基于深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

中圖分類號：G427

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2097-1737（2025）18-0081-03

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出要培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。而深度學(xué)習(xí)有利于核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng)，能幫助學(xué)生在主動建構(gòu)中實(shí)現(xiàn)深層發(fā)展。教育改革背景下，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，符合《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

一、深度學(xué)習(xí)基本特征

（一）深度學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑與批判的能力

在傳統(tǒng)的淺層學(xué)習(xí)中，學(xué)生作為知識的接受者，習(xí)慣按照教師的思路參與學(xué)習(xí)活動，其自主性、主動性嚴(yán)重不足[]。這樣的狀態(tài)下，學(xué)生難以構(gòu)建知識體系，無法產(chǎn)生對知識的深刻印象。而深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，要求學(xué)生在知識、概念學(xué)習(xí)中對新知識始終保持懷疑與批判的態(tài)度，能夠主動分析并通過深入思考的方式積累經(jīng)驗(yàn)，突破傳統(tǒng)用簡單記憶法吸收知識的桎梏。在這一過程中，學(xué)生的思維將變得更加深刻，進(jìn)而逐漸形成主動思考的良好習(xí)慣。

（二）深度學(xué)習(xí)旨在促進(jìn)學(xué)生遷移運(yùn)用

在深度學(xué)習(xí)背景下，學(xué)生不僅需要掌握、理解知識，同時還需要利用所學(xué)知識解決實(shí)際生活中的問題，實(shí)現(xiàn)有效的遷移與運(yùn)用，同時，創(chuàng)造性地利用所學(xué)知識，在不同情境中感知學(xué)科知識的使用技巧與方法。解決實(shí)際問題是深度學(xué)習(xí)的核心。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生可以在新知識和已有知識之間建立聯(lián)系，掌握復(fù)雜概念和深層知識等非結(jié)構(gòu)化知識，并在持續(xù)內(nèi)化過程中完善知識體系。

（三）深度學(xué)習(xí)以發(fā)展學(xué)生高階思維為目標(biāo)

高階思維是學(xué)生在更高認(rèn)知水平的心理或認(rèn)知活動中產(chǎn)生的[2]。區(qū)別于淺層學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，要求學(xué)生不僅要獲得認(rèn)知技能，同時還要在長期參與高層次認(rèn)知活動中加深理解，實(shí)現(xiàn)自我反思，達(dá)成高質(zhì)量、高水平的學(xué)習(xí)效果。

二、基于深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

下文將以滬科版物理八年級（全一冊）第五章第三節(jié)“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”為例，全面闡述深度學(xué)習(xí)背景下的教學(xué)策略。

（一）分析教材信息，科學(xué)設(shè)定深度學(xué)習(xí)目標(biāo)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)教師要合理設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，通過實(shí)施教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升及相關(guān)能力的培養(yǎng)。在深度學(xué)習(xí)背景下，教師需要驅(qū)動學(xué)生在新的情境中批判性地整合新知識。因此，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計應(yīng)反映這一點(diǎn)，突出核心素養(yǎng)的重要性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展之前，教師需要先深入分析教材內(nèi)容，明確本次實(shí)驗(yàn)活動的具體要求，圍繞單元結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)，以意義或邏輯聯(lián)結(jié)為線索設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生初步了解本課學(xué)習(xí)重點(diǎn)以及自己需要達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)，為后續(xù)深度學(xué)習(xí)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

通過對教材內(nèi)容的分析，教師了解到本節(jié)課實(shí)驗(yàn)探究由猜想與假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)與制訂計劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)組成，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)測量物質(zhì)密度的基本方法。考慮到學(xué)生在基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)部分已經(jīng)掌握了質(zhì)量的基本概念，并且學(xué)會了天平和量筒的使用方法。依據(jù)教材內(nèi)容，圍繞深度學(xué)習(xí)特點(diǎn)，教師可將本課實(shí)驗(yàn)活動目標(biāo)設(shè)計為：

（1）通過主動探究理解密度的概念、公式以及單位，能夠運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，了解利用變量法研究物理問題的基本步驟。（2）以合作的方式參與探究，歸納出物體的質(zhì)量、體積和密度三個物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。（3）通過對密度知識的探究與測量，形成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，感知密度知識在生活中的廣泛應(yīng)用，強(qiáng)化應(yīng)用意識。

以上目標(biāo)涵蓋了本課學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體作用，可以幫助學(xué)生在目標(biāo)導(dǎo)向下主動參與學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的參與度。

（二）創(chuàng)設(shè)生活化情境，激活深度學(xué)習(xí)思維

深度學(xué)習(xí)基于情境認(rèn)知理論，強(qiáng)調(diào)情境為深度學(xué)習(xí)的發(fā)展提供支撐。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們構(gòu)建生活與學(xué)科知識間的橋梁，體會物理知識在生活中的重要作用，教師在深度學(xué)習(xí)課堂上可以圍繞生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境，以此激活學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，驅(qū)動學(xué)生從情境中捕捉重要信息，引發(fā)他們的質(zhì)疑與思考。這樣，學(xué)生在與情境的互動過程中能夠充分增強(qiáng)思維深度，自發(fā)地產(chǎn)生探究問題的內(nèi)驅(qū)力。

本章內(nèi)容與學(xué)生生活息息相關(guān)。在導(dǎo)入階段，教師可以為學(xué)生播放《動物世界》視頻。視頻中，主持人講解了魚的分類，并介紹不同的魚種生活在不同的水域，水域有淡水和海水之分。在情境中，教師可以與學(xué)生開展對話，詢問學(xué)生對海水魚與淡水魚的了解程度，并引導(dǎo)他們進(jìn)行思考：淡水與海水從外觀來看無法區(qū)分，在不認(rèn)識魚種的情況下，應(yīng)如何進(jìn)行區(qū)分？基于生活情境提出問題，能充分引起學(xué)生的好奇心，使其主動參與到討論中。在此期間，教師還可以為學(xué)生提供體積相同的純水與鹽水各一杯，指導(dǎo)學(xué)生驗(yàn)證是否能通過觀察進(jìn)行辨別。創(chuàng)設(shè)學(xué)生喜聞樂見的趣味教學(xué)情境，能夠?yàn)閷W(xué)生帶來良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使其在主動了解、嘗試的過程中充分投入學(xué)習(xí)中。有的學(xué)生提出可以通過品嘗、蒸發(fā)等方法進(jìn)行辨別，不同的回答體現(xiàn)了學(xué)生不同的思考過程。根據(jù)學(xué)生的反饋內(nèi)容，教師可順利引入活動，提出“可通過質(zhì)量分析進(jìn)行辨別”，引發(fā)學(xué)生持續(xù)探究的欲望，順利實(shí)現(xiàn)由情境到知識的過渡。

（三）圍繞深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，構(gòu)建驅(qū)動性問題

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主體作用，要求學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識的理解、遷移運(yùn)用和問題解決[3]。為幫助學(xué)生在主動探究中實(shí)現(xiàn)多種信息和知識之間的連接，教師可以采用問題驅(qū)動的方式組織教學(xué)活動。具體來說，在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師可以圍繞實(shí)驗(yàn)主題，提出具有思考價值的問題，啟發(fā)學(xué)生通過對問題的分析實(shí)現(xiàn)思維的深層發(fā)展，在提出問題、建立假設(shè)、擬定探究計劃、驗(yàn)證假設(shè)等多個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)狀態(tài)過渡到深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。

在指導(dǎo)學(xué)生建立假設(shè)的環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)提供兩組材料：第一組材料為體積相同的鐵塊與木塊；第二組材料為體積相同的橡皮泥與鐵塊。然后，教師可要求學(xué)生觀察稱量結(jié)果，并提出問題：“體積相同的不同物質(zhì)為什么質(zhì)量不同？如果質(zhì)量相同體積是否一定相同？”根據(jù)教師提出的問題，學(xué)生可以嘗試進(jìn)行討論、猜測，并建立假設(shè)。有的學(xué)生表示：可能與物質(zhì)的種類相關(guān)，也可能與質(zhì)量和體積的比值相關(guān)。根據(jù)學(xué)生的反饋，教師可通過鹽水與純水的對比，啟發(fā)學(xué)生在不品嘗的情況下嘗試通過比較單位體積的質(zhì)量進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)而設(shè)計實(shí)驗(yàn)并制訂相應(yīng)的計劃。在此過程中，學(xué)生可以選取不同物體作為研究對象，并用天平、量筒等測量工具分別測出它們的質(zhì)量與體積，然后再計算單位體積的質(zhì)量進(jìn)行比較。為提升學(xué)習(xí)深度，教師還可以在學(xué)生操作過程中持續(xù)補(bǔ)充問題，如：空氣有密度嗎？不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是否相同？在利用天平測量物體質(zhì)量的過程中需要注意什么？這樣，通過逐級深入的問題，學(xué)生將會在思考中獲得啟發(fā)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的深度。

（四）實(shí)施小組合作，促進(jìn)學(xué)生高階思維發(fā)展

《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生具有科學(xué)文化素養(yǎng)、終身學(xué)習(xí)能力、自主發(fā)展能力和溝通合作能力。合作學(xué)習(xí)是教育改革大力倡導(dǎo)的一種新型學(xué)習(xí)方式[4]。在深度學(xué)習(xí)期間，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，教師可以根據(jù)班內(nèi)學(xué)生的實(shí)際情況組建四人小組，指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位參與實(shí)驗(yàn)活動，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的順利落實(shí)。在合作期間，小組成員可以通過表達(dá)、溝通等方式交流心得，養(yǎng)成善于傾聽的良好習(xí)慣，通過順利解決問題實(shí)現(xiàn)高階思維的深入發(fā)展，將所學(xué)知識內(nèi)化到認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，使深度學(xué)習(xí)得以持續(xù)進(jìn)行。

在問題設(shè)計階段，教師可通過啟發(fā)性問題引出“物質(zhì)的密度”實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生以不同物質(zhì)的物體作為研究對象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在結(jié)成學(xué)習(xí)小組后，要根據(jù)教師的提示以及提供的學(xué)習(xí)材料，嘗試搜集證據(jù)。比如，在活動期間，第一小組的成員選擇鋁塊和木塊這兩種物質(zhì)作為測量材料，在測量其質(zhì)量與體積的基礎(chǔ)上分別計算出了物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間的比，并完成了表格的填寫（見表1）。

當(dāng)各組成員完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，為持續(xù)推動學(xué)生高階思維的發(fā)展，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行討論，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析物質(zhì)的質(zhì)量與體積之間的聯(lián)系，進(jìn)一步加深學(xué)生對物質(zhì)特性的了解。在此過程中，各組成員需展示實(shí)驗(yàn)成果，教師可在統(tǒng)一指導(dǎo)和分析后，鼓勵學(xué)生總結(jié)密度的定義：由某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比就是這種物質(zhì)的密度。根據(jù)密度的定義，學(xué)生就可以得出密度的計算公式為 。這樣，學(xué)生通過合作探究積累了經(jīng)驗(yàn)，在完成測量報告填寫的同時深化了對理論知識的了解，達(dá)成了既定的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)。

度的計算公式。期間，教師應(yīng)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)行為作出評價，在分析學(xué)生優(yōu)勢、潛能的基礎(chǔ)上指出問題，如學(xué)生合作意識偏低、數(shù)據(jù)測量不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，并指?dǎo)他們作出調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師可引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)流程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用物理語言描述密度知識在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，同時提出自己在實(shí)驗(yàn)中存在的問題。比如，有的學(xué)生表示自己對體積與質(zhì)量內(nèi)涵的理解存在誤差，難以通過構(gòu)建物理模型解決問題，對單位換算存在疑惑等。針對這些問題，教師可以為學(xué)生提供有針對性的解決辦法，如借助思維導(dǎo)圖梳理知識、增強(qiáng)生活化訓(xùn)練等，幫助學(xué)生更好地調(diào)整自我并突破自我，在批判性審視學(xué)習(xí)行為的過程中實(shí)現(xiàn)深入發(fā)展。

三、結(jié)束語

綜上所述，在深度學(xué)習(xí)中，學(xué)生的主體地位得到明顯提升，其知識構(gòu)建與整合水平也可切實(shí)得到發(fā)展，這有益于其自身核心素養(yǎng)的形成。本文以“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”的實(shí)踐教學(xué)為例，全面闡述了幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的方法，提出教師要重視深度學(xué)習(xí)的重要作用，要設(shè)計能夠讓學(xué)生主動參與的學(xué)習(xí)過程，從而幫助他們通過探究逐步實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

（五）組織深度互動，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

深度學(xué)習(xí)的過程不僅是學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容、掌握學(xué)科核心知識的過程，還是學(xué)生把握學(xué)科本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)、高級的社會性情感、積極的態(tài)度、正確的價值觀的過程[5]。深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生要養(yǎng)成批判性思維。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動結(jié)束后，教師可以在班級內(nèi)組織深度互動活動，引導(dǎo)學(xué)生交流并分享自己在本課實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中學(xué)到了哪些知識、對知識的掌握還存在哪些疑問等，指導(dǎo)學(xué)生通過反思認(rèn)識到自己的不足，并及時向教師尋求幫助并進(jìn)行調(diào)整，以此不斷強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

學(xué)生已經(jīng)通過“物質(zhì)的密度”的實(shí)驗(yàn)探究掌握了密度的概念，在理解公式的基礎(chǔ)上能順利應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。在深度互動環(huán)節(jié)，教師可以啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，展示實(shí)驗(yàn)成果以及驗(yàn)證密

參考文獻(xiàn)

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[2]李雪妮.基于深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略[J].廣西物理，2023，44（3）：83-85.

[3]溫廣錄.融會貫通有效教學(xué)：深度學(xué)習(xí)下的初中物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)整合策略研究[J].試題與研究，2023（6）：28-30

[4]蘇益娟.“雙減”背景下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略[J].華夏教師，2022（17）：27-29.

[5]肖義.“互聯(lián)網(wǎng) + ”背景下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略[J].讀寫算，2024（32）：55-57.

作者簡介：游愛玉（1983.7-），女，福建政和人，任教于福建省南平第一中學(xué)，一級教師，本科學(xué)歷。