深度學習視角下初中物理實驗教學路徑探究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025)25-0099-04

傳統(tǒng)物理實驗教學重單科教學，輕學科融合；重試題講解，輕實驗探究；重情境示范，輕親自實踐；重實驗結(jié)果，輕實驗過程，導致物理實驗教學無法發(fā)揮出全部的教育作用，不利于學生綜合學習能力的提升。深度學習能夠有效培養(yǎng)學生的高階思維能力和問題解決能力，其能夠?qū)W科知識整合在一起，促使學生能夠更為主動、更為積極地進行學習。深度學習重視學科知識的應用和遷移。基于此，初中物理教師應依據(jù)深度學習的理念，不斷優(yōu)化物理實驗教學模式，從而全面激發(fā)出學生的學習潛能。

一、深度學習的特征

（一）從學習方式上看，深度學習是一種主動性的學習

對學科知識進行深度思考才能實現(xiàn)深度學習，而考查學習者思考能力的重要標準之一是其是否具備問題意識。在以往的灌輸式教學中，學習者往往處于被動學習狀態(tài)，其對學科知識的思考處于“來什么加工什么”的低級水平，對知識的掌握也停留在淺層記憶層面。并且由于大部分學習者自制力較差，在學習完后不會主動復習和鞏固，所以他們長時間無法深入理解、無法有效應用知識。而在深度學習的過程中，學習者能夠產(chǎn)生強烈的學習熱情，能夠積極主動地進行學習，并能夠通過對教學內(nèi)容的深度思考提出具有價值和意義的學習問題，從而通過解決問題實現(xiàn)對學科知識的深入探究。

（二)從學習過程上看，深度學習重視知識間的聯(lián)系和拓展

在傳統(tǒng)教學模式下，學習者常常將各個教學知識看成一個個獨立的個體，無法認識到知識點間的內(nèi)在聯(lián)系，無法構(gòu)建起系統(tǒng)化的知識脈絡。同時，在傳統(tǒng)學習模式下，大部分學習者的思考過程主要留存在大腦中，沒有通過文字、思維導圖等方式進行外在呈現(xiàn)，這使得學習者無法細致回顧自己的思維過程，無法找出自己的思考漏洞，無法發(fā)現(xiàn)自身的不足。而在深度學習的過程中，學習者不僅能夠關注到學科之間的聯(lián)系和拓展，也能夠利用文字和圖形有效呈現(xiàn)出自己的思維過程，能夠在深度思考的基礎上，實現(xiàn)對核心知識的深人理解和知識脈絡的有效完善。與此同時，深度學習狀態(tài)下的學習者具備出色的自主學習能力，并能夠?qū)⒆约韩@取到的知識進行深加工，經(jīng)歷從認識到理解再到應用的過程，實現(xiàn)高階思維能力的不斷提升。

二、深度學習視域下開展初中物理實驗教學的方式

（一)創(chuàng)設實驗教學情境，激發(fā)深度學習興趣

情境創(chuàng)設是指教師利用實物或者信息技術(shù)在實驗教學中創(chuàng)設出一系列生動、真實、形象的教學情境，讓學生在具體的場景中進行實驗和探究，促使他們產(chǎn)生身臨其境的學習感受。通過情境的創(chuàng)設，學生能夠更為容易地感受到物理知識在實驗教學中的體現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)物理知識應用能力的提升。在初中物理實驗教學之中，教師應依據(jù)實驗教學的目的，創(chuàng)設出具有一定實驗背景的教學情境，以此促使學生依據(jù)背景自主思考實驗方法、主動提出問題、積極進行假設，并在目標的指引下確保實驗行駛在正確的軌道上。

以魯教版八年級下冊第八章第一節(jié)“浮力”為例，本課的教學目標為：通過實驗與探究，感受浮力，認識浮力；經(jīng)歷探索浮力的實驗過程，實現(xiàn)動手、動腦、觀察、分析問題能力的提升。教學時，教師在課堂導入環(huán)節(jié)，播放《碟中諜4》中男主角利用浮力車和特殊服裝在空中懸浮的片段，并提出以下問題：“哇！男主角居然飛起來了，你們知道究竟是哪種力量使男主角飛起來的嗎？”這樣可以在順利引入本課主題“浮力”的同時，初步調(diào)動學生內(nèi)在的學習興趣。之后，教師應通過實驗的方式帶領學生認識和感受浮力。在盛滿水的玻璃中放入一個乒乓球，并向他們提出以下問題：“如果老師將乒乓球按壓進水中，隨后再放手，你們覺得乒乓球還會漂浮起來嗎？”以此促使學生根據(jù)自己的想象力提出不同的猜想，如乒乓球會浮起來，乒乓球不會發(fā)生任何變化等。在此基礎上，教師應按照學生的猜想，將他們分成不同的學習小組，引導其通過實驗的方式驗證自己的猜想是否正確。通過不斷的實驗，學生能夠得出以下結(jié)論：“乒乓球被按在水中，放手后，它仍會浮在水面上。”

最后，在學生得出上述結(jié)論之后，教師應引導他們根據(jù)之前學習過的“密度”知識，以小組的形式探討“乒乓球為什么會浮在水面上”。通過對實驗現(xiàn)象的深人分析，學生得出結(jié)論：由于乒乓球中含有大量的氣體，使其成為一個空心的物體，并且由于空氣的密度小于水的密度，所以水會產(chǎn)生一個向上托的力，這個力被稱為浮力。通過上述實驗情境創(chuàng)設的方式，學生不僅能夠?qū)ξ锢韺W習產(chǎn)生強烈的學習興趣，也能夠通過親自實驗，真實觀看到浮力對乒乓球的“托舉”作用。更為重要的是，在實驗之前，教師引導學生進行大膽猜想，并通過親自實驗的方式進行驗證，不僅能夠有效促使學生快速進人深度學習狀態(tài)，促進他們高階思維能力的提升，也能夠有效強化學生對“浮力”這一物理知識的認識和掌握。

(二)組織開展小組合作，引導設計實驗方案

主動性和創(chuàng)造性是學生在自主設計實驗方案時需要運用的重要能力，這種能力可以使學生依據(jù)物理知識提出自己的思考和想法。合作能夠有效引發(fā)學生之間的思維碰撞，拓展他們的思維，促使其能夠?qū)栴}進行更為深人地思考和探究。同時，通過學生之間的友好合作，學生本人也能夠深刻地了解實驗目的，理解其中涉及的物理知識，并能夠主動嘗試改變實驗的操作方法和變量，進一步深化對物理知識的理解。

以魯教版八年級上冊第三章第五節(jié)“凸透鏡的成像規(guī)律”為例，本課的教學目標為：能夠理解凸透鏡成像規(guī)律；能夠?qū)W會運用實驗儀器測量物距和像距。在進行本課的教學之前，教師首先應引導學生分組準備好蠟燭、火柴、光具座、光屏和已知焦距為 10cm 的凸透鏡等實驗器材。在教學正式開始之后，教師應通過放大鏡和燈泡引導學生感受凸透鏡成像的多樣性，如先靠近燈泡促使學生能夠觀察到燈絲正立、放大的虛像，隨后再逐步增大距離，促使其能夠逐漸觀察到燈絲倒立、放大的像和燈絲倒立、縮小的像，從而順利引入本課的教學主題“凸透鏡的成像規(guī)律”。在上述環(huán)節(jié)結(jié)束之后，教師應為學生詳細講解凸透鏡成像的相關概念，促使其在后續(xù)實驗中根據(jù)學到的知識自主進行實驗方案的設計。

接下來，教師應將學生分成若干個學習小組，引導他們根據(jù)教師進行的示范實驗，自行思考蠟燭、光屏、凸透鏡等實驗器材的位置，合作設計實驗方案。在合作設計實驗方案的過程中，學生不僅能夠深刻掌握凸透鏡的成像規(guī)律，也能夠自主進行實驗數(shù)據(jù)的記錄、分析和整理，實現(xiàn)實驗能力的不斷提升。與此同時，教師應在教室內(nèi)巡視，幫助學生找出實驗過程中的問題，從而推進實驗方案的順利實施，并應通過不直接點明錯誤的方式，促使學生能夠通過深度思考找到解決錯誤的方法。通過上述教學方式，學生不僅能夠在自主設計實驗方案的過程中實現(xiàn)自主學習能力和獨立思考能力的不斷提升，也能夠通過教師的及時指導，更為深入地思考和探究物理知識，更好地運用物理知識解決實際問題。

(三)單一走向?qū)W科融合，加強知識深度學習

新課標強調(diào)跨學科教學，物理教師需要在實驗教學中融入其他章節(jié)或其他學科的知識，并應落實“從生活走向物理，從物理走向社會”的教育理念?；诖?，初中物理教師在開展物理實驗教學時，應創(chuàng)設跨學科的實驗教學情境，幫助學生掌握不同學科知識的同時，培養(yǎng)他們的跨學科學習能力，進一步激發(fā)他們深度學習的潛能。

以魯教版八年級下冊第九章第一節(jié)“杠桿”為例，本課的教學目標為：知道什么是杠桿以及杠桿的五要素；探究并掌握杠桿的平衡條件，了解生活中杠桿的分類。針對本課的教學，教師可以根據(jù)我國的傳統(tǒng)技藝—剪紙，創(chuàng)設出“剪紙大賽”的實驗活動。首先，教師應先提供給學生省力剪刀和省距離剪刀，引導他們根據(jù)自己的想法選擇剪刀，并根據(jù)他們的選擇，將其分成兩組進行比賽。不出所料，選擇省距離剪刀的小組贏得此次比賽。這時，教師應引導學生思考省力剪刀輸?shù)舯荣惡褪【嚯x剪刀贏得比賽的原因，以此促使其能夠結(jié)合所學知識認識到省力和省距離不能同時兼?zhèn)?。要想剪紙速度快，應運用省距離的杠桿。最后，教師為學生播放園藝工人修剪綠籬和樹枝的視頻，引導他們思考園藝工人為什么會選擇不同的剪刀修剪綠籬和樹枝。

通過上述融合美術(shù)、勞動、信息技術(shù)等跨學科知識的初中物理實驗情境，教師不僅能夠有效引導學生進行物理知識的深度思考，使他們快速進入深度學習狀態(tài)，也能夠幫助他們掌握豐富的美術(shù)技能，培養(yǎng)他們良好的勞動觀念和信息素養(yǎng)，促進學生的全面發(fā)展。

(四)引導積極主動提問，鼓勵進行深人探究

主動提問是指在實驗教學中，學生能夠積極主動地向教師提問。在質(zhì)疑的過程中，學生不僅能夠依據(jù)所學物理知識產(chǎn)生對物理實驗現(xiàn)象進行更為深入的探究和思考，也能夠產(chǎn)生強烈的學習興趣，產(chǎn)生想要主動尋找問題答案的欲望，主動進行物理知識的思考和深化。在學生提出自己的疑問時，教師不僅應積極回應他們，并應為其提供一定的指導，幫助他們找到解決問題的思路，以此促進學生進行深度思考，對物理知識產(chǎn)生更為深入的認識。

還是以魯教版八年級下冊第八章第一節(jié)“浮力”為例，教師可以引導學生邊做實驗，邊提出自己的疑問，以此促使其能夠進一步思考影響浮力的因素。如在“探究金屬塊和木塊浮沉條件”的實驗過程中，學生可能會提出以下問題：“導致金屬塊下沉的因素有哪些？”“金屬塊的體積、形狀和密度是否是導致金屬塊下沉的因素？”“金屬塊和木塊的密度如何測量？”“木塊又為何能夠浮在水面上？”上述問題不僅能夠體現(xiàn)出學生對實驗現(xiàn)象的深入思考，也能夠有效調(diào)動他們的學習興趣，促使其更為積極地思考問題的答案。

在“探究金屬塊和木塊浮沉條件”實驗的后續(xù)進程中，針對金屬塊和木塊受到浮力的測量，教師應利用阿基米德原理和稱重法，引導學生在一旁進行觀看。在此過程之中，學生能夠提出更多的疑問，如“在用稱重法測量浮力時，為什么要減掉金屬塊在空氣中受到的重力？”“在阿基米德原理中，浮力是怎樣產(chǎn)生的？”“在稱重法中如何確保金屬塊全部浸沒在水中？”等。總之，引導學生大膽提出自己的質(zhì)疑和問題，能夠有效激發(fā)他們內(nèi)在的好奇心和求知欲，促使其主動利用所學知識闡述實驗現(xiàn)象，積極探索問題的答案。教師應在初中物理實驗教學中，積極鼓勵學生大膽提問，以促使其快速進入深度學習狀態(tài)。

(五)落實因材施教理念，針對提升學習能力

因材施教教學需要教師依據(jù)學生的學習能力和學習水平將其劃分為不同的學習層次，并應為他們提供合適的學習內(nèi)容，布置合理的學習任務。通過因材施教教學，教師不僅能夠充分滿足不同學習水平學生的學習需求，并能夠依據(jù)最近發(fā)展區(qū)，給他們提供合適的挑戰(zhàn)性學習任務，從而有效提升學生的學習能力，增強他們的學習的自信心和主動性，促使其以更為積極的態(tài)度開展物理實驗。

在開展初中物理的實驗教學之前，教師可以根據(jù)學生的學習能力，將他們分成若干個學習小組，并應給予不同的學習小組不同標準和不同內(nèi)容的實驗任務，從而有效促進學生的個性化發(fā)展，幫助他們深刻掌握物理知識，實現(xiàn)學習能力的不斷提升。

以魯教版八年級下冊第六章第五節(jié)“摩擦力”為例，本課的教學目標為：知道影響滑動摩擦力的因素，知道怎樣才能夠增大和減小摩擦，并能將其應用在日常生活中。針對本課的實驗教學，教師應依據(jù)班級學生不同的學習層次，提出層次性的教學問題。首先，針對學習基礎薄弱，學習水平較低的學生，應以簡單的、基礎性的問題為主，教師可以向他們提出以下教學問題：“滑動摩擦力與物體的質(zhì)量有著怎樣的關系？”并帶領他們通過開展物理實驗的方式進行探究；針對學習水平中等、學習基礎中等的學生，教師應提出以下問題：“接觸面的光滑程度與滑動摩擦力有怎樣的關系？”引導他們自主進行實驗的設計和數(shù)據(jù)的記錄與整理；對學習水平高、學習基礎好的學生，教師應提出以下問題：“滑動摩擦力是否會受到溫度的影響？”引導他們通過自主設計和獨立開展實驗的方式，解決上述問題。其次，在班級全部學生進行物理實驗時，教師應通過提出問題的方式再一次啟發(fā)他們：“物體的形狀是否會對滑動摩擦力產(chǎn)生影響？”“不同物品表面摩擦力與滑動摩擦力有著怎樣的差異？”以此促使全體學生通過上述問題，依據(jù)實驗現(xiàn)象深度探究摩擦力的本質(zhì)。最后，教師應鼓勵全體學生探究影響摩擦力的其他因素，并設計出相應的實驗方案進行驗證，從而進一步深化學生對摩擦力的認識。

(六)帶領自主反思評估，深度理解應用知識

反思是指引導學生評估物理實驗的過程、現(xiàn)象和結(jié)果，以此促使其能夠通過逐步回想自已的實驗過程和實驗操作，發(fā)現(xiàn)自主實驗中的問題和錯誤，并能夠通過全方位整合實驗現(xiàn)象的方式，主動提取出實驗結(jié)果。

以魯教版八年級下冊第六章第二節(jié)“彈力彈簧測力計”為例，本課的教學目標為：能夠理解彈力的概念、產(chǎn)生條件及其特點；能夠掌握彈簧測力計的原理、使用方法及讀數(shù)技巧。在結(jié)束本課的實驗教學之后，教師應及時帶領學生反思和討論實驗過程中的各種問題和操作，以此促使其進入深度學習狀態(tài)，實現(xiàn)對物理知識的深刻掌握。首先，教師可以組織開展實驗成果展示會，引導每一位學生分享出自己在此次實驗過程中的感受和經(jīng)驗。在此環(huán)節(jié)結(jié)束之后，教師應提出一些具有啟發(fā)性的教學問題，如“在此次實驗之中，你們觀察到哪些實驗現(xiàn)象？”“如何解釋彈簧的長度和拉力大小之間的關系？”等，從而深化學生對實驗現(xiàn)象和彈力知識的理解。其次，教師應開展組組討論活動，引導組與組之間在分享實驗經(jīng)驗的同時，針對實驗現(xiàn)象和實驗操作進行深度討論，從而引發(fā)學生之間的思維碰撞，促使其能夠更為深入地思考實驗現(xiàn)象中的物理知識。

通過教學反思環(huán)節(jié)的開展，學生能夠?qū)ξ锢碇R進行深刻掌握，并能夠逐漸明晰自身的學習能力，從而依據(jù)自身能力選擇更為合適的學習方法，更為快速地進人深度學習狀態(tài)，也能夠有效強化他們的合作能力和物理素養(yǎng)，實現(xiàn)物理實驗教學效果的提升。

三、結(jié)論

總而言之，深度學習能夠促進學生學習效率的提升，培養(yǎng)他們學習的自主性和獨立性，并能夠促進其高階思維能力的不斷發(fā)展。針對物理實驗教學，初中物理教師應多方面分析實驗教學的課堂教學情況，以此不斷改進教學方法，不斷優(yōu)化教學模式，有效彰顯出學生的主體地位，促使他們能夠積極主動開展實驗活動，強化對學生物理核心素養(yǎng)和實驗素養(yǎng)的培養(yǎng)，促進他們的全面發(fā)展。

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