基于深度学习的高中物理单元学习设计研究

2021-12-31孙群洁

科学咨询 2021年5期

关键词：整体深度物理

孙群洁

(杭州市余杭实验中学浙江杭州 311100)

深度学习具体表现为一个个学习活动，但是这些活动并不是孤立存在的，而是存在于系统中的教学活动，因此学生的物理学习是一个体系，应当注重整体性把握，需要根据教学规律具体展开，借助以单元为单位的物理学习指导教学设计，有助于落实新课程教育目标。

因此，要想让学生的深度学习发生，教师应建立在学生理解物理知识框架的基础上，并在各个物理知识之间构建起有意义的联系，善于从整体视角出发合理把握物理课程，使学生所获得的物理知识结构更加完整。

一、深度学习与单元学习之间的内在联系

深度学习实质上关注知识整体性框架的构建以及知识的迁移，并强调学生的深度反思，这恰好与单元教学的整体性功能相契合，单元教学本质上是基于整本书与课时教学之间的中立式课堂教学模式。

要想展开单元教学实质上依然需要落实到课时教学中，单元教学与传统的课时教学存在一定的差别，其具体的差异在于单元学习设计相对于传统课时教学模式而言具有更强的整体性，并克服了课时教学中知识过于碎片化的缺陷，能使学生的知识学习更加系统化与完整化。另外，单元教学形式也比较丰富，不同形式下单元教学与物理学科教学之间的内在联系也更加密切，有利于培养学生解决实际问题的能力。同时，在完成单元学习任务之后，还应当注重对学生的评价，评价要素更加全面，便于学生深入反思单元教学内容。因此，在具体教学中，深度学习与单元学习之间关系密切，有助于实现新课程教学目标[1]。

二、基于深度学习的高中物理单元设计具体实施策略

（一）搭建单元整体框架，规划物理教学目标

要想展开深度学习，首先应对高中物理单元教学内容有个全方位的了解，理顺单元详细内容，并整体出全新单元知识框架。为了避免单元知识点的重复，教师可借助思维导图的方式将单元知识点呈现出来，并进行系统化设计。之后明确单元具体教学目标，明确培养学生的哪方面能力，有效抓住知识与价值之间的映射关系，同时单元目标的确定并不是将每个知识点都明确规定好，而是注重从整体视角出发，设计大概知识框架，这样便于教师对单元整体教学框架了然于胸[2]。

例如，“运动的描述”教学过程中，教师借助思维导图方式围绕“运动的描述”详细展开物理知识点讲述，具体包含机械运动、加速度、速度与速率、位移和路程、时刻和时间、参考系和坐标系等，以这些内容为支点，详细呈现，并以支点为出发点，有效抓住物理教学目标，明确物理课程整体教学方向。具体思维导图设计如下：

教师明确了“运动的描述”单元思维框架图之后，要结合单元教学内容明确单元教学目标，具体设定目标如下：

1.通过对质点的学习，了解物理模型，深入体会物理模型的作用。

2.经历匀变速直线运动的实验过程，了解其规律。

3.善于运用物理知识解决生活实际问题，感受到学以致用的乐趣。

整体单元设计整体目标制定完成之后，帮助学生明确物理整体学习方向，遵循物理学习规律，并按照循序渐进的原则深入探究运动的描述相关物理知识点，在物理学习中感受到科学的巨大力量。

（二）精心搭建单元台阶，形成合理构思方案

单元台阶的搭建主要依赖于物理课堂问题的引导，问题的难易程度以及是否抓住了物理知识的要害，其答案是否正确等都值得探讨，物理教师需要做的则是为学生搭建单元台阶，而不是将物理知识探究过程直接呈现在学生面前，直接告诉学生最终答案并不是目的，教师需要为学生做好垫脚石，具体的选择及方案制定依然需要学生主动构思。组织学生以小组合作的形式完成物理方案的制定，形成属于自己的独特解决路径，这样有助于学生创新意识的形成[3]。

例如，在“匀变速直线运动的研究”单元教学过程中，本单元教学内容主要是基于第一单元运动的描述基础上，借助实验的方法，深入探索匀变速直线运动的规律与特点，借助打点计时器设计物理实验探索运动规律，运用语言、公式及图像等进行有效描述，提高学生的逻辑思维能力。之后教师进行引导：“同学们，我们已经学习了利用打点计时器测量物体运动的速度，那么接下来让我们继续探索利用打点计时器研究小车速度伴随时间变化的规律。”学生们熟练操作，得到一条点迹清晰的纸带，但有的学生在操作过程中遇到了问题，有的学生直接松手，之后打开打点计时器的电源，有的学生则反过来操作，学生之间则针对两种方法进行讨论，明确其优缺点，之后学生们面对打印出的纸带，思考如何探究小车的速度与时间之间关系，学生们以小组为单位学会了计算各个点瞬时速度的方法以及速度表格处理方法，从而得到了纸带上的点代表物体运动速度的结论，最后结合数据表格猜想出小车运动速度会随着时间变化的规律，也就是速度与时间是成正比的，整体的物理探究过程中，组织学生深入思考，促进学生思维能力与探究能力的有效提升。

（三）发挥多元评价作用，构建单元评价体系

在物理教学评价环节中，教师为学生制定详细等级目标，并注明关键词，在完成物理教学任务的时候，进行自我反思，了解哪个环节没有落实到位，同时让学生完成自我学习鉴定表格，反思自己的物理学习程度。最后注重小组成员的评价，在自我评价的下面列出小组成员评价，对该学生的物理课堂表现进行综合性评价，总结与反思物理学习环节的不足之处，通过多元化评价了解自身优点与不足，并对缺点加以改正[4]。

例如，在“相互作用——力”的教学过程中，教师为学生设计物理练习题：某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，上端临时固定在地铁竖直扶手上。地铁启动后绳子偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。请根据照片估算此时地铁的加速度大小，并判断加速度方向，写明解答过程。学生回归生活，自行建立坐标系，设计测量方案，从而获得真实的数据。在这个过程中，学生对自己的探究过程进行点评：“在上述物理问题中，题目中没有提供一组数据，我是通过上网查找相关数据，并建立坐标系，详细测量并获得真实数据，但是在测量过程中可能会出现误差。”老师：“这位学生做得非常好，出现误差是难免的，只要误差在允许范围内就是合理的。我们唯一能做的就是尽可能地减少误差。”小组成员评价：“我们跟着这位同学一起学习，了解地铁的运动情况，并将物理理论知识与现实生活相结合，有效提升了我们解决问题的能力，希望能再次合作。”从上述点评中让学生意识到自己的优点，同时注重改正自己的缺点，完善物理整体学习过程，为后续物理学习与探究做好铺垫。