深度学习背景下的高中物理单元教学——以匀变速直线运动为例

张小帅

（宁夏育才中学，宁夏 银川 750021）

0 引言

深度学习理念的提出，为教育教学带来了全新的思路和方法。在高中物理教学中，如何通过深度学习策略的应用，促进学生对知识的深刻理解和应用能力的提高，是当前教育教学领域亟待解决的问题。

1 深度学习在高中物理教学中的体现

深度学习理念是指通过多层次的学习和特征提取，让学生更深入地理解所学知识的基本概念和原理。它不仅强调学生对知识的掌握程度，更关注学生能否运用所学所得解决实际问题，以及在实际情境中对知识的运用能力。

多层次的学习和知识梳理：采用深度学习理念，可以让学生通过多次学习和梳理知识，逐步深入理解和掌握各个概念和原理。

特征提取和实际问题解决：深度学习强调通过特征提取和数据处理，实现对实际问题的解决。在高中物理教育中，可以通过引导学生分析实际问题，提取关键信息，运用所学知识解决问题，培养学生的实际运用能力。

引导学生自主学习和创新思维：深度学习理念注重学生自主学习和创新思维的培养。在高中物理教育中，可以通过提供多样化的学习资源和学习方式，引导学生主动探究和发现，培养学生的自主学习和创新思维。

2 以匀变速直线运动为例分析高中物理教学深度学习策略

2.1 转变课程的教学目标

相比传统的匀变速直线运动教学目标，新的教学目标应该更加多元化和全面化[1]。传统的教学目标仅仅强调帮助学生掌握匀变速直线运动的定义、公式和基本特征，如速度和加速度等。相比之下，采用深度学习策略，可以将教学目标转变为帮助学生理解匀变速直线运动的本质、探究物理现象和现实生活中的应用。

具体来说，可以采用以下策略：首先，建立问题意识，在教学中，通过提出实际问题和疑问来激发学生的好奇心，引导学生主动思考并发现问题。其次，以探究为中心，引导学生通过实验、观察和实际场景模拟等方式来探究匀变速直线运动的本质和规律。教师可以通过对实验数据和图像的解释和分析，引导学生理解物理学原理和规律，使学生能够深入理解匀变速直线运动的本质。最后，以应用为导向，通过引导学生应用所学知识，解决实际生活中的问题，促进学生的实践能力的培养和提高。

2.2 创新教学方法

在高中物理教学中，为了更好地实现深度学习策略，教师可以采用一些创新的教学方法，以下以匀变速直线运动为例进行说明。

借助多媒体技术：多媒体技术可以将图形、动画、声音等多种媒介形式进行集成，能够生动地展示匀变速直线运动的特点，引导学生形象地理解运动规律。例如使用动画演示匀变速直线运动的过程，可以生动形象地展示运动规律，激发学生的兴趣和好奇心；制作视频，展示运动实验中的数据和图像，并引导学生通过数据分析和图像解释，理解匀变速直线运动的本质和规律；设计互动式教学案例，例如通过编程模拟匀变速直线运动的过程，让学生探究运动的规律和特点；利用虚拟实验室，让学生在模拟的实验场景中进行匀变速直线运动的探究和实践，提高学生的实践能力和动手能力。

拓展实验设计：在匀变速直线运动的教学中，教师可以通过拓展实验设计的方式，让学生通过实验了解物理现象，并引导学生分析实验数据，帮助学生更深入地理解运动的特征和规律。例如在匀变速直线运动的教学中，教师可以通过以下步骤拓展实验设计：

设计并制作小车模型进行实验：首先，教师可以设计并制作一个小车模型，让学生在实验中模拟匀变速直线运动。其次，教师可以设置不同的速度和加速度条件，让学生观察和记录小车模型在不同条件下的运动情况。最后，教师可以引导学生分析实验数据，让学生深入地理解匀变速直线运动的特点和规律。

利用传感器和编程探究不同重力加速度下的运动规律：教师可以通过传感器和编程等技术手段，让学生探究不同重力加速度均匀变速直线运动的规律。具体来说，教师可以设置不同的重力加速度条件，让学生使用传感器测量小车模型在不同条件下的运动情况，并利用编程软件进行数据处理和分析。最后，教师可以引导学生讨论和总结实验结果，帮助学生更好地理解运动的规律和特点。

问题探究式教学：问题探究式教学是一种以问题为导向的教学方式，强调学生在问题探究的过程中掌握知识，提高学生的主动学习能力。在匀变速直线运动的教学中，教师可以通过提出问题，让学生自己去思考和探究，并引导学生进行小组合作，让学生在解决问题的过程中深入地理解知识点。

师：大家好，今天我们将通过问题探究式教学的方式来学习匀变速直线运动。首先我会提出一些问题，希望你们能自己思考并尝试回答这些问题。问题为：匀变速直线运动的特点是什么？它的运动规律是什么？

生A：我觉得匀变速直线运动的特点是速度在一段时间内发生了改变，但是加速度是恒定的。

师：非常好，你能否举一个实际例子来说明这一点呢？

生A：比如说，当一辆汽车在路上行驶时，如果它的速度从30 公里每小时增加到60 公里每小时，那么它就是匀变速直线运动。

师：很好，那么其他同学对此有什么补充或者不同的见解吗？

生B：我认为匀变速直线运动的运动规律是v=at+v0，其中v表示速度，a表示加速度，t表示时间，v0表示起始速度。

师：不错，你能否解释一下这个公式的含义？

生B：这个公式可以用来计算匀变速直线运动的速度，v表示运动物体的速度，a表示物体的加速度，t 表示物体运动的时间，v0表示物体运动的起始速度。

师：非常好，你们已经成功地通过问题探究的方式深入地理解了匀变速直线运动的特点和运动规律。接下来，我们将进一步探究匀变速直线运动在实际生活中的应用和意义。

在这样的讨论过程中，可以让学生自主思考、积极探究，通过实践来深入理解知识点，培养学生主动学习和自主思考的能力，使学生的学习变得更加积极主动。

2.3 分组讨论与合作学习

在高中物理教学中，分组讨论与合作学习是一种有效的深度学习策略，它可以帮助学生更深入地理解知识，并提高他们的合作能力和交流能力[2-3]。教师可以将学生分成若干个小组，每个小组内的学生共同讨论匀变速直线运动相关的问题。例如，教师可以提供一个案例：小明把一个球从高空扔下，经过多长时间落地？在讨论的过程中，学生可以利用公式和图像等工具，共同探讨如何确定物体的加速度和初速度等问题。

师：好的，同学们，请组成小组共同讨论匀变速直线运动相关的问题。例如，我们可以以小明把一个球从高空扔下，经过多长时间落地为例，探讨如何确定物体的加速度和初速度等问题。请开始讨论吧。

生1：我认为，物体的落地时间会受到重力加速度的影响，因此我们可以先计算重力加速度的大小。

生2：对，而且我们可以利用公式t=√(2h/g)来求出物体落地所需的时间，其中h是物体下落的高度，g是重力加速度的大小。

生3：我有个问题，如果我们不知道物体下落的高度，怎么办？

师：很好的问题，同学们可以考虑其他的因素，例如物体落地时的速度或者弹跳的高度等。可以在小组内讨论这些因素的影响。

生4：我觉得，如果物体落地时的速度不同，落地所需的时间也会不同。

生5：那我们可以通过实验来验证这个观点，比如让物体从不同高度落下，然后记录落地所需的时间和速度，看看是否有相关性。

生6：我有个疑问，如果物体落地后弹跳，那么它的落地时间应该怎么计算呢？

师：很好的问题，同学们可以探讨弹性碰撞的规律，进一步计算物体弹跳后的落地时间。

生1：我想到了一个应用，如果我们想计算自由落体运动的速度和加速度，也可以用类似的方法吧？

生2：没错，因为自由落体运动也是匀变速直线运动的一种特殊情况。

同时，学生也可以分享自己的想法和经验，例如有哪些因素会影响物体的落地时间，以及如何通过实验来验证自己的想法等。在这样激烈地讨论过程中，教师可以起到引导和激励的作用，同时也可以帮助学生纠正错误和提供反馈，而学生则能沉浸式地体验学习的快乐。因此通过这样的讨论活动，不仅可以促进学生对匀速直线运动规律的理解与运用，还可以在问题探究中提高自己的分析能力和逻辑思考能力。

2.4 学习评价多样化

深度学习理念要求教师在评价学生的学习时，不仅要关注知识点的掌握程度，还要考虑学生的思考过程、实验操作能力等方面[4]。因此，教师可以通过以下方式来了解学生的实验进度和应用能力：

实验报告：让学生进行匀变速直线运动的实验，并要求他们撰写实验报告，包括实验的目的、方法、数据处理和分析等。通过实验报告的评价，可以检验学生的实验操作能力、数据分析能力和科学表达能力。

作业和练习：除了传统的笔记和习题外，可以引入一些有趣的题目，例如设计匀变速直线运动的数学模型，或者应用匀变速直线运动解决实际问题等。通过作业和练习的评价，可以检验学生的数学建模能力、问题解决能力和应用能力。

项目研究：可以让学生自主选择一个与匀变速直线运动相关的主题，例如，学生可以自主设计一个小车模型，利用不同的装置和器材对小车进行实验，比如利用传感器和编程探究不同重力加速度下的运动规律，或者设计不同形状和重量的物体，进行匀变速直线运动实验。这样的实践性项目研究可以培养学生的实验设计能力、数据分析能力和创新思维能力，同时也有利于学生更深入地理解匀变速直线运动的概念和规律。

通过学习评价多样化的策略，可以激发学生的学习兴趣和动力，同时也可以检验学生的综合能力，帮助他们更全面地掌握知识。

3 结语

通过对匀变速直线运动教学的深度学习策略分析，可知在高中物理教学中，采用深度学习策略可以促进学生对物理知识的深入理解和应用能力的提高，教师在教学过程中，需要不断探索和创新，运用多种教学方法，鼓励学生的合作学习和思考，同时采用多元化的评价方式，为学生提供更加全面的学习体验。