運(yùn)動(dòng).如，處于自由落體運(yùn)動(dòng)中的物體只受重力作用；沿光滑斜面下滑的物體也滿足機(jī)械能守恒條件；懸掛于細(xì)繩之上小球的擺動(dòng)同樣也滿足機(jī)械能守恒條件，等等.并主動(dòng)根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)探究目的，綜合考慮其他因素對(duì)物理研究對(duì)象的影響，初步擬定物理實(shí)驗(yàn)方案，搭建物理實(shí)驗(yàn)裝置.

2.2 實(shí)驗(yàn)推進(jìn)中期的任務(wù)設(shè)置

教師可以促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)方案完善，驅(qū)動(dòng)學(xué)生高效展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)置探究性學(xué)習(xí)任務(wù)“基于重力勢(shì)能及動(dòng)能的定義，可以確定需要測(cè)量哪些物理量？可用哪些數(shù)據(jù)采集方法收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可用何種數(shù)據(jù)分析方法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？”確保各個(gè)學(xué)習(xí)小組在推進(jìn)學(xué)習(xí)任務(wù)的過(guò)程中，能夠立足實(shí)驗(yàn)?zāi)康募把芯繉?duì)象，明確待測(cè)物理量有三：物體質(zhì)量m、物體所處位置高度h和物體運(yùn)動(dòng)速度v，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用物理公式

12mv22+mgh2=12mv21+mgh1和12mv22-12mv21=mgh1-mgh2分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得到物理實(shí)驗(yàn)方案的完善，更有秩序、有條理地圍繞物理實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，開(kāi)展驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的科學(xué)探究活動(dòng).

2.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)末期的任務(wù)設(shè)置

各個(gè)物理實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)自定、自擬的物理實(shí)驗(yàn)方案，分別完成“研究自由下落物體機(jī)械能”“研究沿斜面下滑物體機(jī)械能”以及“研究細(xì)繩懸掛小球機(jī)械能”等不同類型的物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)后，教師可為學(xué)生布置“展示交流物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論”的學(xué)習(xí)任務(wù)，以此引導(dǎo)各組學(xué)生在課堂中展開(kāi)一次實(shí)驗(yàn)研討及結(jié)論展評(píng)活動(dòng)，讓各組學(xué)生在說(shuō)明講解本次物理實(shí)驗(yàn)研究思路、相互點(diǎn)評(píng)彼此物理實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)裝置搭建方法，以及交流研討對(duì)機(jī)械能守恒定律的認(rèn)識(shí)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)有效批判和合理質(zhì)疑，進(jìn)而得到思維品質(zhì)及物理學(xué)習(xí)能力的穩(wěn)定進(jìn)階和物理核心素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展.

3 引進(jìn)變式物理應(yīng)用問(wèn)題，啟發(fā)深刻思考

習(xí)題教學(xué)是高中物理課程中鍛煉學(xué)生問(wèn)題解決能力、高階思維能力以及新高考適應(yīng)能力的重要教學(xué)板塊[4].在深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理習(xí)題教學(xué)中，教師可以促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)“知其然知其所以然”的有意義的物理學(xué)習(xí)和深刻思考為導(dǎo)向目標(biāo)，有意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行變式習(xí)題訓(xùn)練，并通過(guò)向?qū)W生滲透行之有效的物理解題方法或思想技巧的方式，促使學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三、觸類旁通.

例如，在人教版高中物理教材必修第三冊(cè)“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”一課中，指導(dǎo)學(xué)生解決分析教材P71“練習(xí)與應(yīng)用”第四題時(shí)（圖1），教師可基于數(shù)理融合思想，將數(shù)形結(jié)合及方程思想融入學(xué)生的問(wèn)題思考之中，使其通過(guò)繪圖的方式理解題干信息，把握到該題實(shí)質(zhì)上是歐姆定律的應(yīng)用，并通過(guò)找出其中等量關(guān)系的形式列出方程，完成本題的求解.

【解題過(guò)程】根據(jù)題意可知，當(dāng)使用A、B兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，接10 V電壓，電流表滿偏，即電流為滿偏電流；同理，當(dāng)使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，接100 V電壓，電流表滿偏，即電流為滿偏電流.

據(jù)此可列方程，Ig（Rg+R1）=10 VIg（Rg+R1+R2）=100 V

解方程可得，R1=9.5×103 ΩR2=9.4×105 Ω

如此一來(lái)，學(xué)生能夠通過(guò)解決分析本題感知到物理學(xué)科及數(shù)學(xué)學(xué)科之間的密切關(guān)聯(lián)，學(xué)會(huì)主動(dòng)地從數(shù)理融合的角度上展開(kāi)分析思考，其在類比應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法分析與解決處理物理問(wèn)題過(guò)程中，物理解題思維也會(huì)相較于以往更為靈活和發(fā)散，深度物理學(xué)習(xí)自然因此而得以實(shí)現(xiàn).

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在深度學(xué)習(xí)視域下的高中物理課程教學(xué)中，教師可堅(jiān)持發(fā)展培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的育人導(dǎo)向，從優(yōu)化物理理論教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)、革新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的布置以及完善物理習(xí)題教學(xué)內(nèi)容的選擇三個(gè)角度入手，啟發(fā)引領(lǐng)學(xué)生從多個(gè)層面、多個(gè)角度理解感受物理學(xué)的本質(zhì).在促進(jìn)高中生物理學(xué)習(xí)方式、實(shí)驗(yàn)探究方式以及問(wèn)題解決方式從被動(dòng)接受到主動(dòng)探究轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，使其物理學(xué)習(xí)能力、探究能力及解題能力得到本質(zhì)化的提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物理核心素養(yǎng)及科學(xué)素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：［1］ 王輝，袁加興.深度學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的高中物理學(xué)習(xí)進(jìn)階研究：以“質(zhì)點(diǎn) 參考系”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2022，51（36）：48-50.

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［責(zé)任編輯：李 璟］