基于深度學(xué)習(xí)的初中物理創(chuàng)新實驗設(shè)計路徑初探

摘要：基于初中物理實驗教學(xué)中存在的重教不重學(xué)現(xiàn)象明顯、深度學(xué)習(xí)理念缺乏、教學(xué)過于單調(diào)等問題，并圍繞基礎(chǔ)原則、改進和自制器材、課外創(chuàng)新實驗等方面，以引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)為關(guān)鍵，對傳統(tǒng)物理實驗進行合理創(chuàng)新，對深度學(xué)習(xí)的初中物理創(chuàng)新實驗設(shè)計策略展開探討，進而通過靈活多樣、豐富有趣的實驗支持深度學(xué)習(xí)的充分實踐，讓學(xué)生能夠真正在創(chuàng)新實驗中進行有效學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，促進學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：初中物理;創(chuàng)新實驗;深度學(xué)習(xí)

一、 引言

對于初中生而言，他們需要在新課程背景下展開深度學(xué)習(xí)，在了解知識內(nèi)容、掌握技術(shù)技能的基礎(chǔ)上展開深入研究和探索，從而實現(xiàn)綜合品質(zhì)的良好發(fā)展。而教師則需要在教學(xué)中充分實施深度學(xué)習(xí)，給學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)、深度探索的機會，同時，進行適當點撥、引導(dǎo)和幫助，將學(xué)習(xí)主動權(quán)還給學(xué)生。在深度學(xué)習(xí)理念下，傳統(tǒng)的初中物理實驗教學(xué)已經(jīng)很難完全滿足教學(xué)需求，往往需要創(chuàng)新實驗設(shè)計，以更加適合學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)的實驗支持教學(xué)活動順利、高效開展，進而保障實際教學(xué)效果。

二、 深度學(xué)習(xí)與初中物理創(chuàng)新實驗概述

（一）深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)指的是學(xué)生充分融入學(xué)習(xí)探索之中，基于原有知識、理論、方法等對新知識進行研究和理解，并將新知識融入知識結(jié)構(gòu)體系之中，逐步實現(xiàn)學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、解決問題能力等的全面發(fā)展。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，深度學(xué)習(xí)無疑更加契合新課程改革要求，不僅能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能夠讓學(xué)生在實踐中有效實現(xiàn)知識、能力、品質(zhì)等的綜合化發(fā)展。而物理作為一門環(huán)環(huán)相扣、知識遞進關(guān)系緊密、實踐探索為主的學(xué)科，更是十分適合實施深度學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的良好發(fā)展，這是傳統(tǒng)教學(xué)模式難以實現(xiàn)的。

（二）初中物理創(chuàng)新實驗

現(xiàn)代教育高度重視創(chuàng)新，加強對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)更是成為物理教學(xué)的重要目標。而實驗教學(xué)作為物理教學(xué)中不可或缺的部分，其往往能夠促進理實結(jié)合的有效落實，加強對理論知識的鞏固，并能讓學(xué)生在實驗實踐中學(xué)會思考，發(fā)展邏輯思維、創(chuàng)新思維、批判思維等，強化知識應(yīng)用能力以及解決問題能力。因此，一直以來，加強實驗教學(xué)都是初中物理教學(xué)的重要發(fā)展趨勢，而且這種趨勢在近年來愈發(fā)明顯。至于初中物理創(chuàng)新實驗，則是創(chuàng)新理念在初中物理教學(xué)中的有效融入，體現(xiàn)了現(xiàn)代物理教學(xué)求新求變的發(fā)展趨勢，也體現(xiàn)了教學(xué)理念、目標、內(nèi)容、方式等的變革和調(diào)整。創(chuàng)新實驗較傳統(tǒng)實驗往往更加貼合學(xué)生生活，而且通常更具趣味性、可實踐性和可探索性，十分契合初中學(xué)生身心特征，并能以靈活多樣的方式引導(dǎo)學(xué)生進行實驗學(xué)習(xí)和實踐，有助于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面提升。

三、 初中物理實驗教學(xué)中存在的問題分析

（一）重教不重學(xué)現(xiàn)象明顯

在傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式中，由于師生人數(shù)差異較大，故而教學(xué)過程往往是由教師主導(dǎo)，存在較為明顯的重教不重學(xué)現(xiàn)象。而物理實驗本身是以實踐、探索為核心的，需要學(xué)生自主進行研究、思考和探討。在重教不重學(xué)的情況下，學(xué)生往往難以產(chǎn)生強烈興趣，缺乏主動思考和探究的意愿，相應(yīng)的實驗學(xué)習(xí)效果自然較差。尤其是部分教師在教學(xué)過程中忽視學(xué)生實際學(xué)習(xí)情況，只是照本宣科地完成實驗講解和演示等，沒有采取有效措施引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探究，更進一步影響了實際教學(xué)效果以及學(xué)生綜合素養(yǎng)發(fā)展情況。

（二）深度學(xué)習(xí)理念缺乏

深度學(xué)習(xí)理念是新課改背景下指導(dǎo)初中物理實驗教學(xué)的重要理念。不過在實踐中，不少教師和學(xué)生都缺乏深度學(xué)習(xí)理念。教師缺乏深度學(xué)習(xí)理念，沒有將學(xué)生放在首位，而是以自身制訂的教學(xué)方案為基礎(chǔ)指導(dǎo)。這樣一來，學(xué)生往往缺乏進行深度學(xué)習(xí)的機會，自然難以在實驗學(xué)習(xí)和實踐中有效落實深度學(xué)習(xí)。而學(xué)生缺乏深度學(xué)習(xí)理念，則往往體現(xiàn)在“淺嘗輒止”上，即學(xué)生在學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)的物理知識、物理實驗方法后，就認為自己已經(jīng)掌握了所有內(nèi)容，缺乏繼續(xù)深度鉆研的精神，容易自驕自滿，導(dǎo)致基礎(chǔ)不夠穩(wěn)固，知識結(jié)構(gòu)體系不夠完善，同時學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力、解決問題能力等的發(fā)展也難以達到預(yù)期?？偠灾?，深度學(xué)習(xí)理念的缺乏，會嚴重限制物理實驗教學(xué)質(zhì)量與效率，影響學(xué)生核心素養(yǎng)的良好發(fā)展。

（三）教學(xué)過于單調(diào)

在長期的初中物理教學(xué)活動中，不少教師已經(jīng)產(chǎn)生了一套較為固定的教學(xué)模式，積累了大量教學(xué)經(jīng)驗，形成了相應(yīng)的固定思維。這意味著教師在物理實驗教學(xué)中往往不注重創(chuàng)新，而是完全圍繞教材上的實驗以及教學(xué)大綱的要求展開教學(xué)。實際上教材實驗以及教學(xué)大綱要求的實驗，均是初中物理學(xué)中極為經(jīng)典的實驗，基于它們展開教學(xué)本身無可厚非。不過在新課程改革、深度學(xué)習(xí)實施的大背景下，物理實驗教學(xué)不再局限于通過實驗演示流程或者死板的實驗操作方式呈現(xiàn)知識點，而是要更加關(guān)注學(xué)生于實驗探究中的問題思維、創(chuàng)新思維、知識應(yīng)用能力、解決問題能力等發(fā)展情況。而教師缺乏創(chuàng)新理念，教學(xué)過于單調(diào)，依舊完全以傳統(tǒng)實驗為主，不重視創(chuàng)新實驗設(shè)計與開展。一方面，傳統(tǒng)實驗和學(xué)生的生活聯(lián)系性較弱，難以吸引學(xué)生進行深度學(xué)習(xí);另一方面，實驗拓展性有所不足，不利于學(xué)生展開深度學(xué)習(xí)。

四、 基于深度學(xué)習(xí)的初中物理創(chuàng)新實驗設(shè)計策略

（一）準確把握基礎(chǔ)原則

在對物理實驗進行創(chuàng)新設(shè)計時，需要準確把握相應(yīng)的基礎(chǔ)原則，這樣才能保障創(chuàng)新的科學(xué)性、合理性以及可實踐性，確保創(chuàng)新實驗?zāi)軌蚣骖櫇M足實驗教學(xué)需求以及創(chuàng)新改善學(xué)生體驗，吸引學(xué)生在創(chuàng)新實驗的探究中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。首先，應(yīng)當遵循的是教材為基開放創(chuàng)新原則。教材作為初中物理課程教學(xué)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，其不僅僅是知識內(nèi)容的載體，更是知識結(jié)構(gòu)體系的根基，本身具有高度的科學(xué)性與合理性。教師在創(chuàng)新實驗設(shè)計時，一定要以教材的知識或者實驗為基礎(chǔ)，適當創(chuàng)新，從而保障創(chuàng)新實驗設(shè)計不會偏離教學(xué)大綱;其次，應(yīng)當遵循的是興趣激發(fā)原則。激發(fā)學(xué)生的好奇心與興趣，是吸引和促使他們主動進行物理實驗探究的重要前提。在創(chuàng)新實驗設(shè)計時，教師一定要充分關(guān)注學(xué)生的興趣，盡量增強實驗的趣味性，從而吸引學(xué)生主動加以探究;再次，應(yīng)當遵循的是問題導(dǎo)向原則。物理實驗的基礎(chǔ)作用在于通過實踐的方式探索和解決問題。以問題作為創(chuàng)新實驗設(shè)計的重要依據(jù)，如教學(xué)過程中遇到的各種物理問題，或者學(xué)生們在生活中遇到的各種物理問題，鼓勵學(xué)生基于問題思考深度參與到創(chuàng)新實驗的設(shè)計和實踐之中;最后，應(yīng)當遵循的是實驗手段多樣性原則。在創(chuàng)新實驗設(shè)計時，教師需要積極運用各種實驗手段，同時，鼓勵學(xué)生從多種渠道，通過多種方式進行創(chuàng)新實驗，進一步增強創(chuàng)新特性和趣味性的同時，以最合適的方式進行實驗，保障實驗教學(xué)效果。

例如，在教學(xué)“光的反射”這部分內(nèi)容時，教師設(shè)計了“飄浮在空中的卡通人”這個創(chuàng)新實驗。利用黑色紙板、卡通貼紙、透明塑料卡等器材，將卡通貼紙放在黑色紙板上，并通過桌面及豎直擋板來將塑料卡片固定好，確保塑料卡片和黑色紙板成45°角。然后教師讓學(xué)生觀察卡通貼紙，發(fā)現(xiàn)其飄浮在正前方，不過用手抓時卻什么也沒有抓到。這實際上就是利用了塑料透明卡反射光線的原理，讓學(xué)生在觀察時出于視覺習(xí)慣，將黑色紙板上的卡通貼紙看成了飄在眼前的物體。這個創(chuàng)新實驗以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，以學(xué)生感興趣的事物為器材，并且與學(xué)生在生活中遇到的物理問題緊密關(guān)聯(lián)，能夠有效吸引學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)。

（二）改進和自制器材

在對物理實驗進行創(chuàng)新設(shè)計時，往往會在實驗原理不變的情況下，對實驗器材、方法、過程等進行調(diào)整。這意味著要想創(chuàng)新實驗設(shè)計，往往需要改進或者自制器材，從而支撐起截然不同的實驗流程、內(nèi)容等，保障創(chuàng)新實驗在組織開展方面的可實踐性。教師在引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)時，不僅要直接引導(dǎo)學(xué)生對創(chuàng)新實驗進行實踐，還要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，鼓勵學(xué)生掌握創(chuàng)新實驗設(shè)計的方法和技巧，讓學(xué)生能夠自行改進和自制器材，從而通過創(chuàng)新實驗解決學(xué)習(xí)和生活中遇到的各種物理問題。通常來說，改進和自制器材可以通過列舉缺點、希望點和需求點列舉、聯(lián)想和移植創(chuàng)造、替代、模擬、組合、逆向等方法加以創(chuàng)新，從而準備好創(chuàng)新實驗需要的器材。

例如，在教學(xué)“光的折射”這部分內(nèi)容時，教師圍繞光的全反射原理設(shè)計實驗，并且將創(chuàng)新實驗命名為“消失的綠貼紙”，然后帶領(lǐng)學(xué)生進行思考，研究需要用到哪些實驗器材。一方面，教師引導(dǎo)學(xué)生通過各種方法展開思考，

另一方面，對具體使用的器材由來進行分析，讓學(xué)生在實踐中準確理解和把握各種改進和自制器材的方法。本次創(chuàng)新實驗中用到的器材主要包括敞口玻璃杯、綠貼紙、藍貼紙、紅墨水、清水、透明碗等。其中綠貼紙和玻璃杯屬于不同介質(zhì)，能夠體現(xiàn)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，是通過希望點和需求點列舉方法確定的器材;藍貼紙則在實驗中發(fā)揮對比作用，同樣是通過希望點和需求點列舉方法所確定的器材;紅墨水與清水需要在實驗中混合在一起，形成淡紅色液體，進而更加有效地凸顯綠貼紙“消失”現(xiàn)象，是由組合方法所得到的器材;透明碗則是用來混合紅墨水與清水的容器，也是通過希望點和需求點列舉方法所確定的器材，可使用其他容器進行替代。

（三）引導(dǎo)學(xué)生在課外創(chuàng)新實驗中進行深度學(xué)習(xí)

在深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)下，教師一定要將學(xué)習(xí)主動權(quán)還給學(xué)生，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、實踐探索中逐步深入地鞏固基礎(chǔ)知識、掌握知識技能、發(fā)展核心素養(yǎng)。由于初中物理課堂教學(xué)時間有限，課堂上留給學(xué)生的創(chuàng)新實驗實踐的時間更是少之又少，故而需要引導(dǎo)學(xué)生在課外創(chuàng)新實驗中進行深度學(xué)習(xí)。教師需要以激發(fā)學(xué)生興趣為重要前提，著重圍繞實驗?zāi)繕恕嶒炂鞑臏蕚?、實驗方法以及注意事項等展開研究，進行實踐探索，同時適當給予點撥和幫助。只有這樣，才能確保學(xué)生能夠順利完成相應(yīng)的課外創(chuàng)新實驗，真正做到在實驗中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，收獲知識，發(fā)展綜合能力與品質(zhì)。

例如，在教學(xué)“聲音的產(chǎn)生與傳播”這部分內(nèi)容時，教師先帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)教材知識，理解“聲音是由物體振動產(chǎn)生的”這一知識點。然后教師布置相應(yīng)的課外創(chuàng)新實驗任務(wù)，讓學(xué)生基于所學(xué)知識制作“旋風(fēng)哨子”，利用塑料瓶內(nèi)空氣柱振動產(chǎn)生聲音這一原理展開實驗。學(xué)生在課后自行思考制作旋風(fēng)哨子需要用到哪些器材，并盡量以生活中易獲取的材料作為器材，保障實驗的可操作性。學(xué)生結(jié)合物理知識、生活經(jīng)驗以及教師的指導(dǎo)，自行搜集了包括透明細吸管、透明塑料瓶、錐子、剪刀等在內(nèi)的器材。然后學(xué)生利用錐子在塑料瓶底部側(cè)壁位置以及瓶蓋中心位置，開出了和吸管大小相近的小孔，并將用剪刀剪為兩段的吸管分別插入這兩個小孔。之后學(xué)生把塑料瓶底部的吸管往內(nèi)推，直到吸管和塑料瓶內(nèi)壁平貼為止，再通過該吸管用力吹氣，發(fā)現(xiàn)瓶口位置的吸管會發(fā)出尖銳聲音。

五、 結(jié)語

綜上所述，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)成為指導(dǎo)現(xiàn)代教育發(fā)展的關(guān)鍵理念，需要在教學(xué)實踐中積極探索和實施。初中物理教師在深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)下，應(yīng)當以滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)需求為基礎(chǔ)，以引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)為關(guān)鍵，對傳統(tǒng)物理實驗進行合理創(chuàng)新，進而通過靈活多樣、豐富有趣的實驗支持深度學(xué)習(xí)的充分實踐，構(gòu)建更加科學(xué)高效的教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠真正在創(chuàng)新實驗中進行有效學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，實現(xiàn)綜合化成長。

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作者簡介：高慶鑫，廣東省湛江市，廣東省湛江二中港城中學(xué)。