基于深度学习的高中物理教学研究

张春龙

【摘要】深度学习是引入深度思维、提升学生能力的关键.与初中物理相比，高中物理学科的知识深度和广度都有提升，知识构成复杂，内容上具有一定的逻辑性和抽象性特点.为保证教学质量，教师在授课中应认识到学生参与课堂教学的积极意义，在教学中使用多元化手段引导学生参与，在参与活动的过程中帮助学生完成物理知识体系的构建过程，提高学生对物理知识的理解深度.本文分析引导学生深度学习对高中物理教学的重要意义，尝试应用构建物理知识体系、鼓励质疑思考、实验验证反思、理论实践相互整合等策略在高中物理教学中完成深度学习，以期在科学化、现代化的高中物理教学模式的探索过程中迈进一步.

【关键词】深度学习；高中物理；教学策略

现阶段部分学生在物理学习过程中存在学习理解困难、知识应用不灵活、应变能力较差等问题，导致学生学习困难的关键原因在于当前学生的学习模式停留在浅表状态，即机械地背诵记忆，被动地接受知识，信息储存单一，学习能力难以在教学过程中得到有效提升.为此，教师在授课中应积极改变思路方法，引导学生主动地、批判性地参与到物理知识的学习过程中，在对话与反思中实现知识的深度学习，使学生成为物理知识学习的主人，在学习中得到思维与能力的提升.

1 高中物理深度学习的积极意义

高中物理知识学习难度较大，对学生的思维能力和逻辑推理能力以及材料加工能力要求较高.而深度学习能够在学生理解学习要求的基础上，让学生批判性地认识新式学习思想，在将新知识引入原有认知结构的过程中强化各类知识之间的关联性，完成知识的迁移，这有助于解决传统高中物理教学中不同学段教学衔接不良的问题，对学生终身学习能力和学习习惯的养成具有积极意义［1］.

2 高中物理教学引发深度学习策略

2.1 联系同类知识，构建物理体系

深度学习强调学生的参与以及对新旧知识的有序整合，利用完整的物理知识结构为学生今后的学习奠定知识基础.为此，教师需要从教材内容中各类知识点的共通性入手，深入挖掘不同知识点之间的关联性要素，对比分析新旧知识的特点，从旧知识系统中完成知识的迁移，帮助学生理解新知识，并将新知识纳入现有的知识结构中，在不断的分析应用中帮助学生认识到新旧知识的差异和区别特征，完成知识的分离过程，在知识的对比、分析、整合过程中提升学生的知识理解能力和应用水平.

例如 以人教版高一物理必修第二册第五章“曲线运动”为例，为帮助学生理解曲线运动的条件，能够认识到曲线运动的特点，对比分析所学物体运动相关知识，发现直线运动与曲线运动的知识特点存在一定相似性，教师可在课上导入环节提出问题，“什么是直线运动？”“物体做直线运动的条件是什么？”结合问题与学生共同复习直线运动相关知识.完成知识复习后，教师可从生活要素中引入曲线运动知识，使用多媒体设备播放过山车的运动视频、月球围绕地球的转动演示动画，接着向学生提问：“同学们，大家说说视频当中物体的运动是否属于直线运动呢？”从运动轨迹入手帮助学生区分二者的差异.其次，教师可在黑板上画出一条曲线和一条直线，起点为A，终点为B，引导学生思考：“假设有一辆小车需要从A移动到B，它们的移动方向存在哪些特点，物体的速度方向具有哪些特征？”学生以箭头尝试画出小车的运动方向，在对比中发现曲线的运动特征，即在做曲线运动时速度方向会时刻发生改变.随后，播放钢珠从弯曲玻璃管道中滚落出来的运动方向，引导学生思考运动方向存在哪些特征？对比播放钢珠从竖直玻璃管道中滚落出来的视频，通过慢放让学生认识到直线运动状态下钢珠速度方向与玻璃管道出口方向一致，但在曲线运动状态下钢珠沿玻璃管道出口的切线方向滚动，结合运动特征尝试画出钢珠直线运动轨迹和曲线运动轨迹的速度方向和受力方向，认识到直线运动的受力方向集中于一个方向，曲线运动中力的方向指向轨迹弯曲的一侧［2］.

围绕运动属性帮助学生归纳知识类型，从二者的区别入手帮助学生将直线与曲线的知识概念和特征区分开来，最后教师可将直线运动与曲线运动特征进行对比分析，引导学生结合所学知识，将二者运动方式的差异性以表格形式展示出来，围绕所学知识分析二者的相同点，在总结、分析、推导的过程中逐渐帮助学生完成知识的建构过程，为学生核心素养的形成打好基础.

2.2 鼓励提出质疑，深入分析思考

“学而不思则罔，思而不学则殆”，深度学习离不开学生对知识的反思与批判，如何在学习的同时提高学生对所学知识的理解水平是教师的工作重点.为此教师在高中物理教学中可利用错误推导等方式鼓励学生在课堂上提出质疑，在质疑中提高学生的知识理解水平.考虑到高中学生的思维水平正处于快速发展时期，学生之间的物理知识水平相差过大，对问题的思考不全面，可能会出现问题质量过低，或难以把握问题时机的情况，为此教师可尝试在授课中运用小组讨论合作式学习方法，让学生以小组为单位开展讨论学习活动，在学习中遇到疑问时先在小组内部进行讨论，如讨论无果或出现争论，教师再介入其中，给予提示.在学生充分思考问题的基础上引导学生的思维能力进一步提升发展，实现深度学习目标［3］.

例如 以人教版高二物理选择性必修第一册第三章“波的干涉”为例，为帮助学生掌握波的叠加原理，了解波的干涉现象和干涉图样，教师可从课程的直观性特征入手，在知识导入环节利用错误结论引导学生参与到教学活动中，深化学生对知识的记憶印象.在课程导入环节，教师提出问题：“同学们，经过之前的学习，我们了解到波的产生方式以及波所具有的反射、折射、衍射性质，如果在同一片水面中同时将两块石子投入不同地方，波会怎样变化呢？”教师提出猜测：“老师认为两个波之间会相互冲突相互影响，最后振动频率更高的波会继续传递，而振动较低的波则会消失.”随后教师将学生分为不同小组，以小组为单位尝试在水盆中完成波的干涉实验过程，学生在实验中发现投掷石子形成的圆形水波在相遇后会互相穿过，保持圆形波纹形状继续向前推进，传播并未发生干扰情况.此时学生注意到实验结果与教师给出的知识结论出现差异.教师可引导学生尝试变化实验条件，进行多次测试，确定观察结论.学生以小组为单位自行讨论设计实验过程，通过变化石子的投掷力度、落水位置等方式反复进行测试，最终得出结论，确定波在传播的同时波的频率、波长、传播方式和振动方向都不会发生变化，学生开始质疑教师的观点，此时教师对学生敢于提出质疑的精神提出认可，并重新说明“波的干涉”性质，完成课堂教学导入环节.

通过故意设置错误推论后让学生实验证明的方式，引导学生主动参与到知识的思考、探究过程中，促进学生自主思考，培养学生的独立思考和质疑精神，为学生今后的学习成长奠定良好基础.

2.3 开展实验教学，促进深度研究

物理知识理论的形成是人们实验观察的结果，在物理教学中应用实验教学法能够在验证理论知识的同时重现理论知识的推导过程，有助于学生在实验过程中寻找知识的归纳方式和基本原理，对学生深度学习物理知识具有优势意义.为此教师在授课中应重视实验环节的重要性，引导学生尝试通过实验方式完成理论知识的验证过程，在实践操作的过程中深化学生对物理现象的理解和认知，为学生后续学习与应用知识奠定良好基础［4］.

例如 以人教版高一物理必修第一册第二章“自由落体运动”为例，为帮助学生掌握自由落体运动的规律，理解自由落体运动的性质和自由落体运动的形成条件，教师在导入环节可引入“比萨斜塔伽利略落体”实验，讲述伽利略的实验准备环节，提出问题：“验证物体质量对下落速度的影响，为什么要将两个物体都做成球形？如何保证木球和铁球在相同高度同时下落？”在提问过程中培养学生的实验思维.其次要求学生结合身边的实验器材设计实验流程，解决问题：“质量不同的物体下落速度基本相同，哪些因素可能会对物体的下落速度产生影响？”将学生分为多个小组，以小组为单位进行讨论，在讨论中推想哪些因素可能会对物体下落速度产生影响，结合猜想设计实验步骤.部分小组尝试设计石头与纸片的下落对比实验，结合实验结果猜想物体的形状与物体的下落速度有着一定关联性，并在初次实验后用纸片和纸团再次进行试验，证实实验结果.随后教师进一步提出问题：“我们能否通过实验知道物体形状变化导致哪些因素发生变化致使物体的下落速度产生差别呢？”考虑到学生的思维容易受限，可尝试讲解纸飞机的飞行原理，帮助学生认识到空气对物体下落速度的影响，围绕空气阻力要素设置对比下落实验，在抽真空管体中进行物理下落实验，认识到空气阻力对物体下落速度的影响.

在学生自主设计完成实验的过程中深化学生对知识的体验，在讨论、分析、推理、实践的过程中让学生深度参与到物理知识的学习过程中，感受到物体自由下落的规律，使其在深度学习探究的过程中掌握知识要点，为学生今后学习物理知识打好基础.

2.4 理论实践整合，挖掘深度学习价值

新课改背景下物理学科知识的学习要求学生具有一定的实践应用能力，能够将所学物理知识应用到生活中，解决生活化问题.为此教师要在深度学习中完成高中物理教学，应注重关注生活中的物理现象，引导学生尝试应用物理知识，分析解决生活中存在的问题，在学以致用的过程中增强物理教学过程的趣味性，鼓励学生以更加积极主动的态度参与到物理教学活动中，在运用所学知识的过程中深化学生对知识内容的记忆印象［5］.

例如 以人教版高一物理必修第一册第三章“摩擦力”为例，为帮助学生掌握滑动摩擦力产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素，教师在授课结束后可运用多媒体设备播放轮胎视频，引导学生思考四季轮胎的广告标语：“一年四季都能用，冬季冰面不打滑”等类似广告标语是否可信.学生结合本节课所学知识提出影响汽车路面行驶是否打滑的关键在于轮胎对路面的压力大小以及路面与轮胎接触面的粗糙程度，结合网络和生活常识分析雪地胎的防滑原因，如轮胎较重、胎面花纹较为复杂等，与冰面接触紧密，摩擦力较大能够有效提升车辆在冰面上的操控性和行驶安全性.学生推测四季胎防滑的主要原因在于胎面花纹和胎面材料存在一定差别，虽然行驶更省油，噪声更小，但相对而言车轮的摩擦力更小，冬季出行安全性与雪地胎相比稍弱.

在课堂讨论中融入生活案例，让理论与生活实践联系在一起，让学生自觉地参与到课堂讨论中，帮助学生认识到学习物理知识的价值，配合教师共同参与讨论活动，实现深度学习.

3 结语

综上所述，在高中物理教学中实现深度学习目标，需要教师坚持以学生为主体，将生活要素、实验教学、质疑教学融入到学习过程中，通过对比、分析、寻找知识关联性等方式将物理知识融入到学生的知识体系中，在讨论与探索过程中带领学生发现物理学的知识特征与变化规律，理解知识原理的同时提升学生的物理学科素养，为学生今后的学习发展奠定坚实基础.

参考文献：

［1］劉增泽，侯雨晴.指向深度学习的物理科学探究教学——以电磁感应现象为例［J］.基础教育课程，2021（20）：50-55.

［2］赵顺法.基于深度学习的高中物理复习教学策略——以“平抛运动”的复习为例［J］.物理教学，2021，43（09）：19-22+18.

［3］杨凤楼.促进高中物理深度学习的“问题链”策略研究［J］.物理教师，2021，42（06）：34-37.

［4］印晓明，戴加成.深度学习理念下高中物理教学的实践与思考——以“探究感应电流的产生条件”同课异构为例［J］.物理教师，2019，40（08）：36-38+42.

［5］吴洚水.基于深度学习理念的高中物理教学引导策略探究［J］.西部素质教育，2018，4（24）：237.