高中物理教學中促使學生開展深度學習的策略

吳愛俊

【摘要】深度學習是一種具有較強實用性和深度性特點的教學方法.高中物理教師開展深度學習教學活動能夠有效培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，使學生對物理知識進行更深層次的自主性探索與研究，對其產生科學的批判與質疑，從而真正理解物理知識的本質內涵，提高學生的多維思維能力、實踐操作能力和知識應用能力.本文從深度學習視角出發(fā)，闡述高中物理教師通過設計梯度問題、開展實驗活動、引發(fā)質疑反思、科學串聯(lián)知識等教學活動，引發(fā)學生對物理知識的深度思考，使學生掌握學科知識的深層內涵，提高學生物理學科綜合素養(yǎng)的具體教學策略.

【關鍵詞】高中物理；深度學習；課堂教學

深度學習與淺層學習在學習目標和學習結果上有著本質上的區(qū)別.深度學習更加注重對學生進行學科綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，這意味著高中物理教師不能只要求學生學會表面上的物理知識，還要引導他們對知識的深層原理和邏輯內涵進行探究與理解.同時，要培養(yǎng)學生自主探究能力和科學質疑能力，要利用深層次探究活動啟發(fā)他們的多維思維，使其能夠靈活運用各種思維對物理知識進行深度研究，在反思與評價過程中形成正確的物理觀念，從而使學生真正形成較強的物理學科素養(yǎng).

1 深度學習概述

1.1 深度學習的含義

深度學習的本質目標是讓學生通過對知識進行自主探究、深度思考、質疑分析等方式形成有效的知識積累，并促進學生實現(xiàn)深層次的認知發(fā)展.對此，高中物理教師在開展深度學習活動時，需要對學生進行有效引導，要讓他們自覺對物理原理、學科概念、物理現(xiàn)象等內容進行深入探索與研究，同時，能夠用批判性思維對相關理論知識進行分析與驗證，從而真正理解物理知識的本質內涵.另外，教師還需要引導學生對所學知識進行科學的梳理與整合，將新舊知識融合成一個更加完整的、系統(tǒng)的物理認知架構體系，并借此加深他們對物理知識的理解與記憶.

1.2 深度學習的特點

深層學習具有批判性、系統(tǒng)性、融合性三個主要特點.批判性指的是學生需要對知識進行深層次理解，要探索出物理原理或物理概念的本質內涵，能夠用批判性思維對相關信息提出合理的問題，并在問題解決過程中實現(xiàn)透徹地理解.系統(tǒng)性指的是學生通過深度學習能夠真正認識到各知識點之間的內在關聯(lián)，能夠將新學知識合理納入到原有的物理知識架構體系之中，從而形成一個更加系統(tǒng)的學科知識認知體系.融合性指的是在深度學習過程中，學生需要逐漸形成較強的遷移思維、發(fā)散思維、聯(lián)想思維、質疑思維等多維思維能力，并通過對物理知識的深度化分析和實踐體驗.實現(xiàn)有效的知識遷移，從而真正提高理論應用水平和技能實操水平，在提升問題解決能力的同時，實現(xiàn)知識間的深度融合.

2 在高中物理課程中實施深度學習教學的具體策略

2.1 巧設遞進探究問題

物理教師為了啟發(fā)學生的多維思維，讓他們能夠對學科知識進行逐層深入地探究與分析，可以開展遞進問題解析活動.在深度學習視域下，學生不能再對教師所講的物理公式或物理理論進行盲目的死記硬背，而是要主動探索學科公式背后的邏輯原理，探尋物理理論背后的本質內涵，同時，能夠形成客觀且科學的個性化理解.而為了達到這一教學目標，物理教師需要結合單元知識點設計逐層遞進式探究性問題，以此來滿足學生螺旋式上升的思維發(fā)展特點，提高他們多維思維靈活運用的能力.同時，使學生在問題解析過程中加深對物理理論的深層理解，從而實現(xiàn)有效的深度學習［1］.

例如? 以“重力與彈力”課程為例，在探索重力學知識時，教師可以先用學生熟悉的物理現(xiàn)象提出一個基礎性問題，如：重力是由地球自帶的引力而使物體所受到的一種力，那么在地球上，重力的施力物體和受力物體分別是什么？這個問題的答案顯而易見“地球是施力物體，而重物是受力物體.”然后，教師再做一個簡單的物理實驗，即：在手提彈簧測力計下方掛一個鉤碼，沿著豎直方向做上下提拉運動，觀察在不同提拉力度下彈簧測力計的數(shù)值變化情況.在觀察此項實驗過程中，學生需要思考：為什么重力的大小能夠通過彈簧測力計進行測量？如何正確使用彈簧測力計測量重力？不同運動情境下的彈簧測力計數(shù)值分別代表什么？通過對上述問題進行深入分析與解答，學生可以知道：當物體處于靜止狀態(tài)時，彈簧測力計上的拉力數(shù)值等于物體的重力.而當物體處于運動狀態(tài)時，其重力的大小則與物體本身的質量和重力加速度相關.之后，教師再展示一幅不規(guī)則物體的圖片，鼓勵學生結合教材知識點和自身的生活經驗找出這個物體的重心.這個問題具有一定的解析難度，對此，教師可以指導學生使用懸掛法進行操作實驗，從而幫助他們快速找到科學的解題方法，找出問題的答案.

教師通過設計難度逐層遞進的探究性問題，不僅可以幫助學生對物理知識實現(xiàn)逐步深入地研究與理解，還能通過連環(huán)追問啟發(fā)他們的聯(lián)想思維、發(fā)散思維和邏輯思維，使其在深度思考過程中認識到物理知識點之間的邏輯關系，找出其中所包含的物理規(guī)律，從而提升其物理深度學習的效率與效果.

2.2 科學優(yōu)化實驗活動

在深度學習活動中，教師還可以設計理論類物理實驗和生活化物理實驗，讓學生在實踐動手操作過程中加深對物理知識的深層理解，了解物理理論或物理原理的實際作用及應用方法，進而真正提高學生知識運用能力與實踐操作能力.同時，也借此提升學生知識融合的水平，提升其現(xiàn)實問題自主解決的效率與質量［2］.

例如 以“探究平拋運動的特點”課程為例，教師可以開展理論類物理實驗，讓學生使用學校提供個實驗器材進行小球豎直方向拋出實驗和小球水平方向拋出實驗.在實驗過程中，學生需要按照文字提示正確擺放各實驗器材的位置，并依據規(guī)范的實踐方案進行具體操作.比如，在豎直方向拋球實驗中，學生先把A、B兩個小球擺放在相同高度的平臺上，并且，讓兩個小球在同一時間做落地運動，其中A球需要從水平方向拋出，做平拋運動；B球垂直落地，做自由落體運動.然后，再多次改變兩個小球的高度和受擊打力度，記錄每一次實驗的結果，并通過分析結果得出最終結論.學生通過參與此項實驗活動，能夠直觀看到物體不同運動軌跡下的落地情況，從而進一步加深對平拋運動特點的理解與掌握.

教師通過開展生活化物理實驗活動，不僅可以使學生充分認識到物理知識與現(xiàn)實生活之間的關聯(lián)，提升學生知識應用的意識，還能借此鍛煉其物理技能實踐操作的水平，使學生真正掌握運用物理知識解決現(xiàn)實問題的正確方法，從而提高其知識運用的能力.

2.3 鼓勵學生質疑反思

學生若想實現(xiàn)更加高效的物理知識深度學習，則需要掌握正確的認知方法.對此，教師需要對其進行有效的教學指導，要引導學生對物理理論提出科學的質疑性問題，并在問題反思過程中加深對物理原理和物理概念的理解與認識，從而真正達到深度學習的目的.例如，在物理理論講解活動中，教師除了要引導學生深入探究物理理論內涵之外，還要鼓勵他們結合自身的生活經驗和理解程度提出質疑性問題.又或者，教師可以在板書書寫過程中故意“設錯”，以此來引發(fā)學生對理論邏輯內涵的質疑，使其在糾正錯誤過程中加深對理論知識的理解與記憶［3］.

例如 以“牛頓第一定律”課程為例，此節(jié)課要求學生理解伽利略理想實驗思想；掌握牛頓第一定律的內容，探尋出牛頓第一定律的意義，明白力與運動之間的關系；理解慣性的概念，了解慣性與質量之間的關系.在深度學習活動中，教師需要引導學生對理想實驗思想和牛頓第一定律的相關信息提出質疑性問題.比如，教師可以先用生活現(xiàn)象引出古希臘學者亞里士多德對運動與力之間關系的猜想，如：馬拉車時車子會向前運動，馬停止拉動時，車子也會停止.針對這一現(xiàn)象，亞里士多德提出了“物體若想實現(xiàn)運動，必須有力作用在上面，如果沒有力，物體會靜止不動，這說明運動需要力來維持.”這一理論.對此，學生可以根據自己所了解到的信息提出質疑性問題，如：在拔河比賽中，雙方使用了同樣的力，此時的繩子一動不動，這代表了物體在靜止時也可以受到力的作用，這是否說明亞里士多德所說的“沒有力的作用，物體會靜止不動”這一觀點是錯誤的？”根據這一質疑性問題，教師可以利用伽利略設計的雙斜面實驗引出摩擦力知識，展示他所提出的“若沒有摩擦助力，沿著水平面滾動的球會永遠運動下去.”這一結論，從而使學生對力與運動之間的關系有一個更加清晰的認識.教師通過引導學生對知識進行質疑思考，能夠促使他們從更深層次視角出發(fā)理解和探究物理規(guī)律、理論原理，進而使其找到正確的深度學習方法.

在開展深度反思活動時，物理教師可以在教學過程中的每一個環(huán)節(jié)設置反思性問題，引導學生主動評價自身的學習行為和學習態(tài)度，找出其中的不足之處，并提出合理的改進建議.使其在錯誤糾正過程中養(yǎng)成良好的學習習慣，掌握正確的物理認知方法，從而有效提升學生深度學習的質量.

2.4 強化知識梳理整合

在深度學習視域下，物理教師還需要指導學生對所學知識進行科學的梳理與整合，使其能夠以體系化、結構化形式掌握和記憶學科中的各類知識.同時，在梳理過程中認識到各知識點之間的內在邏輯關系，進而提高其知識串聯(lián)、知識整合與知識遷移的能力，教師可以采用思維導圖教學法開展知識整合活動.比如，先指導學生把所學知識進行科學分類，并按照樹狀圖方式將各類別中的物理概念、物理公式、物理原理、相關案例補充完整.之后再觀察各類型知識點之間的關聯(lián)關系，并使用箭頭或線段符號將其進行合理串聯(lián).除此之外，在學習新知識之后，教師還需要引導他們將新舊知識進行有效整合，按照不同類別把新知識正確納入到已有的知識架構體系之中，從而形成一個更加龐大、更加完整、更加系統(tǒng)的物理知識體系思維導圖［4］.

例如 以高二物理“光”這個單元為例，在學習“光的折射”“全反射”“光的干涉”知識之后，學生可以繪制思維導圖，把三部分知識點按照相應類別進行梳理與整合.比如，“光的干涉”中包括干涉現(xiàn)象、產生條件、雙縫干涉、薄膜干涉、干涉法實驗.“全反射”中包括全反射定義、臨界角、發(fā)生條件、光導纖維知識點.在學習《光的偏振 激光》這節(jié)課之后，學生需要將相關知識點科學納入到已建構的物理光學知識體系之中.比如，先在主題上分支出“光的偏振”和“激光”兩條支線，再將其進行知識點細分并補充完整.教師通過指導學生進行知識體系建構，不僅可以幫助他們實現(xiàn)高效的知識復習，還能借此鍛煉他們的邏輯思維、串聯(lián)思維與整合思維，在形成系統(tǒng)化知識體系記憶的同時，提高其深度學習的效果.

3 結語

綜上所述，高中物理教師若想提高課程教學的有效性，需要合理開展深度學習教學活動.要引導學生對物理現(xiàn)象、物理理論、物理原理等學科要素進行深入細致地分析與研究，探尋出各知識點之間的內在邏輯關系，并將其融合成一套系統(tǒng)的物理知識認知體系，以此來提高他們學習的深度與廣度.另外，教師還需要指導學生對物理知識進行科學地批判與質疑，在實驗驗證過程中加深對原理和概念的深層理解，從而真正提升學生深度學習的效果，提高學生的物理綜合素養(yǎng).

參考文獻：

［1］陳青妹.指向深度學習 激活高中物理課堂［J］.中學理科園地，2021，17（04）：37-38.

［2］陳靜珠.基于深度學習理念下高中物理教學的實踐與思考［J］.考試周刊，2021（59）：110-111.

［3］黃軍.高中物理教學中促進學生深度學習的有效策略探討［J］.數(shù)理化解題研究，2021（18）：75-76.

［4］黃衛(wèi)華.深度學習視域下高中物理教學的優(yōu)化對策研究［J］.數(shù)理化學習（教研版），2020（07）：25-26.

［5］傅竹偉.在高中物理教學中促進學生深度學習的研究［D］.蘇州大學，2013.