依托学生经验，促进物理深度学习

马传豹

摘要：深度学习聚焦学生自主性、批判性认知力的发展，关注学生的学习动机，强调从学习中反思，促进知识的迁移运用。在初中物理教学中，立足学生经验、有序展开深度教学，可促进学生深度学习。

关键词：初中物理;学生经验;深度学习

与浅层学习相比，深度学习更加关注学习者的动机、投入程度、学习反思及学习结果的迁移运用。教育心理学家奥苏贝尔提出，在影响学习的最重要的因素中，“学生已经知道了什么”最为关键。基于学生的已有经验来拓展物理课堂深度学习，让学生从中把握物理的本质，培养科学精神。以“物体的浮与沉”为例，就深度学习课堂的打造进行阐述。

一、引入动手实验，激发认知冲突

学生已有的学习经验是构建教学活动的重要依据。在初中物理中，学生的经验可以有生活经验、知识经验、活动经验等。在本节教学设计中，我们从实验活动入手，让学生观察实验现象，产生认知冲突。实验情境1：在透明深筒中装入清水，将一个鸡蛋沉于水底，问学生，如何让其浮起来？有学生建议，加盐。实验情境2：同样深筒中置鸡蛋浮于水面，问如何让其沉下去？学生感到无所求解，但教师提议尝试加盐，鸡蛋果真沉下去。

通过动手实验后，问题出来了，同样是鸡蛋，同样的条件，同样是加盐，为什么鸡蛋会沉下去，也会浮起来，这种情形是否矛盾？学生能够从我们设置的实验活动中观察到现象，与自己的经验建立关联，在同样的条件、不同的实验现象下，教师抓住了学生的疑问点，引领学生走向深度思考。直观的现象，原本沉在筒底的鸡蛋，浮起来了，一沉一浮之间，让物理课堂趣味横生，也为后续讨论下沉與上浮问题奠定基础。

二、构建探究过程，迁移知识经验

从前面所观察到的下沉与上浮现象中，我们搭建小组合作探究活动。准备的实验材料有防水橡皮泥、口香糖罐、铁夹、气球、小铁块、梨、较大的空心铁盒，铁钉等。让学生借助这些器材，在水中实验“物理浸没水中后松手，观察并记录运动状态”。该实验活动让学生自行感知物体的下沉、上浮过程，并从中破除“浮力大的物体上浮，重力大的物体下沉”的错误经验，由此引出“浮力”、“重力”两个概念，也是影响上浮、下沉的重要因素。从学生的经验出发，再将探究的焦点锁定于理论层面，“哪些因素是影响浮沉的条件？”挑选学生，用手举起足球，在“静止”、“上升”、“下降”中，感受受力的变化，利用所学的二力平衡知识来解释。接着将足球浸入水中，静止后，分别进行上浮、下沉运动，让学生感知受力变化。随后，对照课堂动画观察水中小球，从刚露出水面到最后静止于水面过程，回顾小球在上浮过程中，所受重力、排开液体的体积、浮力等变化情况;再对照下沉过程，分析重力、液面提升的体积、浮力等变化情况。这一对比实验活动，让学生把二力平衡条件及知识迁移应用到“浮沉条件”的影响因素中。由此，根据二力平衡条件，为学生搭建了认知“脚手架”，再通过学生亲自动手体会足球在水中有静止向上浮、下沉的变化过程，感知足球的受力状况，降低了学生自主作图推导受力分析的难度。随后，我们联系学生所学的力学知识，指导学生以“足球”为质点，分析其在水中静止、足球上浮过程、下沉过程的受力状况，增进对“浮沉条件”的深刻理解。最后结合本节实验过程体验，延伸相关问题：阿基米德原理对液体和气体适用吗？物体的浮沉条件，在气体中适用吗？请同学们思考并举例说明。有学生列举孔明灯、热气球等现象。为了进一步强化学生对“浮沉条件”内涵的认识，我们通过塑料袋、酒精灯、小型铁架台来模拟孔明灯原理，在室内进行实验，并进行定性分析。学生运用液体条件下的“浮沉”原理来解释在空气条件下的“浮沉”现象，说明阿基米德原理的适用性。

三、结合生活经验，解释物理现象

本节的重点是认识“浮沉条件”，探究影响“浮沉”的因素。通过前面所学引出问题：物体浮沉状态的改变与哪些条件有关？学生很快得出“改变重力”或“改变浮力”的结论。有哪些具体的方法？学生得出改变物体质量，改变排开液体的体积，改变液体的密度等等。重回到课堂伊始，对于鸡蛋下沉、上浮，实验条件都是“加盐”，如何来解释鸡蛋浮沉的变化问题？对于情境1，鸡蛋上浮还有其他方法吗？根据前面所学的经验改变鸡蛋的质量，有学生想到抽取蛋液可以促其上浮。我们通过注射器，对鸡蛋的蛋液进行抽出，再放入水桶后，鸡蛋上浮。对照这一方法，生活中有哪些与之类似的应用？很快，学生想到了“潜水艇”。潜水艇通过排放或抽入内部的水来获得自由浮沉。可见，将所学的知识经验应用到“浮沉”现象的解释中，让学生从中归纳并总结影响“浮沉”状态的条件和方法，促进学生对物理知识的灵活运用。同时，在利用注射器抽取蛋液的实践中，学生能够从发散性思维中将所学物理原理进行创造性运用，提高了学生的学习品质，也让物理课程更加真实性、可视化。以认知冲突来促进学生思考问题，借助于演示实验来强化学生对物理原理的认知，最后联系实际生活引领学生运用所学理论科学解释物理现象，在动手体验、科学分析中丰富学生的物理应用。

四、结语

总之，以经验为基础，尝试搭建满足学生认知特点的深度学习情境，教师要善于挖掘教材知识点，优化和延伸教学设计内容，注重对学生已有经验的整合，通过“问题”驱动，重构课堂教学设计，激活学生的自主性、参与性、实践性。在本节教学创新中，顺应学生已有的知识经验，消除学生的错误认知，并从学生动手体验、小组合作探究中完成新知识经验的内化，让学生从“二力平衡”原理中，认识和理解“浮沉”条件，提高课程教学效率，凸显了学生的主体性。

参考文献：

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（责编张欣）