深度學習理念下高中物理項目式教學模式實踐研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A

深度學習理念強調(diào)以學生為中心，培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新能力，與PBL教學模式理念高度契合.文章以高中物理“牛頓第三定律”為例，基于深度學習框架，系統(tǒng)設計了PBL教學模式，進而探究該模式在高中物理課堂中的具體應用策略及教學成效.

1 深度學習理念下的PBL教學設計

1. 1 項目背景與目標

“牛頓第三定律”描述了作用力與反作用力之間的關系，不僅在理論上具有重要意義，也廣泛應用于教師的日常生活中.然而，在傳統(tǒng)的物理教學中，學生往往把這一定律局限于課本知識的記憶和簡單驗證，很少能真正理解其內(nèi)在的物理機理，更難將其遷移應用到實際情境中.根據(jù)深度學習理念，教師希望學生能夠通過主動探究、動手實踐和小組合作等方式，不僅掌握“牛頓第三定律”理論知識，更能將其應用于真實情境的分析和問題解決之中.本PBL項目的主要目標包括：（1）理解“牛頓第三定律”的內(nèi)容和特點.學生需要系統(tǒng)學習這一定律的理論知文章編號：1008-0333（2025）18-0101-03識，掌握其數(shù)學表達式、作用機理和適用條件等（2）設計物理實驗，用于驗證“牛頓第三定律”.學生需要結(jié)合所學理論知識，設計可行的實驗方案，包括實驗器材的選擇、實驗步驟的制定、數(shù)據(jù)收集的方式等.（3）實施實驗，收集和分析實驗數(shù)據(jù)，對定律進行驗證.（4）結(jié)合日常生活經(jīng)驗，找出“牛頓第三定律”在實際生活中的應用案例.學生需要結(jié)合推車行駛、射箭、登山等各種生活情境，分析“牛頓第三定律”在這些場景中的具體表現(xiàn).

1.2 PBL教學過程設計

為了充分發(fā)揮PBL教學模式的優(yōu)勢，教師結(jié)合深度學習理念，設計了以下循序漸進的教學過程.

1.2.1 項目導入

教師首先向?qū)W生介紹“驗證‘牛頓第三定律’并找到其日常生活應用”這一PBL項目的背景和目標，激發(fā)學生對這一經(jīng)典物理定律的興趣.例如，教師可以展示一段射箭或登山的視頻，讓學生感受到“牛頓第三定律”在實際生活中的重要體現(xiàn).同時，教師還可以提出一些啟發(fā)性問題，如為什么箭頭能夠高速前進？當教師站在懸崖邊時，為什么不會向下墜落？引導學生思考這些現(xiàn)象背后的物理機理[2]，通過這些導人活動，學生能夠?qū)磳㈤_展的PBL項目有初步的了解和興趣.

1.2.2 項目任務分析

在教師的引導下，學生小組討論并明確項目任務的具體要求.學生需要了解實驗設計的目標、數(shù)據(jù)分析的方法、生活應用案例的特點等，制定出詳細的小組工作計劃.教師則需要適時給予指導，幫助學生更好地理解和規(guī)劃項目任務.通過這一環(huán)節(jié)，學生能夠明確自己在項目中的任務分工和工作重點，為后續(xù)的探究活動作好充分準備.

1.2.3 資料收集與分析

學生小組分工合作，通過網(wǎng)絡搜索、課本查閱等方式，收集與“牛頓第三定律”相關的理論知識和實驗設計方案.在收集信息的同時，學生還需要對這些資料進行深人分析，評估實驗方案的可行性，并就理論知識進行討論交流，培養(yǎng)信息收集和批判性思維能力.

1.2.4 方案設計與實施

學生小組根據(jù)前期的資料分析，設計出具體的實驗方案，包括實驗器材的選擇、實驗步驟的確定、數(shù)據(jù)收集的方式等.在教師的指導下，學生小組仔細操作實驗，并記錄實驗過程和數(shù)據(jù).例如，可以設計一個推車實驗，測量推車時學生施加的力和車反作用于學生的力，分析二者大小關系.實驗結(jié)束后，學生小組對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出對“牛頓第三定律”的驗證結(jié)論.在這個環(huán)節(jié)中，學生不僅能鍛煉動手能力，還能培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析與解釋的能力.

1.2.5 成果展示與交流

學生小組制作PPT演示文稿，向全班展示自己的實驗過程、數(shù)據(jù)分析和驗證結(jié)果.在展示過程中，其他小組提出問題并進行討論交流，增進對實驗設計、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)的理解.例如，一個小組可以就自己發(fā)現(xiàn)的生活應用案例進行展示，引發(fā)其他小組的思考和討論.通過這種成果分享與交流，學生不僅能夠展示自己的學習成果，還能相互學習、啟發(fā)思維，進一步鞏固和深化對知識的理解.

1.2.6 教師點評與總結(jié)

教師首先對學生展示的實驗成果進行全面點評，肯定學生的優(yōu)秀表現(xiàn)，指出存在的問題與不足.

然后就學生實驗方案的合理性、數(shù)據(jù)分析的準確性等方面提出建設性意見，幫助學生發(fā)現(xiàn)不足之處，進一步提高學習水平.最后，教師總結(jié)本次PBL教學過程中的收獲與經(jīng)驗，為今后的教學實踐提供啟示.

1.3 教學方法與評價策略

為了充分發(fā)揮PBL教學模式的優(yōu)勢，教師采用了多樣化的教學方法和評價方式.在項目導入和任務分析環(huán)節(jié)，教師采用啟發(fā)式提問和小組討論的方式，引發(fā)學生的思考和交流.在實驗設計和數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，教師采用演示式和實驗式教學.教師可以先演示一個簡單實驗，讓學生觀察并思考實驗目的、步驟和原理，為后續(xù)自主設計實驗做好準備.隨后，學生小組動手進行實驗操作，并應用所學知識對實驗數(shù)據(jù)進行深入分析.這些實踐活動不僅能夠豐富學生的動手能力，還有助于加深學生對理論知識的理解.在成果展示環(huán)節(jié)，教師鼓勵學生運用多媒體工具進行展示和交流.學生小組制作PPT演示稿，采用圖表、動畫等形式生動地展示自己的實驗過程和結(jié)果.在展示過程中，其他小組提出問題進行互動探討，這不僅培養(yǎng)了學生的表達交流能力，也增進了學生對知識的理解.在評價方式方面，教師采取過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式.過程性評價關注學生在小組討論、實驗設計、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)的表現(xiàn).教師應給予反饋和指導，及時發(fā)現(xiàn)學生的問題并幫助改正，確保學習過程有序進行.例如，在實驗設計環(huán)節(jié)，教師可以對學生的方案提出建議，引導學生優(yōu)化實驗方案.總結(jié)性評價可從學生的實驗報告、展示陳述和實驗結(jié)論等方面進行綜合評價，了解學生的整體學習效果.例如，教師可以根據(jù)學生的展示內(nèi)容和回答問題的表現(xiàn)，評估學生對“牛頓第三定律”的理解程度.

2 PBL教學實施效果分析

2.1 學生學習效果分析

為了全面評估本次PBL教學實踐的成效，教師從以下幾個方面對學生的學習效果進行了分析.

2.1. 1 理論知識掌握情況

通過前測和后測的方式，教師能夠了解學生對“牛頓第三定律”的理解程度.結(jié)果顯示，在PBL教學結(jié)束后，學生對理論知識的掌握有了明顯提升.前測時，學生僅能簡單記憶定律的表達式，對定律的內(nèi)在機理了解較為膚淺.而在PBL教學之后，學生不僅能熟練書寫定律的數(shù)學表達式，更能深人解釋作用力與反作用力的關系，并舉出實際案例加以說明.

2.1.2 實踐動手能力

通過觀察學生小組在實驗設計和數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，教師發(fā)現(xiàn)學生的動手實踐能力得到了明顯提升.學生小組能獨立設計出切實可行的實驗方案并認真操作實驗，仔細記錄實驗過程和數(shù)據(jù).在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，學生靈活應用數(shù)學知識，對實驗結(jié)果進行深入探討，得出對“牛頓第三定律”的有效驗證.相比于傳統(tǒng)驗證性實驗，學生在PBL教學中表現(xiàn)出了更強的動手能力和創(chuàng)新精神.

2.1.3 問題分析與解決能力

在項目任務分析和成果展示環(huán)節(jié)，教師觀察到學生小組表現(xiàn)出了較強的問題分析和解決能力.在討論確定實驗方案時，學生能主動提出各種問題，并通過小組討論不斷完善方案.在展示交流時，學生能就實驗設計、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)主動回答其他小組提出的疑問并給出恰當?shù)慕忉?這表明，PBL教學既有助于培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新能力，又能提高學生分析問題和解決問題的綜合素質(zhì).

2.1.4 團隊合作精神

通過小組合作完成PBL項目任務，學生的團隊合作能力得到了顯著提升.在小組討論、實驗操作、成果展示等環(huán)節(jié)，學生之間積極配合、互幫互助，主動分工合作，充分發(fā)揮個人特長，共同完成項目目標.相比單純的個人學習，PBL模式為學生提供了更好的協(xié)作機會，培養(yǎng)了學生的溝通表達、協(xié)調(diào)組織等團隊合作能力.

2.2 教師教學反思

2.2.1 更新教學理念，發(fā)揮學生主體作用

PBL教學強調(diào)以學生為中心，讓學生主動參與探究活動，發(fā)揮主體作用.這與傳統(tǒng)的灌輸式教學有很大不同，要求教師從知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑д吆痛龠M者.在本次實踐中，教師積極更新教學理念，盡量減少對學生的直接引導，鼓勵學生自主思考、討論和探索.這不僅有利于培養(yǎng)學生的獨立解決問題的能力，也增強了學生的學習主動性和創(chuàng)新意識.

2.2.2 優(yōu)化教學設計，突出重點難點

PBL教學需要教師進行系統(tǒng)的教學設計和規(guī)劃.在本次實踐中，教師根據(jù)學生的認知特點和實際情況，精心設計項目導入、任務分析、資料收集等環(huán)節(jié)，引導學生抓住“牛頓第三定律”的重點和難點.例如，在實驗設計環(huán)節(jié)，教師特意提醒學生關注作用力和反作用力的數(shù)值關系，幫助學生更好地理解定律的內(nèi)涵.通過優(yōu)化教學設計，教師有效提高了學生的學習效率和掌握水平.

2.2.3 注重過程評價，及時反饋指導

PBL教學更注重學習過程，教師在實踐中采取了過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合的方式.在小組討論、實驗操作等環(huán)節(jié)，教師及時給予學生反饋意見，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題并改正錯誤.同時，教師鼓勵學生進行自評和互評，提高學生的自我反思能力.

2.2.4 營造協(xié)作氛圍，促進師生互動

PBL教學要求教師營造良好的協(xié)作學習環(huán)境，鼓勵師生互動交流.在本次實踐中，教師積極營造輕松愉悅的課堂氛圍，鼓勵學生勇于提問、暢所欲言.在小組探討和展示交流中，教師主動與學生進行交流互動，耐心解答學生提出的問題.

3 結(jié)束語

實踐表明，PBL教學模式能夠有效激發(fā)學生的學習興趣和主動性，培養(yǎng)其獨立思考和動手實踐能力，提升學習效果.但同時也存在一定的實施難點，需要教師不斷優(yōu)化教學設計和實施策略.未來，教師應該繼續(xù)探索基于深度學習理念的PBL教學實踐，為高中物理教學改革提供更多有益嘗試.

參考文獻：

［1］原小林.深度學習視域下的高中物理教學方法探究[J].數(shù)理天地（高中版），2024（4）：65-67.

[2］葉新.以“牛頓第三定律”為例探究高中物理課程培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的策略[J].數(shù)理化解題研究，2022（30） ：98 -100.