深度學(xué)習(xí)視域下的初中物理實驗教學(xué)

【摘要】在初中物理教學(xué)中，實驗是非常重要的內(nèi)容，也是提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的主要方法之一。深度學(xué)習(xí)指的是教師根據(jù)具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)目標(biāo)和主題，組織相關(guān)的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生有目的地進(jìn)行實踐和體驗。通過這種方式，學(xué)生在理解核心知識、學(xué)科性質(zhì)和思維方式的同時，能夠培養(yǎng)核心素養(yǎng)。在深度學(xué)習(xí)的視角下，教師可以通過實驗教學(xué)激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，進(jìn)而提升實驗教學(xué)的效果。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；初中物理；實驗教學(xué)

作者簡介：吳菁華（1976—），女，江蘇省南通市海安市紫石中學(xué)。

教師將深度學(xué)習(xí)與實驗教學(xué)相結(jié)合，可以讓學(xué)生獲取更全面和深入的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生通過實驗操作參與深度學(xué)習(xí)任務(wù)，不僅能掌握相關(guān)理論知識和實踐技能，還能通過設(shè)計、實施和分析實驗，深入了解問題的本質(zhì)，并在反思和交流中不斷提高解決問題的能力。此外，深度學(xué)習(xí)視域下的實驗教學(xué)還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊合作精神，并為其未來的素養(yǎng)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)深度學(xué)習(xí)的熱情

創(chuàng)設(shè)情境是指教師在實驗教學(xué)中設(shè)計一系列真實或虛擬的情境，讓學(xué)生置身于具體的實際場景中進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究。通過情境，學(xué)生能夠建立實驗與所學(xué)知識的聯(lián)系，并更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的知識。在實驗中，教師要創(chuàng)設(shè)能提供實踐活動背景和目的的情境，使學(xué)生在實驗中思考問題、提出假設(shè)，并通過實驗進(jìn)行驗證和解釋［1］。

以蘇科版初中物理八年級下冊“壓強和浮力”為例，教師可以展示一個倒置的漏斗，并在漏斗里放入一個乒乓球，提出問題：“當(dāng)從漏斗口向下用力吹氣后，乒乓球會發(fā)生什么變化？”鼓勵學(xué)生參與討論并提出猜測。學(xué)生們提出不同的猜想，比如乒乓球會被吹出漏斗或者停留在漏斗中。然后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行實驗演示，模擬吹氣操作。學(xué)生會觀察到乒乓球不僅沒有下落，反而懸浮在漏斗口處。通過分析實驗現(xiàn)象，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向漏斗內(nèi)吹氣時，空氣流速加快，導(dǎo)致漏斗內(nèi)的壓強降低，由于外部空氣壓強大于漏斗內(nèi)的壓強，乒乓球所受的壓力差形成一個向上的浮力，使得乒乓球被頂至漏斗口處，從而不會下落。通過創(chuàng)設(shè)實驗情境，教師激發(fā)了學(xué)生對物理問題的興趣和好奇心。學(xué)生通過實際操作和觀察，親自驗證了乒乓球的運動狀態(tài)，使得物理原理更加具體和真實可感。同時，教師鼓勵學(xué)生在實驗前進(jìn)行猜想，并在實驗結(jié)果呈現(xiàn)后進(jìn)行解釋，這樣的學(xué)習(xí)過程不僅激發(fā)了學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)了他們分析和解決問題的能力，還使得學(xué)生對壓強和浮力等概念和原理的理解更加深入、具體。

由此可見，情境能為學(xué)生提供實踐和探究的機會，激發(fā)他們的深度思考。教師要在實驗教學(xué)中將情境和深度學(xué)習(xí)融合起來，讓學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的知識，以培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力和解決問題的能力。

二、開展合作，自主設(shè)計實驗的方案

自主設(shè)計實驗方案要求學(xué)生在實驗中發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性，提出自己的想法和解決方案。合作能帶來不同思維方式和觀點的碰撞，拓寬學(xué)生的思維空間，使他們能夠在思考問題時更加全面和深入。通過合作，學(xué)生可以更深入地理解實驗的目的、原理和過程，并嘗試不同的操作和變量，從而加深對知識的理解和掌握。

仍以蘇科版初中物理八年級下冊“壓強和浮力”為例，教師可以讓學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、開展實驗并撰寫實驗報告。學(xué)生要以小組形式討論實驗?zāi)繕?biāo)和所應(yīng)用的原理，并共同確定所需的實驗器材和實驗步驟。例如，實驗步驟有：使用天平測量礦石質(zhì)量；用量筒測量水位；使用燒杯測量礦石體積等。在這個過程中，學(xué)生不僅要深入理解相關(guān)的物理原理，還要運用所學(xué)知識進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和分析。教師則負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生實施實驗方案，促使他們深入思考，并將知識應(yīng)用到實際操作中。通過參與實驗設(shè)計和實施的過程，學(xué)生能夠培養(yǎng)自身獨立思考和自主學(xué)習(xí)的能力，加深對物理原理的理解。教師的關(guān)注和指導(dǎo)保證了實驗方案的落實，并促使學(xué)生進(jìn)行深入的思考，從而更好地應(yīng)用所學(xué)知識。

總而言之，教師通過提供實驗設(shè)計的機會和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考與知識應(yīng)用，能夠促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的獨立思考和問題解決能力，使其加強對物理原理的理解和應(yīng)用。

三、自主提問，鼓勵學(xué)生深入地探究

自主提問是指在實驗過程中，學(xué)生主動表達(dá)自己的疑惑和探索方向。當(dāng)學(xué)生能夠自主提問時，意味著他們對所學(xué)知識和實驗現(xiàn)象進(jìn)行了深入的思考，并主動尋找問題的答案。通過自主提問，學(xué)生能夠產(chǎn)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣和好奇心，深化對學(xué)科知識的理解和應(yīng)用。當(dāng)學(xué)生自主提問時，教師要積極回應(yīng)并提供引導(dǎo)，幫助學(xué)生思考問題的關(guān)鍵點和解決思路。通過學(xué)生自主提問和討論，教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，幫助他們形成更全面和深入的理解。

仍以蘇科版初中物理八年級下冊“壓強和浮力”為例，教師可以要求學(xué)生將實驗操作與自主提問結(jié)合起來，邊做實驗邊提出問題，以更深入地思考和探究物體的浮沉條件。學(xué)生提出了一系列問題，如金屬塊的下沉與哪些因素有關(guān)？金屬塊的形狀、密度和體積大小是否會影響下沉？如何測量金屬塊的密度？為何木塊會浮在水面上？這與木塊的密度、形狀和體積有關(guān)嗎？這些問題能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，促使他們主動思考和探索問題答案。在后續(xù)的實驗中，教師使用稱重法和阿基米德原理法來測量金屬塊受到的浮力。學(xué)生在旁觀察教師的操作，并提出了新的問題，如在稱重法中，為什么需要減去金屬塊在空氣中的重力？這一操作的目的是什么？在阿基米德原理法中，浮力是如何產(chǎn)生的？其與物體的形狀和體積有關(guān)嗎？如何確定金屬塊在稱重法中完全浸沒在水中？這兩種方法測量出的浮力是否相等？為什么？總而言之，學(xué)生的自主提問能夠激發(fā)他們的好奇心和求知欲，促使他們主動思考和探索問題答案。教師通過鼓勵學(xué)生自主提問、展示實驗過程能夠引發(fā)學(xué)生的思考，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

學(xué)生自主提問是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過提出問題，學(xué)生能夠更加深入地理解實驗背后的物理原理和操作過程，并與教師一起進(jìn)行討論和探究。這樣的討論不僅能夠幫助學(xué)生加深對物理概念和實驗方法的理解，還能夠培養(yǎng)他們的解釋和分析能力。同時，教師可以通過回答學(xué)生的問題，引導(dǎo)他們從不同的角度去思考和解釋實驗結(jié)果，進(jìn)一步提高他們的理解能力。

四、有效分層，針對性提升學(xué)生能力

分層教學(xué)是根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平將學(xué)生分為不同的層次進(jìn)行教學(xué)，為學(xué)生提供適合其發(fā)展水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容和任務(wù)。通過分層教學(xué)，教師能夠更加精準(zhǔn)地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，并給予他們適當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)，這能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的自信心，促使他們以更加積極的態(tài)度參與深度學(xué)習(xí)。在實驗教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力分組，給予不同層次的學(xué)生相應(yīng)的實驗任務(wù)和問題，以滿足每個學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用物理知識。

以蘇科版初中物理八年級下冊“摩擦力”為例，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，提出不同層次的問題。首先，對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，教師可以簡單地詢問學(xué)生滑動摩擦力與物體的質(zhì)量的關(guān)系，并幫助其進(jìn)行實驗驗證；對于基礎(chǔ)中等的學(xué)生，教師可以引導(dǎo)他們進(jìn)一步思考滑動摩擦力與接觸面的光滑程度的關(guān)系，并設(shè)計實驗進(jìn)行驗證和數(shù)據(jù)收集；對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，教師可以鼓勵他們探究滑動摩擦力受溫度影響的原因，并進(jìn)行實驗觀察和解釋。其次，教師可以引導(dǎo)全體學(xué)生在實驗中思考滑動摩擦力與不同物品表面之間的摩擦力的差異，以及物體的形狀對滑動摩擦力的影響。這樣的問題可以幫助學(xué)生深入思考摩擦力的本質(zhì)，并通過實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析進(jìn)行探究。最后，教師可以鼓勵所有學(xué)生進(jìn)行綜合思考和拓展探究。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考其他可能影響滑動摩擦力的因素，如物體表面的粗糙程度、外界力的作用等，并設(shè)計實驗進(jìn)行驗證。這樣的思考可以幫助學(xué)生將所學(xué)的物理知識與實際情境相結(jié)合，加深學(xué)生對摩擦力概念的理解。

通過在教學(xué)中滲透分層思想，教師能夠根據(jù)學(xué)生的不同能力水平和學(xué)習(xí)需求，提出具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和探究。這樣的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和主動性，培養(yǎng)他們的思維能力和問題解決能力，加深學(xué)生對物理概念和原理的理解。

五、引導(dǎo)反思，深度理解與應(yīng)用知識

在初中物理實驗中，反思是指學(xué)生對實驗過程、實驗結(jié)果和所學(xué)知識的思考和評估。通過反思，學(xué)生能夠回顧實驗的步驟和操作，分析實驗中的問題和困難，總結(jié)實驗中觀察到的現(xiàn)象和得出的結(jié)論，并思考實驗結(jié)果與所學(xué)的物理知識之間的關(guān)系。通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，教師可以幫助學(xué)生深度理解和應(yīng)用所學(xué)的物理知識。這種深度學(xué)習(xí)的方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和理論聯(lián)系實際的能力，為其未來的學(xué)習(xí)和應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

以蘇科版初中物理八年級下冊“力”為例，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思和討論，幫助他們深度理解和應(yīng)用物理知識。首先，教師可以在學(xué)生展示實驗成果和進(jìn)行經(jīng)驗分享之后，提出一些具有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考和探究物理原理、現(xiàn)象。例如，教師可以提問：“在實驗過程中，你們觀察到了什么現(xiàn)象？這些現(xiàn)象與彈簧的伸長和拉力有什么關(guān)系？如何解釋彈簧的伸長與拉力的關(guān)系？”問題能夠引導(dǎo)學(xué)生回顧實驗過程，并從觀察和實驗結(jié)果中提煉出物理概念和原理，深化學(xué)生對力學(xué)知識的理解。其次，教師可以鼓勵學(xué)生小組之間互動，促使他們共同探討物理現(xiàn)象和問題。學(xué)生可以針對其他小組的實驗提出問題，與其他小組之間進(jìn)行交流和討論。這樣的討論能夠幫助學(xué)生深入思考和理解物理現(xiàn)象，并拓寬他們的視野。通過觀察、實驗和討論，學(xué)生能夠更好地掌握物理現(xiàn)象和概念，并將其應(yīng)用于實際情境中。這種深度學(xué)習(xí)的方式不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和問題解決能力，還能夠培養(yǎng)他們的批判性思維和合作能力。通過這樣的教學(xué)實踐，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用物理知識，提升物理學(xué)習(xí)效果。

總之，反思可以幫助學(xué)生回顧和總結(jié)實驗過程。教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考實驗中遇到的問題、所采取的步驟以及取得的實驗結(jié)果，讓學(xué)生更加清晰地理解實驗所涉及的物理原理和現(xiàn)象，在反思中進(jìn)行深度思考，進(jìn)而提升自身的高階思維能力。

六、鼓勵實踐，強化深度學(xué)習(xí)的意識

在初中物理實驗教學(xué)中，實踐是學(xué)生主動參與實驗活動、親身驗證物理現(xiàn)象和原理的重要方式。通過實踐，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮睦碚撝R轉(zhuǎn)化為具體的實踐操作，從而更深入地理解和應(yīng)用所學(xué)的物理知識。

以蘇科版初中物理九年級上冊“杠桿”為例，教師可以創(chuàng)設(shè)實踐體驗活動，讓學(xué)生自己設(shè)計杠桿，將校園里的大石頭搬走。學(xué)生需要將自己設(shè)計的杠桿的結(jié)構(gòu)和使用原理用畫圖的形式展示出來。在繪制圖紙的過程中，學(xué)生需要考慮杠桿的長度、支點的位置、使用的材料等因素，并進(jìn)行實際的測量和計算。例如，學(xué)生可以在大石頭上方搭建一個支架，并利用杠桿原理將石頭抬離地面。首先，學(xué)生需要準(zhǔn)備搭建支架所需的材料，如木材、螺絲等，并準(zhǔn)備好工具，如錘子、螺絲刀等；其次，確定支架搭建的位置，并將支架穩(wěn)固地放置在地面上；最后，在搬動石頭的過程中，學(xué)生需要確保支架的穩(wěn)固性和杠桿的平衡，同時注意施加力量的平穩(wěn)性。通過這樣的實踐，學(xué)生可以深入探索杠桿的原理和應(yīng)用，加深對物理概念和原理的理解。這個實踐過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力，而且激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維。實踐活動為學(xué)生提供了一個創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)他們進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，使他們能夠更好地應(yīng)用所學(xué)的知識。

實踐活動不僅開闊了學(xué)生的知識視野，還培養(yǎng)了他們的問題解決能力和創(chuàng)造力。這樣的實踐類實驗有助于提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣和探究欲望，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展［2］。

結(jié)語

深度學(xué)習(xí)可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)能力，并發(fā)展他們的深度探究思維。教師在開展實驗教學(xué)時，要深入分析教學(xué)情況、改善實驗方法和優(yōu)化實驗內(nèi)容，積極引導(dǎo)學(xué)生開展實驗，始終堅持學(xué)生在實驗中的主體地位，幫助他們完成實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維和實驗素養(yǎng)?？傊?，教師要借助實驗促進(jìn)學(xué)生探索能力的發(fā)展，提升學(xué)生實驗素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］許忠林.基于深度思維的初中物理實驗教學(xué)策略研究［J］.新課程導(dǎo)學(xué)，2023（21）：61-64.

［2］劉增斌.基于深度學(xué)習(xí)的初中物理實驗教學(xué)策略［J］.天天愛科學(xué)（教學(xué)研究），2023（4）：135-137.