基于物理实验法促进学生的深度学习

李华丽

【摘要】物理教学需要基于基本实验观察获得物理规律。实验正是物理学重要的研究方法之一，它能培养学生分析问题、解决问题的能力，也能培养学生自主合作和探究的意识。文章结合在实际教学过程中的教学案例，提出促进学生深度学习的初中物理实验教学策略。

【关键词】深度学习;物理实验;学习方法

在网络迅猛发展的今天，终身学习和深度学习已经成为我们每个社会个体适应社会发展的必需。鉴于此，物理教学需要基于基本实验观察获得物理规律，实验既能培养学生分析问题和解决问题的能力，又能培养学生自主合作和探究的意识。下面笔者结合深度学习的内涵以及初中物理实验教学的特点，谈谈运用实验法培养学生深度学习的策略。

一、何为深度学习

深度学习的概念和内涵一直在不断发展变化，国内外学者从不同视角对深度学习进行了研究，对其概念的解释也不尽相同。20世纪50年代，美国学者Ference Marton和Roger Saljoa首次对深度学习开展实验研究并提出深度学习和浅层学习两个概念，认为深度学习是相对于浅层学习的方式。

在我国，何玲和黎加厚教授于2005年首先介绍了深度学习的概念。随着研究的深入，研究者从关注深度学习的方式过渡到关注深度学习发生的过程和结果。卜彩丽、冯晓晓、张宝辉从深度学习的概念、策略、效果和启示上对美国深度学习项目进行了解读与分析，提出在深度学习能力框架中，学生认知领域的能力包括掌握核心学科知识和批判性思维与复杂问题的解决能力;人际能力包括团队协作、有效沟通能力;个人能力由学会学习、学习毅力两个关键能力组成。

二、基于实验法学习促进学生的深度学习

1.了解物理發展史，走进物理学习

学生正式接触物理学科是在初中阶段。初中的两年物理学习让学生对整个经典物理体系有了整体的了解，这对学生的学习能力以及接受知识能力提出很高的要求。鲁教版教材在绪言中用三节内容让学生走进物理、了解物理，尤其是在第三节中认真详细地介绍了物理学习中的实验设计的整体思路以及能够达到的学习效果。而在初接新生时，笔者的引导方法是：开学初让学生利用网络搜索熟悉的物理大家的生平事迹与其一生成就，以及对物理学科的重大贡献和著名实验。例如，学生如果听说过物理学家牛顿，就会了解牛顿的生平事迹，以及他的苹果落地实验探究出的万有引力定律;听说过爱迪生，就会了解灯泡的发明以及进行的大量实验;听说过瓦特，就会了解瓦特观察水壶盖的跳动发明出蒸汽机。无形中让学生了解物理是一门以实验为基础的学科，从发展根源了解物理学科是进行深度学习的基础。

2.巧妙利用演示实验，激发学生探究的兴趣

物理演示实验是课堂教学的重要环节，需要学生观察实验现象、分析实验过程、得出实验结论。对于易于操作的实验，教师应尽量放手学生自主演示;对于有一定难度的实验，教师要适当地指导学生完成操作。例如，在电学实验中，学生对生活中处处可见的电产生很大的好奇心，但从小就被灌输了远离电、防止触电危险的观念，所以学生对此既爱又怕。在上课之初，学了电的基本知识之后，教师可以进行电路连接演示，向学生演示短路，同时在操作的时候可以故意出错，让学生找错，连接电路时应放慢动作，让学生看到分解步骤，消除学生的恐惧心理。演示实验后，学生都会想自己动手完成一次电路连接。学生有了兴趣，便会细致观察与思考，从而不断产生疑问，带着问题认真听讲，并且对安全用电知识有了全面、深刻的了解。

3.培养学生的实验设计能力

学生动手实验才是物理实验教学的主体，它能够培养学生的观察能力、思维能力、实践能力。学生的动手实验包括课堂实验和课后实验。

（1）课堂实验目标明确、内容丰富

课堂实验由于时间和器材的限制，需要保证实验顺利进行，但又需要课堂实验能够达到明确的目标。在进行实验时，学生常常不了解实验器材或者对实验步骤只是机械性地重复，找不出实验器材的缺陷以及缺乏对实验步骤是否合理的反思。例如，在讲解杠杆这节实验课时，教师拿出实验室的杠杆器材给学生，学生并不能顺利地说出五要素的位置及如何操作杠杆。笔者便带领学生从杠杆定义出发组装一根实验杠杆用具。a.拿出一根“棍”展示杠杆是一根硬棒。b.可以围绕固定点转动，又要消除重力对实验的影响，支点选在中间固定杠杆。c.挂上物体，让杠杆分别处于水平平衡和倾斜一定角度平衡，学生选择水平平衡，便于测量力臂。d.如何读取力臂呢？学生说用刻度尺直接量取。提问：“可否优化实验器材？”学生：“以支点为起点，将刻度直接画在杠杆上。”这个过程加深学生对杠杆作用的了解，实验中的难题也迎刃而解。

（2）课后实验丰富多样

物理学科的主旨是从生活中学习物理，将物理知识应用于生活，所以物理知识在生活中的应用随处可见。将学到的知识拿到实际生活中应用和利用生活器材进行物理实验，都是帮助学生进行物理学科的深度学习和理解。在学习了大气压强的知识后，可以让学生在课后选择合适的杯子和纸板进行覆杯实验，以加深对本节课的知识理解。学生们很有成就感，在得到笔者的肯定和鼓励之后，他们就更有胆量在每一节课后用生活器材进行实验，或者利用所学解释生活现象。

4.利用多媒体教学手段培养学生科学探究能力

现在是网络时代，网上出现了很多教师自制微课、动画演示实验、模拟仿真实验室等学生可以利用的教学资源。例如，在探究“凸透镜成像规律”实验中，教师可利用多媒体模拟演示凸透镜成像的光路图，让学生对光源、凸透镜、光屏三者不共轴时的成像情况，以及物距虽在一倍焦距到二倍焦距之间但逐渐接近焦距时的成像范围，有了直观、清晰的空间印象，为学生后续探究、现象分析提供了依托。在电路的连接中，学生如果不太敢尝试实物连接，同样可以利用仿真实验室器材，在电脑上练习连接，直观、逼真的实验环境为学生的动手实验打下了基础。

总之，实验教学是物理学习的主要方法，将多种实验教学方法贯穿物理教学中，能够培养学生深度学习的能力以及加深对知识深度的理解。

【参考文献】

[1]卜彩丽，冯晓晓，张宝辉.深度学习的概念、策略、效果及其启示——美国深度学习项目（SDL）的解读与分析[J].远程教育杂志，2016，34（5）：75-82.