基于深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)研究

嚴(yán)劍洲

□甘肅省蘭州市第三中學(xué)

高中生思維能力活躍，對(duì)事物有獨(dú)到見解。高中是學(xué)生發(fā)展各種物理學(xué)科能力的重要階段。高中物理教學(xué)活動(dòng)直接影響學(xué)生物理能力的發(fā)展。然而，在當(dāng)前高中物理教學(xué)中，部分教師更注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理課程知識(shí)的記憶能力，“盲目”地向?qū)W生灌輸物理理論，要求學(xué)生有效地記住不同的物理概念或者物理公式。這種固化的教學(xué)模式缺乏有效的師生互動(dòng)和學(xué)生的自我思考，難以培養(yǎng)高中生的物理理解能力和知識(shí)應(yīng)用能力。與傳統(tǒng)物理教學(xué)方法相比，基于深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)更傾向于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解能力，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建高效的高中物理教學(xué)課堂。由此可見，在高中物理教學(xué)中采用單元教學(xué)推動(dòng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)是必要的。因此，本文以基于學(xué)生深度學(xué)習(xí)的高中物理課程單元教學(xué)展開研究，以期提升高中物理課程教學(xué)成效，為學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)能力的全面發(fā)展提供一些參考。

一、高中物理學(xué)教學(xué)現(xiàn)存問題

（一）缺乏對(duì)單元教學(xué)設(shè)計(jì)的重視，偏形式化，難以達(dá)到預(yù)期效果

優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計(jì)是提高高中物理課程質(zhì)量的必要前提。在這種情況下，應(yīng)優(yōu)化傳統(tǒng)物理知識(shí)講解與應(yīng)用方面的教學(xué)內(nèi)容。優(yōu)秀的物理課程教學(xué)設(shè)計(jì)是推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考、組織學(xué)生進(jìn)行知識(shí)應(yīng)用和語言表達(dá)能力的重要前提。然而，在當(dāng)前的高中物理課程中，許多教師對(duì)深度學(xué)習(xí)的教育理念重視不夠，對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)物理知識(shí)缺乏信心，導(dǎo)致教師設(shè)計(jì)的自主學(xué)習(xí)活動(dòng)形式化，從而忽視了高中生物理知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

（二）重結(jié)果輕過程，難以教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況差強(qiáng)人意

高中物理教師開展物理單元教學(xué)，關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“例題講解+題海訓(xùn)練”的物理教學(xué)模式，需要教師結(jié)合不同學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)需求，通過“先學(xué)后教”的方式，使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和物理問題探索的過程中獲得物理知識(shí)，達(dá)到“先學(xué)后教”的效果。然而，在當(dāng)前的高中物理課程中，許多教師在教學(xué)過程中本末倒置，一味注重學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，忽視了教師在單元整合教學(xué)過程中的指導(dǎo)作用。如在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師重點(diǎn)關(guān)注“學(xué)生是否通過自己的探索接近正確答案”，忽視了是否在學(xué)生個(gè)人理解能力的范圍以及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程。這種重結(jié)果、輕過程的教學(xué)理念，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生能力的培養(yǎng)過程存在偏差，降低了課程的教學(xué)質(zhì)量。

（三）重視概念分析，忽略思想指導(dǎo)，培養(yǎng)核心素養(yǎng)難達(dá)成

在高中物理課程中，每一個(gè)物理概念和規(guī)律都是前人通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)推演出來的。然而，在當(dāng)前物理教學(xué)過程中，為了給學(xué)生留出更多的做題時(shí)間，許多教師通常不重視引導(dǎo)學(xué)生探索物理，而是直接采取“理論知識(shí)灌輸”的形式要求學(xué)生記憶物理知識(shí)，以此提高解題能力，從而在考試過程中進(jìn)行有效的應(yīng)用。在這樣的課程教學(xué)模式下，很多學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)物理知識(shí)是為了解決考試問題，誤解了物理知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)的意義和價(jià)值。在“應(yīng)試教育”理念下，教師忽視了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，如現(xiàn)象觀察能力、邏輯推理能力、模型構(gòu)建能力等，學(xué)生難以從日常生活中發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)，難以形成衍生思維。在這種情況下，不利于培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。

二、基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)的主要原則

（一）堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則

在物理課程教學(xué)過程中，推動(dòng)單元教學(xué)活動(dòng)的開展首先需要堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則。不同的學(xué)生在物理知識(shí)掌握能力和應(yīng)用能力上是有所不同的。堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則意味著教師在單元教學(xué)過程中，能逐漸幫助學(xué)生建立物理課程知識(shí)體系，這對(duì)提高學(xué)生理解物理知識(shí)的能力有著重要影響。深度學(xué)習(xí)活動(dòng)注重學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建。構(gòu)建物理核心素養(yǎng)是深入學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)。那么，要開展高中物理課程的深度學(xué)習(xí)，教師需要立足于不同課程單元主題，對(duì)物理課程知識(shí)進(jìn)行有機(jī)分解，制定若干學(xué)習(xí)目標(biāo)，形成循序漸進(jìn)的物理知識(shí)內(nèi)容。

（二）堅(jiān)持探究創(chuàng)新的原則

新課標(biāo)表明科學(xué)探究過程反映了學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的過程，是深入學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)。在深入學(xué)習(xí)的過程中，物理教師需要精心設(shè)計(jì)物理探究活動(dòng)，在組織探究不同物理知識(shí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)推理能力，讓學(xué)生在探究與創(chuàng)新的基礎(chǔ)上總結(jié)各種物理的一般規(guī)律，從而提高物理課程教學(xué)質(zhì)量。

三、高中物理單元教學(xué)深度學(xué)習(xí)的重要性

（一）能夠推動(dòng)學(xué)生理解能力發(fā)展

在新時(shí)期物理教學(xué)理念的指導(dǎo)下，高中物理教師不僅要向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識(shí)，還要增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)，感受物理的魅力，從而實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)探索的轉(zhuǎn)變，加深對(duì)物理課程知識(shí)的理解和應(yīng)用。此外，物理思維與物理能力是相輔相成的，只有推動(dòng)學(xué)生養(yǎng)成良好的物理思維，才能加深其對(duì)物理課程知識(shí)的理解，進(jìn)而提高物理知識(shí)應(yīng)用能力。同時(shí)，良好的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力可以促進(jìn)學(xué)生物理思維的進(jìn)一步發(fā)展。因此，以深度學(xué)習(xí)活動(dòng)為依托，組織學(xué)生進(jìn)行物理課程知識(shí)的單元學(xué)習(xí)活動(dòng)，不僅符合高中生的實(shí)際學(xué)習(xí)特點(diǎn)，也是深化高中物理課程改革的重要舉措。

（二）能夠培養(yǎng)學(xué)生物理課程素養(yǎng)

課堂教學(xué)活動(dòng)是物理課程開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。課程教學(xué)環(huán)節(jié)注重物理思想與課程內(nèi)容的有效結(jié)合，注重在教學(xué)中滲透物理概念、物理知識(shí)推導(dǎo)和物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生在潛移默化的課程環(huán)境中培養(yǎng)良好的物理學(xué)科素養(yǎng)，是高中物理深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。物理思維的培養(yǎng)不是一蹴而就的，應(yīng)該建立在學(xué)生解決實(shí)際物理課程問題的過程中，應(yīng)為學(xué)生提供培養(yǎng)良好物理素養(yǎng)的機(jī)會(huì)，使其在尋求物理、物理規(guī)律和物理現(xiàn)象之間關(guān)系的過程中掌握良好的學(xué)習(xí)方法。在具體的學(xué)習(xí)過程中，可以引導(dǎo)學(xué)生采取模仿的形式，根據(jù)教師解決問題的步驟，針對(duì)不同類型的物理問題找到解決方法和策略。教師可設(shè)計(jì)一些問題來訓(xùn)練學(xué)生的物理思維，引導(dǎo)學(xué)生在“思維最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)解決，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

學(xué)生只有經(jīng)歷物理理論和物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間的相互作用，才能真正理解物理學(xué)科知識(shí)，掌握物理課程學(xué)習(xí)方法。在教學(xué)過程中，教師可以組織學(xué)生模仿教師解決不同物理問題的方法和思路，并為學(xué)生設(shè)置一些針對(duì)性的物理問題和物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，特別是那些在學(xué)生“思維最近發(fā)展區(qū)”可以解決的問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理課程學(xué)習(xí)方法和物理思想，使其掌握基本的物理學(xué)科知識(shí)。

四、基于深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)的主要策略

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提升教學(xué)水平

要推進(jìn)整體單元教學(xué)，首先要轉(zhuǎn)變以教師為主導(dǎo)的物理知識(shí)理解與應(yīng)用教育觀念，以更高質(zhì)量的教學(xué)活動(dòng)提高教學(xué)水平。在這一過程中，教師的能力和素質(zhì)問題凸顯出來。作為教學(xué)活動(dòng)引導(dǎo)者的教師，必須從提高自身能力和專業(yè)素質(zhì)入手，才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。為了提高教師的能力、素質(zhì)和教學(xué)水平，要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，深刻認(rèn)識(shí)自身教學(xué)中存在的問題?；谏疃葘W(xué)習(xí)的高中物理單元整體教學(xué)活動(dòng)的開展，要求教師優(yōu)化教學(xué)觀念，在教學(xué)活動(dòng)中以單元為基礎(chǔ)，不再過多地使用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法，而應(yīng)注重主題意義對(duì)學(xué)生的啟發(fā)性教學(xué)活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)新的教學(xué)層次和水平。教師在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)改變直接的物理教學(xué)方式，關(guān)注學(xué)生的探究行為，引導(dǎo)學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力。

以“萬有引力與航天”單元教學(xué)為例，教師在課程中沒有直接向?qū)W生講解萬有引力的理論知識(shí)，而是根據(jù)學(xué)生知識(shí)理解能力和應(yīng)用能力的實(shí)際發(fā)展需要，結(jié)合本課程中心點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)計(jì)教學(xué)情境，即“在日常生活中看電視節(jié)目時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)發(fā)射的太空衛(wèi)星都是圍繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)的。那么在我們的太空衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，都會(huì)受到哪種力的影響”。然后，利用多媒體設(shè)備展示具體情境，向?qū)W生展示一些傳統(tǒng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道圖，以及相關(guān)力的說明，從而加深學(xué)生的體驗(yàn)。這種情境建構(gòu)的方式，可以有效地改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中學(xué)生參與不足的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用以前學(xué)到的物理知識(shí)去理解新知識(shí)，從而有效地實(shí)現(xiàn)單元教學(xué)價(jià)值。

（二）實(shí)踐主題意義，激發(fā)學(xué)生興趣

高中物理課程知識(shí)具有抽象性、理論性、差異性特點(diǎn)，尤其是物理知識(shí)的差異性，使許多學(xué)生難以理解。在傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生在頭腦中形成了一定的學(xué)習(xí)模板，對(duì)教學(xué)活動(dòng)缺乏足夠的興趣。為此，在應(yīng)用單元學(xué)習(xí)開展物理深度教學(xué)的過程中，教師要注重單元教學(xué)內(nèi)容的趣味性設(shè)計(jì)，吸引學(xué)生主動(dòng)開展物理學(xué)習(xí)活動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。

以“機(jī)械能及其守恒定律”單元教學(xué)為例，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解和應(yīng)用的興趣，并能將物理的內(nèi)容與個(gè)人現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來，教師可以根據(jù)本課主題內(nèi)容聯(lián)系實(shí)際生活進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)生對(duì)各種生活電器都十分熟悉，但是很多學(xué)生對(duì)不同電器的功率知識(shí)的理解能力有限。因此，教師可以在課前組織學(xué)生搜集不同家用電器的功率，要求學(xué)生結(jié)合相應(yīng)的物理公式來計(jì)算不同家用電器的功率。學(xué)生在搜集并計(jì)算相應(yīng)電氣功率內(nèi)容的過程中，對(duì)“功率”的基本概念形成有效的理解，并且能拓展到能量守恒定律的相關(guān)知識(shí)。在完成教師布置的課堂任務(wù)時(shí)，學(xué)生將與教師一起進(jìn)行主題學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效果，從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（三）創(chuàng)新教學(xué)手段，豐富教學(xué)內(nèi)容

在單元整體教學(xué)活動(dòng)的主題意義背景下，教師應(yīng)善于運(yùn)用新的教學(xué)手段，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)活動(dòng)質(zhì)量。然后，為了減輕理論性物理課程知識(shí)帶來的學(xué)習(xí)畏難心理負(fù)擔(dān)，教師可以在教學(xué)過程中為學(xué)生構(gòu)建視聽化物理課程內(nèi)容，直觀地展示微觀或宏觀物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，有效地提高學(xué)生對(duì)不同物理的理解。

以“曲線運(yùn)動(dòng)”單元教學(xué)為例，為了使學(xué)生對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的基本軌跡和相關(guān)物理公式的記憶與應(yīng)用以及對(duì)運(yùn)動(dòng)的合成與分解形成直觀理解，在課程教學(xué)過程中，教師不能直接為學(xué)生講解曲線運(yùn)動(dòng)的主要過程，而是要結(jié)合多媒體技術(shù)為學(xué)生展示曲線運(yùn)動(dòng)過程，應(yīng)用PPT 的函數(shù)功能，為學(xué)生展示曲線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)的函數(shù)關(guān)系圖，并以動(dòng)態(tài)演示的方式組織學(xué)生分析物體在運(yùn)動(dòng)過程中不同位置的函數(shù)關(guān)系公式。在向?qū)W生展示視聽化函數(shù)知識(shí)過程中，要求學(xué)生有效理解和記憶相關(guān)的課程內(nèi)容，在增強(qiáng)課程內(nèi)容直觀性的基礎(chǔ)上，促進(jìn)學(xué)生對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)和理解，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)不同曲線運(yùn)動(dòng)公式的理解和記憶。

（四）學(xué)習(xí)物理文化，提升物理素養(yǎng)

高質(zhì)量的物理課程要求學(xué)生具有相應(yīng)的文化視野，要求學(xué)生能自主思考為什么物理學(xué)對(duì)我們的生活如此重要？因?yàn)槲锢碇R(shí)與我們的現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)，每個(gè)人的衣食住行都與物理知識(shí)息息相關(guān)。為了促進(jìn)高中生物理教學(xué)質(zhì)量的提高，教師需要充分利用物理文化教學(xué)因素，在營造生活化的課程環(huán)境的同時(shí)滲透物理文化的主要內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)不同物理的理解，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

以“萬有引力與航天”單元教學(xué)為例，鑒于萬有引力定律的推導(dǎo)過程是一個(gè)漫長的過程，如果只采用視聽教學(xué)的方法促進(jìn)學(xué)生的理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)只能停留在表面上，學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)興趣不夠，則難以進(jìn)行有效的深度學(xué)習(xí)。所以，在教學(xué)過程中，教師可以為學(xué)生講解歷代物理學(xué)家萬有引力定律的探索歷程以及經(jīng)典力學(xué)的局限性，推動(dòng)物理文化在物理課程教學(xué)中的有效滲透，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深入思考。此過程不僅能幫助學(xué)生理解物理學(xué)的基本原理，還能促進(jìn)學(xué)生物理思維能力的發(fā)展，從而有效實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師將物理文化融入課堂教學(xué)，不僅能夠吸引學(xué)生的注意力，還能夠?yàn)閷W(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，促使學(xué)生在物理文化思考和探索中感受物理科學(xué)的奇妙和價(jià)值。最終，學(xué)生借此可有效認(rèn)知和理解物理文化，也在此過程中實(shí)現(xiàn)物理素養(yǎng)的提升和優(yōu)化。

（五）結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，推動(dòng)學(xué)生發(fā)展

實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生物理知識(shí)的發(fā)展具有重要意義。高質(zhì)量的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以直觀地呈現(xiàn)大部分微物理課程知識(shí)，從而在加深學(xué)生理解的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)的深入學(xué)習(xí)。因此，教師需要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)定物理實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中探索物理現(xiàn)象、學(xué)習(xí)物理知識(shí)。最終，學(xué)生將借此順利完成物理知識(shí)的感性體驗(yàn)和理性認(rèn)知，并借此高效完成物理知識(shí)的全面掌握，逐步實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

以“曲線運(yùn)動(dòng)”單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，一些較為有趣的物理原理由于傳統(tǒng)教學(xué)手段的限制，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式和內(nèi)容通常較為單一，導(dǎo)致學(xué)生在長時(shí)間學(xué)習(xí)之后對(duì)這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容失去興趣。此時(shí)，教師可以從網(wǎng)絡(luò)資源當(dāng)中尋找一些形式新穎卻蘊(yùn)含物理原理的實(shí)驗(yàn)視頻、實(shí)驗(yàn)方法為學(xué)生提供新的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)內(nèi)容。在這一活動(dòng)當(dāng)中，教師要啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理原理所衍生的物理實(shí)驗(yàn)是不拘一格的活動(dòng)形式，引導(dǎo)學(xué)生可以針對(duì)某一物理原理在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中尋找新的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)原理加以驗(yàn)證和深層次學(xué)習(xí)，借此開展深度學(xué)習(xí)并得到新的理解。

五、結(jié)語

綜上所述，高質(zhì)量的高中物理教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作探究能力，可以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。單元教學(xué)在高中物理課程中的應(yīng)用，不僅可以加深學(xué)生對(duì)理論課程知識(shí)的理解，也可以促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用物理知識(shí)，提高學(xué)生的物理成績，為培養(yǎng)高中學(xué)生物理思維和學(xué)習(xí)能力提供動(dòng)力。然而，在實(shí)際教學(xué)過程中，受傳統(tǒng)教學(xué)觀念等因素的影響仍存在不少問題，如學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、難以形成自主探究能力、家長對(duì)學(xué)生缺乏有效監(jiān)督等問題，或教學(xué)過程中要求學(xué)生使用機(jī)械記憶的方式進(jìn)行知識(shí)理解和應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生缺乏知識(shí)理解能力和應(yīng)用思維。這些因素使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果難以提高，從而降低了教師物理的教育質(zhì)量。面對(duì)這一不足，教師應(yīng)意識(shí)到單元教學(xué)在物理教學(xué)中的重要性，要通過多種教學(xué)模式開展基于深度學(xué)習(xí)的高中物理單元教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解能力和應(yīng)用能力，有效提升高中物理課程教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，為學(xué)生的未來發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。