基于深度學(xué)習(xí)理念的初中物理實驗教學(xué)研究

摘要：本文通過對深度學(xué)習(xí)理念下初中物理實驗教學(xué)進(jìn)行探討，指出初中物理教師可在課堂采取創(chuàng)新實驗教學(xué)、小組實驗教學(xué)、問題驅(qū)動實驗教學(xué)以及課外實驗教學(xué)等策略.在初中物理實驗教學(xué)中融合深度學(xué)習(xí)理念，是促進(jìn)初中生對實驗有效把握、深入探究的有效舉措，也是促使學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)觀念，提升學(xué)生的物理綜合能力的有效途徑.

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

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2023）08-0107-03

將深度學(xué)習(xí)理念融合到初中物理實驗教學(xué)中，是新課程標(biāo)準(zhǔn)下物理課程提質(zhì)增效的重要途徑.物理是一門基于實驗的學(xué)科，初中物理教師要將實驗探究作為教學(xué)的主要內(nèi)容，確保學(xué)生能夠真正參與到物理實驗中來，在科學(xué)探究的過程中觀察實驗現(xiàn)象，解答自己的疑惑與問題，并自主進(jìn)行思考［1］.初中物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)始終將學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，注意讓學(xué)生能夠在動手操作過程中不斷產(chǎn)生新的體驗與感悟，幫助學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際.

1深度學(xué)習(xí)理念

深度學(xué)習(xí)理念指出學(xué)生的學(xué)習(xí)具有梯度性，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識實現(xiàn)由淺入深、由表及里地認(rèn)識，不斷將新知識充分融合到已有的知識體系之中，并將舊知識合理運用到新情景之中，最終更加全面、系統(tǒng)、深刻地掌握知識.深度學(xué)習(xí)理念指明了當(dāng)今教師的教學(xué)方向以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，使學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中能夠更好地解決學(xué)習(xí)問題，

同時培養(yǎng)批判性思維和知識遷移能力.

2初中物理實驗教學(xué)目標(biāo)實驗

作為初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，旨在通過科學(xué)探究，為學(xué)生創(chuàng)造動手操作的機會，并將課本上抽象的物理知識應(yīng)用到實際中，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛力.教師在物理實驗中創(chuàng)設(shè)一定的情境，進(jìn)而驅(qū)動學(xué)生將問題作為導(dǎo)向開展更有針對性的實驗，最后得出實驗結(jié)論，在這個過程中極大地激發(fā)學(xué)生對于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力與分析能力，讓學(xué)生學(xué)會思考，提升學(xué)科核心素養(yǎng)，進(jìn)一步提升初中物理課堂的教學(xué)效益，鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)與生活態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí).

3深度學(xué)習(xí)下初中物理實驗教學(xué)

3.1創(chuàng)新實驗教學(xué)

好奇心是學(xué)生學(xué)習(xí)動力的重要來源，教師可以根據(jù)教材內(nèi)容，設(shè)計出具有一定創(chuàng)新性的物理小實驗，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性，加深學(xué)生對于創(chuàng)新的認(rèn)識，在一定程度上促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［2］.例如，在學(xué)習(xí)液體的壓強時，教師可以先設(shè)計一個富有創(chuàng)新型的簡單小實驗.為每個實驗小組分發(fā)一個較大的液體容器和若干個塑料手套，在容器中盛上一定量的水，讓學(xué)生戴上塑料手套，并將手伸入水中，隨著手的不斷伸入，讓學(xué)生感受水對手的影響的變化.接著，再將空礦泉水瓶的底部與側(cè)壁都打上一定數(shù)量的孔，讓學(xué)生將空礦泉水瓶豎直壓入盛水的容器中，等待幾秒后，將礦泉水瓶緩緩提起，觀察礦泉水瓶中水的變化.通過簡單有趣的實驗，將壓強等相關(guān)的抽象物理概念進(jìn)行一定程度的具象化，為學(xué)生對于“在液體的內(nèi)部，各個方向都會產(chǎn)生壓強”以及

“壓強與液體的深度成正比關(guān)系”兩個結(jié)論留下初步的印象.之后，再引入壓強計（如圖1），并圍繞壓強計展開對于液體的壓強相關(guān)知識點進(jìn)行實驗驗證與總結(jié).甲、乙實驗中，首先確保容器內(nèi)部所儲存的液體高度相同，而且甲、乙實驗的液體均為水，然后讓甲、乙實驗的橡皮膜靜止在不同深度處，乙實驗的橡皮膜所處深度更深，進(jìn)而讓學(xué)生通過觀察壓強計，體會液體壓強與深度的關(guān)系，得出液體壓強會隨著深度的增加而增加的結(jié)論.在丙、丁實驗的容器中，橡皮膜在鹽水中所處的深度一致，但是容器的形狀不同.教師要引導(dǎo)學(xué)生通過對比丙、丁兩個實驗，明白液體的壓強與容器的形狀并沒有關(guān)聯(lián).此外，要將乙、丙實驗的橡皮膜所處液體深度調(diào)整相同，進(jìn)而保證兩個實驗之間唯一的不同點是液體的種類，讓學(xué)生觀察乙、丙實驗，體會液體壓強與

液體密度存在的正比關(guān)系.掌握各物理量關(guān)系的同時，引入物理公式，如P=ρgh，并將各物理量賦予一定的數(shù)值讓學(xué)生進(jìn)行計算與分析.

3.2小組實驗教學(xué)

開展小組實驗是教師在初中物理教學(xué)過程中重要的教學(xué)模式之一，小組實驗?zāi)軌蛱嵘龑W(xué)生的合作探究能力，全面促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展.在實驗中體會分工與合作的價值與意義，同時通過小組競爭適當(dāng)給予學(xué)生一定的壓力，獎勵表現(xiàn)最好的實驗小組，進(jìn)而提高學(xué)生的實驗熱情，提升物理實驗效果.例如，在學(xué)習(xí)大氣壓強知識時，教師可以為小組設(shè)置多個實驗內(nèi)容.第一個實驗內(nèi)容可以設(shè)置為把礦泉水瓶盛滿水，然后將玻璃杯倒扣在礦泉水瓶的瓶口處，注意保持兩者之間能夠緊扣，然后將礦泉水瓶與玻璃杯一起倒置，并將玻璃杯平穩(wěn)的放在水平桌面上，觀察此時是否有水流出瓶口.然后將礦泉水瓶稍微向上移動一段距離，記錄此時礦泉水瓶內(nèi)水的變化；第二個實驗要求學(xué)生將熱水倒?jié)M玻璃瓶，兩分鐘后將熱水倒出，將煮熟的雞蛋進(jìn)行剝皮處理，并將雞蛋立刻保持豎直狀態(tài)放在玻璃瓶的瓶口處，之后輕按雞蛋，確保瓶口將雞蛋吸住，五分鐘的時間內(nèi)觀察雞蛋是否有變化，如果有變化，則將變化進(jìn)行記錄；第三個實驗可以將已經(jīng)封口的空塑料杯，以小組為單位進(jìn)行分發(fā)，然后讓學(xué)生利用吸管將杯內(nèi)的空氣吸出，觀察并記錄塑料杯的變化.小組成員要按照老師下發(fā)的實驗任務(wù)，進(jìn)行分工，根據(jù)實驗內(nèi)容難度分配人數(shù)，并為每個人安排確定的任務(wù)，實驗結(jié)束后，所有小組成員要共同完成一份實驗報告，并將做實驗的過程通過照片記錄下來，最終教師要評選出實驗最快最好的小組.完成小組實驗后，教師將實驗結(jié)論與教材內(nèi)容進(jìn)行一一對應(yīng)，讓學(xué)生更加深刻的理解大氣壓強在各項實驗中的作用.舉例經(jīng)典實驗例如帕斯卡的裂桶實驗（如圖2），以及演示身邊的例子，如吸盤上掛東西仍然不會掉落（如圖3），用吸管喝水，水會上升（如圖4）.讓學(xué)生以實驗小組為單位，進(jìn)行搶答，判斷哪些例子與大氣壓強有關(guān)，哪些無關(guān)，通過舉例經(jīng)典與演示實驗，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識.

3.3問題驅(qū)動實驗教學(xué)

通過演示實驗，教師根據(jù)各種實驗現(xiàn)象向?qū)W生拋出問題，通過問題不斷驅(qū)動學(xué)生觀察并主動思考.例如，教師可以將通電螺線管隱藏在盒子中，實現(xiàn)盒子吸引大頭針的實驗操作.根據(jù)這種看起來非常奇特的實驗現(xiàn)象，向?qū)W生拋出問題：為什么盒子能夠吸引大頭針？根據(jù)以往對于生活的觀察，大家認(rèn)為都有什么物體可以實現(xiàn)吸引的效果？將電源開關(guān)斷開后，繼續(xù)拋出問題：為什么斷開開關(guān)，盒子無法吸引大頭針？通過一系列的問題，引出電與磁相關(guān)的知識，明白電流可以產(chǎn)生磁場的科學(xué)道理.而當(dāng)學(xué)生明白通電導(dǎo)線周圍可以產(chǎn)生磁場的物理規(guī)律后，教師可以進(jìn)行下一項演示實驗，將鐵屑灑落在通電螺線管上面的木板上，讓學(xué)生觀察鐵屑的分布情況（如圖5）.

之后便可以根據(jù)實驗現(xiàn)象對學(xué)生進(jìn)行提問：“為什么鐵屑會如此排列？”當(dāng)學(xué)生明白鐵屑展示的是磁場的分布情況之后，可以接著提問：同學(xué)們能否想出其它的方法，將磁場的分布顯現(xiàn)出來？讓學(xué)生了解通電螺線管的磁場分布之后，教師可以利用提問進(jìn)行下一步引導(dǎo)：與之前所學(xué)到的條形磁體的磁場分布以及蹄形磁體的磁場分布進(jìn)行對比，能夠得到怎樣的物理結(jié)論？將實驗與問題進(jìn)行結(jié)合，實現(xiàn)對于學(xué)生思維上的引導(dǎo)，幫助學(xué)生在實驗中學(xué)會思考，在思考中解決問題.

3.4課外實驗教學(xué)

開展課外實驗教學(xué)，能夠?qū)嶒炄谌氲缴钪?，有利于教師充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以實驗的方式促使學(xué)生在課外鞏固自己所學(xué)的知識，并將實驗、課堂與生活進(jìn)行有機結(jié)合［3］.例如，在學(xué)習(xí)動態(tài)電路部分時，為學(xué)生提供初中物理電學(xué)實驗箱以及實物連接圖（如圖6），要求學(xué)生完成動態(tài)電路相關(guān)知識的

探究任務(wù).讓學(xué)生畫出該電路對應(yīng)的伏安特性曲線，并根據(jù)實物連接圖畫出正確的電路圖，在畫出的電路圖中標(biāo)注出電流方向以及電阻等數(shù)據(jù).還要安排學(xué)生通過實驗操作，解決老師提出的問題，問題一為移動滑動變阻器時滑片，R2接入電路的阻值如何變化？問題二為在伏安特性曲線中（如圖7），電阻R1的圖像是否與線段AB相交？問題三為在移動滑動變阻器的滑片時，電路消耗的總功率是如何變化的？學(xué)生在記錄所觀察到的實驗現(xiàn)象的同時，也要根據(jù)課上所學(xué)到的理論知識，針對教師提出的問題進(jìn)行合理的解釋，不懂的可以只記錄現(xiàn)象，教師可以根據(jù)學(xué)生提交的實驗報告，了解學(xué)生不懂的知識點，并在下一節(jié)課堂上進(jìn)行著重的講解，有利于提高初中物理課堂的針對性與教學(xué)效率.除了必須要完成教師規(guī)定的電路與實驗任務(wù)，也要鼓勵學(xué)生積極進(jìn)行思考，并將思考的問題通過自己親手實驗得出答案.課外實驗的優(yōu)勢在于不再像課堂上的實驗課一樣，受課時的限制，而是可以擁有更多自由的時間進(jìn)行自主探究與自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而滿足學(xué)生的求知欲與探索欲，更多的自由操作空間有利于培養(yǎng)人才，為學(xué)生后續(xù)的成長與發(fā)展提供了良好的條件.

綜上所述，深度學(xué)習(xí)理念是符合學(xué)生思維成長的重要教育理念.基于深度學(xué)習(xí)理念的初中物理實驗教學(xué)，可以幫助學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)律的總結(jié)與概念的應(yīng)用，有效鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，在一定程度上開闊學(xué)生的視野，掌握更多的物理學(xué)習(xí)技巧.深度學(xué)習(xí)理念要求學(xué)生在課堂上主動學(xué)習(xí)，因此也有助于提高學(xué)生的物理課堂參與度，使其感受到物理學(xué)習(xí)的樂趣.教師應(yīng)立足深度學(xué)習(xí)理念不斷優(yōu)化實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量，為學(xué)生物理水平的提升奠定基礎(chǔ).

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：李璟］

收稿日期：2022-12-15

作者簡介：姜舟（1986.2-），男，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級教師，從事物理教學(xué)研究.