指向深度学习的高中物理教学策略

万忠义

【摘要】深度学习是近年来在教学中十分流行的一种描述学生学习能力的专业名词，并逐渐成为衡量学生综合素养水平的一个重要标杆，是否会深度学习、是否能做到深度学习对于学生的发展来说至关重要.作为高中阶段的重要学科，物理教学对学生深度学习能力的培育也有至关重要的作用，如何指向深度学习开展高中物理教学已经成为物理教学中一个非常重要的问题.

【关键词】深度学习；高中物理；教学策略

高中阶段是学生结束初等教育并向高等教育迈进的过渡阶段，能否在高中阶段养成深度学习的能力、良好的学习习惯以及学习态度在很大程度上制约着学生在接下来的学习和社会生活中能否占据优势.物理是一门对学生思维逻辑能力、分析能力等具有较大挑战的学科，知识之间的关联性也较强，学习迁移能力对于学生学习高中物理的意义重大.本文将围绕深度学习以及指向深度学习的高中物理教学策略展开探讨.

1 深度学习概述

深度学习是由美国国家理事会所概括出的一个专业概念，其本质就是学习的迁移，即学习者能够对自己所学的知识进行迁移，或者說将在一个情景中所学习到的内容应用到另一个情景中，实现灵活应用知识解决问题.实际上，对于学生来说，间接学习是学生认识世界的主要方式，即通过教师传授的知识经验认识世界，在短时间内以高效率实现知识的增长.但是随着社会的不断发展，科学技术的演进要求未来的工作者有更高的转化知识、创新知识、实践知识的能力，因此人才培养的要求越来越高，这也就意味着深度学习对于学生能力以及素质培育的必要性越来越凸显.从纵向来看，深度学习是学生学习力以及解决问题能力逐渐提高的过程.浅层学习的学生着眼于知识记忆，中层学习的学生着眼于知识理解，而深层学习的学生着眼于知识的应用与迁移.因此，当代教育应当认识到深度学习的价值，并在教学中引导学生形成深度学习的习惯和能力，发展学生的学习力，促进学生未来适应社会生活的能力和素养的发展.

2 指向深度学习的高中物理教学策略

2.1 趣化物理教学，提升学习兴趣

兴趣是支持学生深度学习最好的动力，要在教学中引导学生学会深度学习，就要首先培养学生的学习兴趣，让学生对物理学习产生积极性，进而为接下来的改变奠定基础.因此，教师要学会改变传统单一的物理教学，尝试将物理课堂趣味化，激发学生的学习欲望，培养物理学习兴趣.

例如 以“自由落体”一课为例，本课主要介绍了自由落体运动的规律以及自由落体加速度.物理上用比较难理解的专业名词“自由落体”来形容常规物体只在重力作用下发生的初速度为零的运动，虽然这个名词看起来比较难理解，但实际上学生在日常生活中已经接触过许多自由落体的实例.因此，教师在教学过程中可以充分利用生活实例对“自由落体”进行补充说明，例如熟透的水果掉落地面、雨滴坠落地面、橡皮擦不小心掉在地板上等，以此拉近物理和学生生活之间的距离.其次，教师还可以带领学生操作自由落体实验，通过在无风天气从同一高度同时放下不同质量重物的方式验证自由落体中下落时间相同的特点.如学生可以选择在无安全隐患的空地处从二楼同时放下一块黑板擦和一个铅笔盒，然后由两名学生对物体落到地面的时间进行计时，多次试验取平均值后对比两个物体的平均落地时间的差距，感受自由落体运动的奇妙之处，打破学生印象中越重的物体下落时间越短的错误观点.

2.2 实施启发教学，训练学生思维

深度学习指的是学生能够实现知识的迁移应用，而学习迁移的实现建立在学生思维能力的基础上.因此教学需要在训练学生深度学习能力的同时训练学生的思维能力，为学习迁移的实现奠定基础，而启发式教学是训练学生思维的一种非常有效的教学手段.

例如 以“摩擦力”一课为例，本课主要介绍了摩擦力的定义、产生条件以及两种不同类型的摩擦力，其中摩擦力产生条件中的相对运动或相对运动趋势以及两种不同类型的摩擦力是学生理解的重难点.在分析摩擦力产生条件时，教师可以用两个黑板擦摩擦做示范.首先，教师可以先把两个黑板擦静止叠放在课桌上，并抛出“两个静止叠放在一起的黑板擦之间有摩擦力吗？”问题，以此引导学生将注意力转移到“静止”这一重点上，引出摩擦力产生条件中“接触面有相对运动或相对运动趋势”.其次，教师可以拿起两个黑板擦，将两个黑板擦分离开并做相对运动，引导学生思考两个没有接触但是存在相对运动的黑板擦之间是否存在摩擦力，进而引出“接触面之间存在弹力”这一条件.接下来，教师可以假设两个黑板擦的接触面是绝对光滑的，然后引导学生思考是否会有摩擦力产生，进而引出条件中的“接触面粗糙”.最后，教师可以将三个条件结合起来，引导学生思考“如果只满足三个条件中的任意两个或一个，摩擦力是否能够出现？”，以此让学生总结出摩擦力的产生条件缺一不可.这种一边示范、一边提问的方式不仅能够将学生的注意力集中在教师的示范过程中，又能引导学生的思维前进，实现思维能力的锻炼和逐步提升.

2.3 注意前后衔接，学会顺向迁移

根据迁移的方向进行划分，学习迁移可以分为顺向迁移和逆向迁移两种类型.所谓顺向迁移，即先前学习的知识经验对后来学习的知识经验的影响，在物理学科中主要体现为已经学过的内容对尚未学习的内容的影响，既包括知识层面的影响，也包括经验层面的影响.

例如 以“力的合成”一课为例，本课主要介绍了力的平行四边形定则，引导学生运用平行四边形定则求解合力并学会力的合成作图.力的合成一般涉及两到三个力，且平行四边形定则只适用于共点力.在学习本节课之前，学生已经学习了重力、弹力和摩擦力，因此教师教学也可以围绕这三种力展开.首先，教师可以假设存在一个正在粗糙面上匀速直线运动的物体，然后引导学生对这个物体进行力的分析，并以作图的方式画出这个物体所受的重力、弹力、摩擦力.接下来，教师可以引入分力和合力的概念，结合学生在高中数学中已经学到三角函数相关知识讲解平行四边形定则中根据分力求合力以及根据合力求解分力的方法.如当两个力在同一方向时，合力F=F1+F2，当两个力互成角度时，合力F=F21+F22+2F1F2cosα（α为F1和F2之间的夹角），在上述公式中，学生已经学习过cosα的计算和各个分力的分析，教师要做的就是在教学中通过引导学生复习和应用的方式将前面学习过的内容整合到新知识中，向学生传输一种利用已有知识理解新知识、解决新问题的意识，以此培养学生的学习迁移意识.

2.4 整合学科内容，学会逆向迁移

除了顺向迁移之外，逆向迁移对于学生深度学习能力的养成来说也至关重要.所谓逆向迁移，即学生后来学习的知识经验对先前学习所产生的影响.通常情况下，学生所学知识的难度和逻辑是递进的，后来学习的知识在理解难度和逻辑层次上都要高于先前所学知识，学会逆向迁移能够很好地帮助学生利用后来学习的知识进一步理解先前所学习的内容.

例如 以“运动的合成与分解”一课为例，本课主要从分运动和合运动的角度以平行四边形定则对位移和速度进行分解，引导学生理解运动的独立性，培养学生的模型建构能力.由于物体是在受力情况下产生运动的，所以教师在教学过程中除了要基于平行四边形定则从位移分解和速度分解的角度分析运动的合成与分解外，还要引导学生对运动物体的受力情况进行分析.例如一个正在下坡斜面上做匀速直线运动的物体速度方向平行于斜面向下，且可以参照受力情况分解为豎直方向的分速度和垂直于斜面向上的分速度.从受力角度看，该物体会受到三个力的作用，即竖直向下的重力G、斜面提供的垂直于斜面向上的支持力FN以及平行于斜面向上的摩擦力Ff，且重力和支持力的合力与摩擦力大小相等、方向相反，使得物体在斜面上的运动加速度a = 0，即速度保持不变.由此可见，物体的运动、位移分解实际与受力分解是有一定关联性的，物体之所以表现为匀速下滑，正是由其受力均衡所决定的.通过将运动分解与受力分解联系起来，学生对于受力分析的理解就更加清楚明白了，而这也就是逆向迁移有助于深度学习的意义.

2.5 掌握学习策略，学会如何学习

对于学生来说，深度学习也就意味着学生能够对所学知识有清晰透彻的理解和把握，能够将前后所学知识串联起来，基于自我认知形成清晰的知识框架.如果没有掌握一定的学习方法和策略，学生很难达到这种层次的学习.因此，教师在教学过程中要引导学生掌握正确的学习策略，学会如何学习.

例如 以“牛顿第一定律”一课为例，本课主要介绍了牛顿第一定律的主要内容，引入了对惯性的理解.在授课过程中，教师可以结合实验进行教学.首先，教师可以搭建一个斜面，斜面最底端与平面平滑连接，并在斜面上标记一点.第一次实验不做任何处理，将小车从标记点释放，记录小车在平面上滑行的距离，第二次和第三次实验依次在平面上铺上棉麻布和玻璃，并依次记录滑行距离.通过实验，学生可以得知平面越光滑、阻力越小，小车滑行的距离越远.接下来，教师可以进一步进行提问，引导学生思考如果平面是绝对光滑时小车的运动状态以及将小车被放置在粗糙平面时的运动状态，以此将学生的思维引到牛顿第一定律的内容上.基于之前所学过的知识，学生能够分析得出小车在上述两种情景中会分别保持匀速直线运动和静止状态.接下来，教师继续提问，如果想让情景二的小车开始运动应当如何操作，继而引出“物体运动状态的改变需要施加外力”这一点.这种方法既能够向学生传输一种在实践中学习的思想，也能够培养学生善于思考、敢于批判的能力和态度，助力深度学习能力的养成.

2.6 注重概括总结，助力学习迁移

深度学习的本质就是学习的迁移，学习的迁移建立在学生系统的知识储备基础之上，只有足够系统扎实的知识储备，学习迁移才有发生的可能.因此，教师在教学过程中要引导学生学会概括总结，培养学生构建知识体系的习惯和意识.

首先，教师要为学生做好榜样，在课堂教学中做好总结，即做好课堂小结.

例如 以“超重与失重”一课为例，本课主要介绍了超重和失重这两种比较特殊的物体运动状态.在课堂结束时，教师可以从受力分析、合力方向、速度方向、加速度方向等层面进行总结，以表格的形式完成课堂总结.

其次，教师要引导学生学会学习教材目录，通过目录构建知识体系.

例如 必修一可以分为四章，依次为“运动基本概念”、“匀变速直线运动规律研究”、“相互作用”、“牛顿运动定律”，每一章在大概念的基础上分设小概念，依次分为不同课时，而这实际上就是知识体系.除此之外，教师要带领学生对以往的知识进行回顾，在学习新知识中回顾旧知识，将前后知识串联起来，构建完整知识体系.

3 结语

综上所述，从教师、教学方法、学生学习等角度采取有效策略都可以为培养学生深度学习能力助力.究其本质来看，深度学习实际上就是学生真正融入学习、学会学习后的表现，而让学生学会学习是一个需要教师和学生共同付出努力的长期的过程.只有真正在教学中了解学生的具体情况、了解学生学习需要、了解学生未来参与社会生活的需要，教师才能真正选取出适合学生的教学策略，学生的深度学习能力才能真正得到提升.

参考文献：

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