在高中物理學科的教學活動中,學生的深度學習成果,集中反映在問題思維、持續的學習動機等層面上。高中物理教師應以提質增效為目標優化課堂教學活動,從深度學習的視角,引導學生提升知識建構和思維發展水平,為學生的深度學習提供支持。本文通過探討高中物理教學中促進學生深度學習的有效教學策略,以期為廣大高中物理教師提供一些教學參考。
一、深度學習的基本內涵
深度學習是一種系統性地挖掘學生的知識認知潛力的教學原理,它要求學生通過主動的知識理解、聯系與體系化建構等活動環節,對學科發展規律進行深層次探究。從學生的角度定義深度學習,主要體現在學習中的關鍵能力上,這對學生的知識理解、問題解決能力提出了更高的要求。與傳統的學習模式相比,深度學習聚焦于學生的主動學習過程,并客觀評估知識理解結果的準確性。然而,每個學生對特定學習目標的理解深度存在差異,因此教師在引導其開展深度學習活動時,應從學科領域的主要特征和教育要素出發,培養學生將知識應用于實際生活的能力。教師通過引導學生掌握深度學習的基本特征和運行規律,可以縮短教育者和學生之間的認知距離,激活學生的主動認知和建構思維。在深度學習活動中,學生應從批判性思維、復雜問題的解決等層面上,階段性完成知識建構、思維發展等核心目標。
二、深度學習與核心素養的關系
在構建深度學習模式的過程中,各學科教師應將核心素養作為培養學生關鍵能力、必備品格的著力點。深度學習和核心素養是相輔相成的關系,前者側重于學生的認知建構過程,后者側重于學生的理解和運用過程,但是均應體現出學生在學習活動中的主體地位。從建構主義理論的角度進行分析,深度學習模式有助于學生的認知建構和思維發展,核心素養則為學生指明了學習的方向。由此可見,深度學習是核心素養培養的重要途徑。在各學科領域內,核心素養反映了學生的認知建構規律,教師通過對學生的學情進行分析,幫助學生提高課堂學習質量。教師將深度學習模式與學科核心素養相結合,以培養學生的自主學習能力為目標,明確知識建構、思維發展的主要方向,提高學生的學習質量,有效促進學生全面發展。
三、基于深度學習的教學策略
(一)聚焦概念層次的建構
在高中物理課堂中,教師應與學生共同探討深度學習目標和內容,并聚焦于物理學科概念層次的建構特點,將概念學習提高到深度學習的維度上。教師應當以層次網絡模型為核心,引導學生將碎片化的物理概念知識,在結構化建構過程中,突出概念之間的內在關聯。學科概念以結點的形式分布于學科概念網絡中,因此教師應激發學生的自發學習興趣,將具有類屬關系的物理概念和知識點歸入特定知識模塊。教師應結合學生的認知規律,為其設定合理的概念學習目標,并將層次網絡模型與學科知識體系緊密結合。鑒于部分學生的概念學習過程存在知識點亂序、關聯不強等情況,難以深入探究物理學科的創新發展規律和實踐應用價值,抽象的概念學習模式易使學生陷入思維局限。因此,教師應聚焦于物理概念層次的認知建構,以學生的深度學習特點為主導,指導學生將概念節點與特定知識模塊相關聯。
(二)積極創設問題情境
在抽象的物理概念架構基礎上,學生所理解的深度學習目標,與教師所期望的目標普遍存在一定的差異,因此教師應創設問題情境,以此提高學生的深度學習水平。物理教師在創設問題情境時,應觀察學生對概念、知識結構的實際掌握情況,從學科知識的遷移應用中,篩選出符合本單元主題和目標的核心要素。教師積極創設問題情境,是啟發學生遷移應用物理知識的重要教學手段,能夠增強學生的主體認知。在物理問題情境中,教師可以引導學生從多個角度思考概念和知識點之間的內在聯系,并在學生提出猜想并驗證的過程中,客觀展現物理問題的探究規律。物理教師也可以與學生共同制作微課,以此促進學生的深度學習,提高學生的自主學習能力。
(三)重構單元教學邏輯
在指向深度學習的物理課堂中,教師可以結合學生的認知建構情況,合理重構單元教學邏輯,尊重學生的個體差異,以問題為教學起點和收尾,形成一個完整的邏輯閉環。在大單元教學框架下,教師應以教材和教學大綱為主線,重構教學邏輯,避免受到傳統教學模式的思維限制。在融入深度學習、建構主義理論時,教師應對大概念、大主題進行創新性整合,幫助學生深入理解本單元探究學習的核心。傳統的單元教學邏輯往往圍繞教材的核心內容,將物理概念和知識點之間的內在聯系作為實驗探究的主要任務。然而,在重構單元教學邏輯后,教師應引導學生從物理現象中發現一般規律,在建構知識模型的基礎上,引導學生通過不同的認知路徑拓展應用物理知識。由此可見,教師結合物理學科的特點,重構單元教學邏輯,有助于學生從不同的視角客觀判斷物理現象與單元問題之間的邏輯關系,并對其進行深度理解和科學探究。
(四)開發任務式學習主題
在構建深度學習模式時,物理教師應全面挖掘學生的實際需求,合理開發任務式學習主題任務,并通過生動直觀的實驗過程展示物理規律與本質原理之間的區別。在高中物理課堂的任務式學習主題活動中,學生需要通過分組、討論方案、實驗操作、分析數據、形成報告等環節對問題展開探究。因此,教師則需要合理設置學習任務的難度,對學生的真實學情進行客觀診斷。同時,師生應共同運用信息化資源,全面探究和驗證分析真實任務中的學科問題。教師在引導學生理解物理模型、遷移應用物理知識過程中,超出預期的任務探究學習成果更能激發學生的求知欲和探索欲,從側面體現出科學精神的可貴之處。此外,在課堂教學活動中,教師應激勵學生從真實世界的探究角度出發,尊重實驗探究過程中得出的真實數據,從而培養學生的批判性思維能力。
四、高中物理教學中促進學生深度學習的教學策略
(一)營造學習氛圍,了解物理知識的主體
在高中物理教學活動中,教師為了引導學生深入構建物理知識體系,應營造深度學習氛圍,并與學生共同把握物理知識的核心。以人教版高一必修第一冊“勻變速直線運動規律”教學為例,教師可以充分利用多媒體教學資源,如動畫視頻等,作為情境導入內容,營造充滿神秘感的深度學習氛圍。學生需要深入理解物理知識的核心,如小車速度、時間變化的標定方法等。在探究“勻變速直線運動”的過程中,不應將小車的運動過程局限在光滑的桌面(平面)上,而應拓展到不同坡度的斜坡或者自制滑梯上。教師應鼓勵學生自主探究、合作探究小車速度隨時間變化的規律,能夠從真實的實驗過程中發現物理現象的潛在規律。需要注意的是,教師在營造深度學習氛圍時,應重視學生的主體地位,引導學生從多個角度理解物理知識,避免其局限在概念的淺層解讀層面上。
(二)強化教學邏輯,創新設計物理微實驗
在高中物理教學中,教師應強化并重構教學邏輯,與學生共同創新設計物理微實驗項目,并在單元大概念框架的基礎上,協助學生開展深度學習。以人教版高一必修第一冊“共點力的平衡”教學為例,在課堂探究的過程中,當學生會利用多個圓柱體支撐重物時,教師應引導學生多次調整圓柱體的支撐位置。在重構教學邏輯時,教師應以啟發式、探究式教學方法為主,鼓勵學生在設計和動手實驗的過程中,對共點力的平衡現象、規律等內容進行綜合探究。學生在教師的引導下可以觀察到,隨著圓柱體位置的變化,物質系統重心偏移,影響上半部分物品的受力平衡。在深度學習模式下,學生對物理現象和本質規律的感知更加深入,思維更加活躍。因此,教師重構物理課堂中的教學邏輯,有助于提高學生的深度學習質量和認知構建水平。
(三)理論聯系實際,積極創設生活化情境
在高中物理教學中,教師應從理論聯系實際的角度,積極創設生活化的教學情境,以此提高學生的深度學習水平。以人教版高一必修第二冊“生活中的圓周運動”教學為例,圓周運動在實際生活中的應用非常廣泛,與拋體運動形成鮮明對比,因此教師應以啟發應用思維作為教學目標,創設教學情境。教師可以結合數學課程中的圓、橢圓等幾何圖形,協助學生從實際生活中搜集案例素材,并將其制作成動畫、短視頻作品。教師引導學生將理論與實際生活相聯系,旨在促進學生的深度學習和學科思維發展。教師應引導學生從過山車、摩天輪等常見的娛樂設施中,探索圓周運動的物體受力、速度變化規律。在深度剖析圓周運動現象時,教師應引導學生從整體和局部兩個角度進行實驗探究,并深入分析實驗數據。由此可見,理論聯系實際是引導學生開展深度學習的重要路徑。此外,教師還應以向心力、向心加速度等物理量,作為生活化情境、物理問題探究的主要對象,引導學生進行深度學習。
(四)引入合作探究,全面提升思維能力
在高中物理深度學習活動中,教師應根據學生的知識構建情況,積極引入合作探究模式,以此提高學生的物理思維能力。以人教版高一必修第二冊“機械能守恒定律”教師為例,學生在判斷有用功、無用功等問題時出現意見不一的情況。因此,教師需要以“機械能量守恒定律”作為課前導入內容,激發學生的探究熱情。在引入合作探究的任務主題項目時,教師應從“機械能守恒定律”的驗證實驗開始,對比“重力勢能”“機械能”“動能”等基礎概念的差異,引導學生運用集合、韋恩圖、思維導圖等工具,直觀展現概念間的內在聯系。在設定合作探究任務后,教師應以引導者、旁觀者的身份,輔助學生完成“機械能守恒定律”的驗證性實驗任務。在這一過程中,有些學生超出了教師的預期,對“機械能的守恒定律”、實驗現象等問題進行系統性分析,展現出嚴謹的科學探究精神。對此,教師則應給予正向的教學評價。
(五)強化知識串聯,引導學生遷移應用
在高中物理教學中,教師應幫助學生設定合理的深度學習目標,并在強化知識串聯的基礎上,引導學生遷移和應用物理概念知識。以人教版高一必修第三冊“靜電場中的能量”教學為例,學生在關聯靜電場基礎概念時,教師應引導學生從靜電場的基本性質、電荷分布規律入手,串聯靜電場模塊的概念知識點,通過將靜電場與生活中的能量場進行類比,讓學生快速找準概念之間的對應關系,并思考電勢差與電場強度之間的關系,是否類似正比例函數等非線性函數。在對電勢差、電勢能進行實驗探究時,教師應引導學生從靜電荷在不同電場強度的基本條件入手,對電勢差的形成原理、電場強度變化規律進行綜合探究。由此可見,在指向深度學習目標的物理教學中,教師應引導學生從新舊知識的串聯中,挖掘物理知識的遷移與應用規律。
(六)定期反思總結,構建課堂反饋機制
在高中物理教學活動中,教師為了有效促進學生的深度學習,應通過定期反思總結等形式,構建起物理課堂的教學反饋機制。以高二選擇性必修第二冊“傳感器”單元教學為例,教師可以拆解傳感器設備中的元器件,并帶到課堂上,與學生共同制作簡單的自動控制裝置或機械系統。在完成本章節教學活動后,教師應與學生共同梳理知識結構,并引導學生反思總結傳感器與電磁設備在功能、性能方面的差異,鼓勵學生質疑。教師可以讓學生以小組合作探究的方式,開展實驗活動,從側面體現出學生的科學精神和物理思維。此外,教師還應組織定期反思和總結活動,構建良性的教學信息反饋機制,鼓勵學生運用多元化的教學評價工具,對自己、小組成員的深度學習成果進行客觀評價。需要注意的是,在這一過程中,教師應尊重學生的個體差異,給予學生正向的教學評價。
五、結語
綜上所述,在高中物理教學活動中,深度學習不僅是培養學生核心素養的重要途徑,還是促進學生全面發展的重要方法。高中物理教師應以學科知識的核心作為著力點,與學生共同探索生活中的物理現象與規律,挖掘其中的物理問題,并通過小組合作探究、實驗驗證等形式,致力于提高學生的深度學習質量。