基于深度學(xué)習(xí)的高中物理課堂構(gòu)建探析

劉海菊

【摘 要】 深度學(xué)習(xí)主要是以學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)生理解能力為基礎(chǔ)，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用不同思維方式探究知識(shí)點(diǎn)，將物理知識(shí)進(jìn)行整合，讓學(xué)生在不同情境中合理解決實(shí)質(zhì)性問題，此外，在物理課堂教學(xué)中，教師注重引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)學(xué)習(xí)所存在的困難，創(chuàng)新物理教學(xué)方式，制定針對(duì)性策略，優(yōu)化物理課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，提升物理課堂教學(xué)質(zhì)量.

【關(guān)鍵詞】 深度學(xué)習(xí);高中物理;構(gòu)建策略

高中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)相對(duì)于學(xué)生而言則是一門抽象性的學(xué)科，大部分學(xué)生對(duì)這一學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)出現(xiàn)畏難情緒，嚴(yán)重影響學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果.因此在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)活力以及積極性，使其切身感受到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂趣，并靈活應(yīng)用與掌握物理知識(shí)點(diǎn).深度學(xué)習(xí)方式是一種幫助學(xué)生提升物理學(xué)習(xí)質(zhì)量的方式，需要教師在物理教學(xué)中將深度學(xué)習(xí)理念融入物理課堂教學(xué)中，幫助學(xué)生高效完成物理學(xué)習(xí)任務(wù).

1 深度貫穿物理知識(shí)鏈，形成探究思維

高中物理知識(shí)點(diǎn)涵蓋面廣，且在物理教材中對(duì)于物理知識(shí)的呈現(xiàn)表現(xiàn)為碎片化，不僅利于學(xué)生們物理知識(shí)框架體系的構(gòu)建，反而會(huì)促使學(xué)生陷入重復(fù)性記憶物理知識(shí)碎片環(huán)節(jié)中，不利于學(xué)生形成正確物理探究思維.物理觀念形成于物理教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師在物理環(huán)節(jié)中引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度滲透，掌握基礎(chǔ)性物理知識(shí)，對(duì)基礎(chǔ)物理知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展延伸，總結(jié)所學(xué)習(xí)的物理基礎(chǔ)性規(guī)律，融會(huì)貫通，形成系統(tǒng)化物理知識(shí)思維框架.

例如 《牛頓第三定律》教學(xué)過程中，教師為學(xué)生展現(xiàn)視頻和圖片，其中包含神州十三號(hào)發(fā)射過程視頻，兩個(gè)不同顏色的氣球擠壓、懸在空中的地球儀、手拉彈簧、踢足球、雞蛋碰石頭等，讓學(xué)生分析這些物體之間的作用力有何特點(diǎn)，學(xué)生在分析中得知力的作用是相互的，而且是成對(duì)出現(xiàn)的，從而引出作用力和反作用力的一些特點(diǎn)，比如：作用力和反作用力作用在一條直線上，方向相反.大小是什么關(guān)系呢？繼續(xù)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探索，做兩個(gè)水平彈簧對(duì)拉實(shí)驗(yàn)探究作用力和反作用力大小的關(guān)系，讓學(xué)生提出猜想，作用力和反作用力可能是大小相等，方向相反.之后兩個(gè)人一組讓兩個(gè)彈簧對(duì)拉，第一次勻速拉，第二次加速拉，在加速拉的時(shí)候利用記憶彈簧稱，學(xué)生們讀取彈簧上的數(shù)字，發(fā)現(xiàn)數(shù)字同時(shí)變化，且讀數(shù)相等，拉力方向相反.是不是在任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下作用力和反作用力都是大小相等方向相反呢？老師讓兩個(gè)同學(xué)手持力傳感器，一起做各種動(dòng)作，上下、前后左右，老師說停，兩位同學(xué)不施加力.屏幕上實(shí)時(shí)出現(xiàn)作用力和反作用力對(duì)稱的圖像.通過兩位同學(xué)的演示及圖像，學(xué)生不僅很容易總結(jié)出作用力和反作用力大小相等，而且可以引導(dǎo)學(xué)生深度思考：通過觀察圖像你還可以提出什么問題？比如：這兩個(gè)力是怎么變化的？同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失.（老師說停的時(shí)候力消失了，圖像是一條直線.）

教師順勢(shì)引出牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，并作用在同一直線上.之后教師帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)行擴(kuò)展延伸，引領(lǐng)學(xué)生們探索生活中的作用力與反作用力，繼續(xù)呈現(xiàn)小風(fēng)扇安裝在小車上，打開電源，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，小車前進(jìn);轉(zhuǎn)動(dòng)竹蜻蜓飛上天;水中螺旋槳等實(shí)際生活現(xiàn)象，從實(shí)際生活中現(xiàn)象進(jìn)行物理分析探究作用力和反作用力在生活中的應(yīng)用.學(xué)生們?cè)谕瓿勺饔昧头醋饔昧χR(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)之后，教師為學(xué)生提供思維框架表格，組織學(xué)生們共同結(jié)合表格內(nèi)容進(jìn)行物理知識(shí)探究，尋找作用力、反作用力與平衡力之間相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，幫助學(xué)生形成物理探究思維.

在物理學(xué)習(xí)中，教師通過深度教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生深度思考，讓學(xué)生通過獨(dú)立思考、自主判斷，比較和辨析不同觀點(diǎn)，去發(fā)現(xiàn)新問題、提出新觀點(diǎn)、探尋新規(guī)律.學(xué)生通過深入探索物理規(guī)律的過程，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整體性連接，會(huì)幫助學(xué)生形成思維框架，感知物理知識(shí)的價(jià)值.

2 設(shè)計(jì)深度數(shù)形結(jié)合思想方法，培養(yǎng)高階思維

物理學(xué)是一門精密科學(xué)，與數(shù)學(xué)有著密切的關(guān)系.從物理學(xué)的發(fā)展史看，物理學(xué)的發(fā)展是離不開數(shù)學(xué)的，一種適合表述物理的數(shù)學(xué)工具，不僅能有力地促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展，還能使物理規(guī)律以更加清晰、簡(jiǎn)潔的方式表示出來.隨著我國(guó)教育事業(yè)的全面發(fā)展，加上新課程教育改革事業(yè)的不斷完善，對(duì)中學(xué)物理教學(xué)提出了更高的要求.新課程標(biāo)準(zhǔn)中針對(duì)物理學(xué)科的科學(xué)性做出了明確要求，關(guān)于物理學(xué)科要考查的“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力”是這樣敘述的：能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論.

在中學(xué)物理教學(xué)中，數(shù)形結(jié)合思想方法是進(jìn)行有效推理論證的重要手段，能使物理公式推導(dǎo)更加簡(jiǎn)潔，通過數(shù)形結(jié)合方法進(jìn)行推算，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，更有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解.

例如 在《勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系》教學(xué)過程中，對(duì)位移公式許多同學(xué)不理解，只能死記硬背，甚至有同學(xué)默成x=v0+1/2at2，很明顯根本沒有理解位移的含義.其實(shí)這只是淺層學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生高階思維的形成.可以這樣設(shè)計(jì)：對(duì)于初速度為v0的勻變速速直線運(yùn)動(dòng)物體的位移對(duì)應(yīng)著v-t圖象中一塊梯形的面積.我們數(shù)學(xué)上怎么求一個(gè)圖形的面積呢？初中學(xué)過哪些方法呢？同學(xué)們突然興奮地喊起來，把學(xué)生的方法寫在黑板上“公式法、分割法、作平行線法、利用性質(zhì)法……”教師順勢(shì)PPT呈現(xiàn)初速度為v0的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，讓學(xué)生分組用不同的方法求出梯形的面積.假設(shè)經(jīng)過t秒時(shí)的位移為x，要求用初速度v0、加速度a、t秒時(shí)的速度v以及時(shí)間t 中的字母表示.第一組同學(xué)用分割法將梯形分成下面的矩形面積x1=v0t和上面的直角三角形x2， 但是直角三角形的高怎么知道呢？教師可以引導(dǎo)學(xué)生勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式v=v0 +at，高就等于at，于是x=v0t+12at2很容易得到了;第二組同學(xué)用平均速度公式求出位移公式是：x=v0+v2t;第三組巧妙將2個(gè)全等梯形拼到一起成為一個(gè)矩形，第四組用矩形割去一個(gè)三角形就得到梯形面積，知道位移公式是用面積推導(dǎo)得到的，再怎么也不會(huì)記成：x=v0+12at2（如圖所示）之后再設(shè)計(jì)一個(gè)深度思考的題目：x=v0t+12at2的位移時(shí)間圖像怎么畫呢？由數(shù)再轉(zhuǎn)變成形，訓(xùn)練學(xué)生的高階思維能力.

3 設(shè)計(jì)深度情境化教學(xué)，構(gòu)建創(chuàng)新思維

特級(jí)教師朱開群說過：“核心素養(yǎng)離不開知識(shí)，但單純的知識(shí)不等于素養(yǎng).只有將知識(shí)與技能用于解決復(fù)雜問題和處理不可預(yù)測(cè)情境所形成的能力和道德才是核心素養(yǎng).”物理教師創(chuàng)設(shè)深度物理教學(xué)情景，為學(xué)生呈現(xiàn)熟悉的生活場(chǎng)景，將抽象物理知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蠡锢碇R(shí)，便于學(xué)生深入了解與掌握，并運(yùn)用已知物理知識(shí)探索新知識(shí)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行深入分析與剖析.一旦脫離真實(shí)場(chǎng)景，物理知識(shí)就變成了抽象數(shù)字與符號(hào)，不利于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握.對(duì)于物理情景的創(chuàng)設(shè)注重符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度思考，進(jìn)一步構(gòu)建創(chuàng)新性思維.

例如 《位置變化快慢的描述——速度》教學(xué)過程中，教師為學(xué)生展現(xiàn)在日常生活與科學(xué)研究中經(jīng)常會(huì)需要知道物體運(yùn)動(dòng)的快慢與方向，在直線運(yùn)動(dòng)中，如何比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢呢，教師為學(xué)生展現(xiàn)日常生活中常見的物體的運(yùn)動(dòng)，A自行車沿平直公路行駛、B公共汽車沿平直公路行駛、C火車沿平直軌道行駛、D飛機(jī)在天空直線飛行，表格項(xiàng)目?jī)?nèi)容：初位置、末位置、經(jīng)過時(shí)間、位移x與時(shí)間t的比值.

根據(jù)表格中的內(nèi)容尋找位移x相同，比較時(shí)間t的大小的，比如A、B，再尋找時(shí)間t相同的，比較位移x的大小的，比如C、D.之后在學(xué)習(xí)中了解到速度和平均速度，在物理量中又出現(xiàn)了瞬時(shí)速度，學(xué)生對(duì)此概念的認(rèn)知不夠清晰，教師則繼續(xù)為學(xué)生設(shè)計(jì)生活情景：在討論蘇炳添100米跑記錄中，要想知道蘇炳添的起跑速度，為學(xué)生展現(xiàn)了前15米的平均速度，前5米的平均速度，前1米的平均速度，讓學(xué)生對(duì)比哪個(gè)速度最接近起跑時(shí)的速度呢？

學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，認(rèn)為△t3最為接近于起跑的速度，如果時(shí)間非常小，接近于零，則表示某一瞬間的速度則稱之為瞬時(shí)速度.當(dāng)學(xué)生對(duì)于平均速度與瞬時(shí)速度有一定認(rèn)知之后，教師設(shè)計(jì)物理問題，旨在幫助學(xué)生鞏固物理知識(shí).

1、子彈離開槍口時(shí)的瞬時(shí)速度是900 m/s;

2、汽車啟動(dòng)后第5s內(nèi)平均速度是15 m/s.

讓學(xué)生們?cè)诰唧w情境中區(qū)分平均速度與瞬時(shí)速度，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理思維力.

4 設(shè)計(jì)不良性物理問題，發(fā)展科學(xué)思維

按照信息加工理論分析，不良物理問題并不是單純指問題本身有任何的錯(cuò)誤，而是對(duì)解決問題所需要的信息、問題所需要得到的結(jié)論沒有明確給出，從而造成問題解決的途徑不唯一或者答案不唯一的問題.在物理教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)不良問題主要是基于問題教學(xué)的一部分，設(shè)計(jì)物理問題組織學(xué)生解決問題，并在深入學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，促進(jìn)學(xué)生物理思維的發(fā)展，在問題解決中幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)思維.

例如 ?《圓周運(yùn)動(dòng)》教學(xué)過程中，教師為學(xué)生展現(xiàn)鐘表和手表的對(duì)話：

鐘表 我的秒針針尖的線速度是3×10-5m/s，你的秒針針尖線速度只有8×10-4m/s，所以我比你快得多.

手表 你的秒針針尖60s轉(zhuǎn)一圈.我也是60s轉(zhuǎn)一圈.我并不比你慢呀！

教師提出問題，鐘表和手表誰說的對(duì)呢，為什么呢，鐘表所提到的線速度是如何得到的呢，我們利用手表中的數(shù)據(jù)可以算出什么物理量呢，最后提出問題，線速度和角速度之間有著怎樣的關(guān)系呢？

學(xué)生們圍繞教師所提出的問題探究答案，對(duì)于第一個(gè)問題，鐘表和手表兩個(gè)人說的都對(duì)，只是比較的內(nèi)容不一樣，鐘表比的是線速度，手表則比的是角速度，線速度的則是鐘表的大，而角速度兩者是一樣的.之后引領(lǐng)學(xué)生們結(jié)合自己之前所學(xué)習(xí)的線速度計(jì)算公式進(jìn)行探究，學(xué)生們?cè)谙嗷ビ懻撝忻鞔_無論是線速度、角速度、周期和轉(zhuǎn)速等都可以描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢，并深刻認(rèn)識(shí)到它們所描述的角度不同，其線速度v描述的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，而角速度w周期T，轉(zhuǎn)速n描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，在問題引導(dǎo)下高效完成物理知識(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生物理思維力的發(fā)展.

5 結(jié)語

綜上所述，基于深度學(xué)習(xí)的高中物理課堂教學(xué)策略的實(shí)施，需要教師選擇適合學(xué)生認(rèn)知能力的物理知識(shí)，在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過程中重視情境的創(chuàng)設(shè)，營(yíng)造寬松的物理課堂氛圍，指導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)物理知識(shí)的正確方法，在學(xué)習(xí)中主動(dòng)進(jìn)行思考，善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，從知識(shí)的記憶鞏固走向問題探究、并通過問題解決促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成.

在新課改背景下，作為一名高中物理教師，應(yīng)注重掌握先進(jìn)教育理念，努力將從問題到答案的思維過程投入到物理課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，探索合適的物理教學(xué)方法，引領(lǐng)學(xué)生掌握學(xué)習(xí)物理知識(shí)的技巧，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣.

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