基于深度学习的初中物理教学实践探索

2019-06-11侯丽容

中学理科园地 2019年2期

侯丽容

关键词：初中物理;深度学习;教学策略

引言

深度学习（Deep Learning）的概念最早由美国学者Ference Marton和Roger Saljo于1976年提出[ 1 ]，是指教师引领学生围绕预设的富有挑战性的学习主题，自主学习、体验成功、感悟提升的一种有意义的学习过程[ 1 ]，它强调对学科知识本质的理解，追求有效的学习迁移、真实问题的解决，是以高阶思维为主要认知活动的一种高投入性的学习方式[ 2 ]。在日常的教学实践中，基于深度学习的初中物理教学可以从以下几方面入手。

1 创设真实情境，激发学生深度学习的兴趣

德国教育家第斯多惠说过：“教学的艺术不在于传授知识的本领，而在于激励、唤醒和鼓舞”。实践证明，精心创设真实的情境，将学生置于乐观的情感当中，能有效刺激学生的求知欲望，发展学生的创造性思维，激发学生深度学习的兴趣。

1.1 创设“新奇”的实验情境，激发学生的求知欲望

创设“新奇”的实验情境，能够激发学生强烈的求知欲和学习兴趣，使学生乐学物理。如，在教“白炽灯的工作原理”时，可以这样创设实验情境：任取一根学生常用铅笔芯，用八节干电池给铅笔芯通电，铅笔芯先变热后变红，越来越红，最后发出耀眼的光。这一新奇的现象让学生惊呼，激起学生的求知欲，激发了学生深度学习的兴趣。

又如，在教“电是什么”时，可以这样创设实验情境：让实验者站在绝缘板上双手触摸“感应起电机”，人的头发由于静电斥力会如孔雀开屏般“怒发冲冠”式的竖起，这一神奇美丽的景象让学生惊叹不已，立即唤起学生的好奇心，激起学生深度学习的求知欲望。

1.2 创设“好玩”的实验情境，调动学生的参与热情

玩是孩子的天性，初中学生尤其爱玩有趣味、有深度的“物理游戏”。教师为学生创设玩味十足的物理情境，让学生在“玩中学”，可以调动学生主动参与的热情。如“硬币跳高”“纸盒烧开水”“瓶吞剥壳熟鸡蛋”“漏斗吹乒乓球”“冷水浇沸水杯使水再沸腾”等许多小实验，“玩”味十足，收效良好。还可以组织学生开展小制作活动，如用可乐罐做“浮沉子”，用鸡蛋壳做“不倒翁”，用竹筷做“杆秤”等，有的还将小制作进行改进和美化，使之变成精美玩具。一旦成为玩具，学生便“玩”进了物理世界，“玩”会了物理知识，“玩”出了物理智慧、物理思想与物理方法。

1.3 创设“悬念”的实验情境，引发学生探索的激情

布鲁纳曾说：“学习的最好刺激乃是对所学材料的兴趣”。创设“悬念式”的实验情境引入教学，可以尽快集中学生的注意力，形成情感共鸣，使之产生欲罢不能，非知不可的学习需求，从而引发学生探索的激情。

如，在教“大气压强”时，可创设“在大试管中上升的小试管”的实验情境进行导入：在一根装满水的大试管中插入一根小试管，插入一半时，将两试管同时倒立，小试管不随大试管中流出的水往下掉，反倒逐渐上升。这个充满魔力的小实验给孩子们留下深深“悬念”：小试管为何不掉下来？小试管是被水吸进去了吗？还是什么力把小试管推上去了？从而激发学生的探索激情。又如，在讲授“热传递”时，因热传递知识比较抽象，直观上不易看出，学生难以理解，可创设“烧不死的小鱼”的实验情境进行导入：烧瓶颈部的水已烧开，烧瓶底部的小鱼却仍在悠闲的游来游去，这一不可思议的现象，引发学生认知冲突，形成悬念，使学生萌生解决问题的欲望。

2 拓展实验内容，培养学生深度探究的热情

拓展实验内容有助于促进学生课内探究与课外探究的互补结合[ 3 ]，还能为学生创造更多动手操作的机会，亲历科学探究的过程，体验自主探究的樂趣，提升实验操作的技能，从而培养学生深度探究的热情。

2.1 丰富课外活动内容，引导学生广泛探究

教师可根据教学内容拓展一些课外活动，让学生在实践活动中体会科学家发明创造的艰辛，磨炼学生的意志，培养自主、合作的探究精神，增强创新、创造意识。如组织物理课外兴趣小组活动，青少年科普讲座，开展科技小发明小制作比赛、小实验操作比赛等，拓宽学生视野，培养学生广泛探究的兴趣。

2.2 运用媒体模拟实验，启发学生深度思考

许多物理实验现象，实验过程短暂，稍纵即逝，学生来不及细致观察，很难发现问题本质，达不到实验目的。多媒体模拟实验能以其灵活、生动、形象的表现形式和强大的模拟功能，填补一些常规实验所不能呈现的现象，模拟课堂上无法直接完成的实验，还能多次重复模拟实验过程，再现物理现象，有助于学生深度思考，达到掌握重点、突破难点的目的。

如，在“凸透镜成像”教学中，在学生分组实验后，可通过播放flash动画，模拟凸透镜成像实验：在屏幕上拖动蜡烛，缓慢改变物距，蜡烛的成像情况也随之发生相应地变化，它能够非常直观且清晰地显示凸透镜成像规律，优化了实验呈现方式，便于学生理解和记忆。又如，在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时，可播放一段真实的视频：有一气功师平躺在地面上，身上压着一块大石板，助手用大铁锤打击石板，石板碎了而气功师却安然无恙。这一情景立即与学生原有认知产生冲突——人被锤打怎能不受伤？启发学生深度思考，为后续学习创造良好的认知起点。

2.3 创新随堂演示实验，引发学生深度探究

在初中物理教学中，适当增加和改进一些演示实验，有助于启迪学生的思维，加深对物理概念和规律的理解，激发学生深度探究的热情。如，在探究“液体内部压强”时，针对液体内部压强是由液体重力引起，但又与重力、体积无关，跟深度有关的这一难点与疑点，可增加一个演示实验：取两根容积相同，但管径不同，一端开口一端包扎薄橡皮膜的玻璃管，倒入等量的水，引导学生观察比较两玻璃管中水的重力、体积大小与橡皮膜的突出程度，学生得出：水的重力、体积相同但橡皮膜突出程度不同。再将玻璃管从竖直位置逐渐倾斜（水未溢出），减小水的深度，再问学生：管中水的重力、体积大小与橡皮膜的突出程度是否改变？学生得出：水的重力、体积不变，橡皮膜突出程度变小。该实验的增加，很好的解决了液体内部压强跟重力、体积无关，与深度有关这一难点、疑点，加深了学生的理解，引发学生深度探究的欲望。

3 引领感悟反思，实现学生思维的创新升华

子曰：“学而不思则罔，思而不学则殆”，反思是整个教学思维活动的核心与动力，教师可以引导学生通过元认知对自己的学习过程进行检验、评估与调整，把学习引向深入，促使其有效学习，实现思维的创新升华。

3.1 在认知发生冲突时进行反思

学生对来自生活经验的认识，多属“表象”认识，而这些表象认识往往是错误的。如，在教“物体的浮与沉”时问学生：一块薄铁片放在水中会下沉还是上浮？再用多媒体展示万吨巨轮在海上航行的精彩画面，引发学生认知冲突：浮力大到可以托起用钢铁制造的万吨巨轮，为何托不起一片薄薄的铁片？再问学生：把鸡蛋放入水中是浮还是沉？学生根据生活经验回答会下沉，接着演示鸡蛋放入密度不同的“盐水”中，会悬浮与漂浮的情景。教师利用这些“认知冲突”引导学生深度反思，总结物体浮层条件，达到深度理解和掌握物理规律的目的。

3.2 在答题出现错误时进行反思

学生常因对所学的知识一知半解、粗心大意或是不求甚解等造成答题错误。如有这样一道题目：小张用350 N的力竖直向上拉地面上重为500 N的物块，求物块所受合力的大小？多数学生错答为150 N。此时，教师应引导学生深入反思，分析错误原因，寻找错误根源，应认真审题，理解题意后再作答。题目是求“物块所受的合力”，不是求“拉力和重力的合力”，需意识到这二者并不一致，物块不只受上述两个力，还受到150N的支持力作用。其次，让学生意识到物体的受力情况往往需紧扣其所处的运动状态，此时物块并未被拉离地面，仍处于静止状态，因此其所受的合力为零。答题后的反思，有助于培养学生思维的深刻性和全面性，提高答题的正确率。

3.3 在疑难问题解决后进行反思

在较难的问题决后，学生如果只满足于当前问题的解决，就达不到举一反三的目的。教师可结合当前解决的问题，开展一图多用、一题多解、一题多变等变式与拓展训练。如：“伏安法”测电阻的实验电路，还可用于“伏安法”测小灯泡电功率、探究导体电流与电压的关系、探究导体电流与电阻的关系;再如，求三个电阻R₁=13Ω，R₂= 65Ω，R₃=130Ω并联后的总电阻，常规解法：1/R=1/R₁+1/R₂+1/R₃，計算很繁琐，假如引导学生认真析题后再解题：把R₁看成10个R₃并联后的总电阻，把R₂看成2个R₃并联后的总电阻，R₁、R₂、R₃并联就相当于13个R₃并联，即R总=R₃/13=10 Ω，解题就会轻松许多。类似这种通过求异思维的变式训练，诱导学生在问题解决后反思，可以拓宽解题思路，达到触类旁通的效果，有助于开发学生的发散性思维，培养创新能力。