基于物理實(shí)驗(yàn)法促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)

李華麗

【摘要】物理教學(xué)需要基于基本實(shí)驗(yàn)觀察獲得物理規(guī)律。實(shí)驗(yàn)正是物理學(xué)重要的研究方法之一，它能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，也能培養(yǎng)學(xué)生自主合作和探究的意識(shí)。文章結(jié)合在實(shí)際教學(xué)過程中的教學(xué)案例，提出促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí);物理實(shí)驗(yàn);學(xué)習(xí)方法

在網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的今天，終身學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)已經(jīng)成為我們每個(gè)社會(huì)個(gè)體適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必需。鑒于此，物理教學(xué)需要基于基本實(shí)驗(yàn)觀察獲得物理規(guī)律，實(shí)驗(yàn)既能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生自主合作和探究的意識(shí)。下面筆者結(jié)合深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵以及初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，談?wù)勥\(yùn)用實(shí)驗(yàn)法培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的策略。

一、何為深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)的概念和內(nèi)涵一直在不斷發(fā)展變化，國內(nèi)外學(xué)者從不同視角對(duì)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究，對(duì)其概念的解釋也不盡相同。20世紀(jì)50年代，美國學(xué)者Ference Marton和Roger Saljoa首次對(duì)深度學(xué)習(xí)開展實(shí)驗(yàn)研究并提出深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)兩個(gè)概念，認(rèn)為深度學(xué)習(xí)是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)的方式。

在我國，何玲和黎加厚教授于2005年首先介紹了深度學(xué)習(xí)的概念。隨著研究的深入，研究者從關(guān)注深度學(xué)習(xí)的方式過渡到關(guān)注深度學(xué)習(xí)發(fā)生的過程和結(jié)果。卜彩麗、馮曉曉、張寶輝從深度學(xué)習(xí)的概念、策略、效果和啟示上對(duì)美國深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目進(jìn)行了解讀與分析，提出在深度學(xué)習(xí)能力框架中，學(xué)生認(rèn)知領(lǐng)域的能力包括掌握核心學(xué)科知識(shí)和批判性思維與復(fù)雜問題的解決能力;人際能力包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作、有效溝通能力;個(gè)人能力由學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)毅力兩個(gè)關(guān)鍵能力組成。

二、基于實(shí)驗(yàn)法學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)

1.了解物理發(fā)展史，走進(jìn)物理學(xué)習(xí)

學(xué)生正式接觸物理學(xué)科是在初中階段。初中的兩年物理學(xué)習(xí)讓學(xué)生對(duì)整個(gè)經(jīng)典物理體系有了整體的了解，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及接受知識(shí)能力提出很高的要求。魯教版教材在緒言中用三節(jié)內(nèi)容讓學(xué)生走進(jìn)物理、了解物理，尤其是在第三節(jié)中認(rèn)真詳細(xì)地介紹了物理學(xué)習(xí)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的整體思路以及能夠達(dá)到的學(xué)習(xí)效果。而在初接新生時(shí)，筆者的引導(dǎo)方法是：開學(xué)初讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜索熟悉的物理大家的生平事跡與其一生成就，以及對(duì)物理學(xué)科的重大貢獻(xiàn)和著名實(shí)驗(yàn)。例如，學(xué)生如果聽說過物理學(xué)家牛頓，就會(huì)了解牛頓的生平事跡，以及他的蘋果落地實(shí)驗(yàn)探究出的萬有引力定律;聽說過愛迪生，就會(huì)了解燈泡的發(fā)明以及進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn);聽說過瓦特，就會(huì)了解瓦特觀察水壺蓋的跳動(dòng)發(fā)明出蒸汽機(jī)。無形中讓學(xué)生了解物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，從發(fā)展根源了解物理學(xué)科是進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

2.巧妙利用演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生探究的興趣

物理演示實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，需要學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)過程、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。對(duì)于易于操作的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)盡量放手學(xué)生自主演示;對(duì)于有一定難度的實(shí)驗(yàn)，教師要適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)學(xué)生完成操作。例如，在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生對(duì)生活中處處可見的電產(chǎn)生很大的好奇心，但從小就被灌輸了遠(yuǎn)離電、防止觸電危險(xiǎn)的觀念，所以學(xué)生對(duì)此既愛又怕。在上課之初，學(xué)了電的基本知識(shí)之后，教師可以進(jìn)行電路連接演示，向?qū)W生演示短路，同時(shí)在操作的時(shí)候可以故意出錯(cuò)，讓學(xué)生找錯(cuò)，連接電路時(shí)應(yīng)放慢動(dòng)作，讓學(xué)生看到分解步驟，消除學(xué)生的恐懼心理。演示實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生都會(huì)想自己動(dòng)手完成一次電路連接。學(xué)生有了興趣，便會(huì)細(xì)致觀察與思考，從而不斷產(chǎn)生疑問，帶著問題認(rèn)真聽講，并且對(duì)安全用電知識(shí)有了全面、深刻的了解。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)才是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，它能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)踐能力。學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)包括課堂實(shí)驗(yàn)和課后實(shí)驗(yàn)。

（1）課堂實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)明確、內(nèi)容豐富

課堂實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間和器材的限制，需要保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，但又需要課堂實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到明確的目標(biāo)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生常常不了解實(shí)驗(yàn)器材或者對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟只是機(jī)械性地重復(fù)，找不出實(shí)驗(yàn)器材的缺陷以及缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟是否合理的反思。例如，在講解杠桿這節(jié)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師拿出實(shí)驗(yàn)室的杠桿器材給學(xué)生，學(xué)生并不能順利地說出五要素的位置及如何操作杠桿。筆者便帶領(lǐng)學(xué)生從杠桿定義出發(fā)組裝一根實(shí)驗(yàn)杠桿用具。a.拿出一根“棍”展示杠桿是一根硬棒。b.可以圍繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，又要消除重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，支點(diǎn)選在中間固定杠桿。c.掛上物體，讓杠桿分別處于水平平衡和傾斜一定角度平衡，學(xué)生選擇水平平衡，便于測(cè)量力臂。d.如何讀取力臂呢？學(xué)生說用刻度尺直接量取。提問：“可否優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材？”學(xué)生：“以支點(diǎn)為起點(diǎn)，將刻度直接畫在杠桿上。”這個(gè)過程加深學(xué)生對(duì)杠桿作用的了解，實(shí)驗(yàn)中的難題也迎刃而解。

（2）課后實(shí)驗(yàn)豐富多樣

物理學(xué)科的主旨是從生活中學(xué)習(xí)物理，將物理知識(shí)應(yīng)用于生活，所以物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用隨處可見。將學(xué)到的知識(shí)拿到實(shí)際生活中應(yīng)用和利用生活器材進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，都是幫助學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)科的深度學(xué)習(xí)和理解。在學(xué)習(xí)了大氣壓強(qiáng)的知識(shí)后，可以讓學(xué)生在課后選擇合適的杯子和紙板進(jìn)行覆杯實(shí)驗(yàn)，以加深對(duì)本節(jié)課的知識(shí)理解。學(xué)生們很有成就感，在得到筆者的肯定和鼓勵(lì)之后，他們就更有膽量在每一節(jié)課后用生活器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或者利用所學(xué)解釋生活現(xiàn)象。

4.利用多媒體教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

現(xiàn)在是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，網(wǎng)上出現(xiàn)了很多教師自制微課、動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)、模擬仿真實(shí)驗(yàn)室等學(xué)生可以利用的教學(xué)資源。例如，在探究“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，教師可利用多媒體模擬演示凸透鏡成像的光路圖，讓學(xué)生對(duì)光源、凸透鏡、光屏三者不共軸時(shí)的成像情況，以及物距雖在一倍焦距到二倍焦距之間但逐漸接近焦距時(shí)的成像范圍，有了直觀、清晰的空間印象，為學(xué)生后續(xù)探究、現(xiàn)象分析提供了依托。在電路的連接中，學(xué)生如果不太敢嘗試實(shí)物連接，同樣可以利用仿真實(shí)驗(yàn)室器材，在電腦上練習(xí)連接，直觀、逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境為學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。

總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理學(xué)習(xí)的主要方法，將多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法貫穿物理教學(xué)中，能夠培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的能力以及加深對(duì)知識(shí)深度的理解。

【參考文獻(xiàn)】

[1]卜彩麗，馮曉曉，張寶輝.深度學(xué)習(xí)的概念、策略、效果及其啟示——美國深度學(xué)習(xí)項(xiàng)目（SDL）的解讀與分析[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016，34（5）：75-82.