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基于深度学习的物理教学策略

范文

许冬艳

[摘? ?要]认识深度学习内涵，阐述深度学习的教学特征，有利于促进深度学习的发生。研究认为深度学习有以下实施策略：①创设真实情境，引导学生积极体验;②通过问题驱动学生学习，促进学生高阶思维发展;③基于真实情境和问题解决，促进学生主动建构;④整合学习内容，增强学生知识迁移能力;⑤通过有效及时的评价，发展学生的批判性思维。

[关键词]深度学习;教学特征;策略

[中图分类号]? ? G633.7? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2021）08-0044-03

深度学习也称为深层学习，是美国学者Ference Marton 和Roger Saljo 借鉴布鲁姆的认知维度层次划分理论，于1976 年首次提出的一个关于学习层次的概念[1]。在此之后，越来越多的学者开始关注深度学习，并多角度发展了深度学习理论。指向深度学习的课堂教学是落实学科核心素养的重要标志，如何促进深度学习的发生与发展是极具现实意义的重要课题。

一、深度学习的要义

1.深度学习的概念界定

一般认为，深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标，以整合的知识为内容，积极主动地、批判地学习新的知识和思想，并将它们融入原有的认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中的学习[2]。由此可见，深度学习意味着理解与批判、联系与构建、迁移与应用，它通过对学习机制的探索，创造了新的学习方式，最大限度地提高了学生的学习效能。

2.深度学习的教学特征

（1）深度学习突出学生的主体性

学生主体性表现为学习是学生自觉的行为。与被动式学习和接受式学习不同，学习是由学习者的内在动机和个体兴趣所诱发的，是一种“乐学”或者“痛并快乐着”的学习过程。

（2）深度学习注重理解与批判

实验是学习物理的一种重要手段，物理实验现象与多种因素有关，这就要求学生不仅要掌握物理思维方式，实事求是，还要保持一种批判或怀疑的态度分析思考其原因，从而加深对知识和复杂概念或规律的理解。

（3）深度学习强调知识整合

物理学科发展与人类知识的发展有着非常深厚的渊源，物理来源于生活。因此，深度学习所强调的知识整合既是多门学科知识的整合，也是物理知识与学生生活知识的整合。

（4）深度学习注重知识的建构与反思

深度学习要求学生不仅要能够从众多的物理现象中获取有用的信息，更要能够将信息转化为知識，并运用原有的知识经验对新概念（原理）或问题进行分析、评价，形成自己对知识的理解与建构。

（5）深度学习重视知识的迁移运用

深度学习要求学生对物理现象、基本规律进行深入研究，进行判断理解，逐步形成物理观念，这样，学生可以在相似情境中“举一反三”，也能在新情境中分析、判断差异，并将物理知识迁移运用。

二、促进深度学习的物理教学策略

深度学习的教学策略是在深入研读深度学习理论的基础上提出的一种引导教师调整教学行为的建议。基于深度学习的主要特征，从有利于促进学生深度学习的角度出发，笔者提出几条促进学生深度学习的教学策略，希望对发展学生的物理学科核心素养起到积极作用。

1.创设促进深度学习的真实情境，引导学生积极体验

概念的建立需要创设情境，规律的探究也需要创设情境，应用物理知识解决具体问题更应结合具体的实际情境[3] 。深度学习就是要学生将自己原有的认知纳入到新情境中认识新情境，这就需要加强物理知识与真实情境的联系，这样，既能在真实情境中教给学生知识，又能让学生用所学知识解决真实情境中的问题。例如，在初中物理“气体压强”教学中，教师可以联系上一节所学的液体压强知识，利用如图1所示装置引入新课，在筒内装入水后，如图2所示，橡皮膜凸起，说明液体对容器底部有压强，然后将其慢慢放入水中，如图3所示，学生会观察到橡皮膜形变越来越小，直至橡皮膜不再凸起。这样一个真实的实验将学生引入到物理情境中，激发学生的学习动机，让学生在观察实验的基础上通过科学推理了解人们感受不到大气压的原因，由此培养学生的科学思维。当学生具备了这样的思维后，就能从使气压不平衡的角度去选择器材，自主设计实验，证明大气压的存在，并估测大气压了。

此外，在创设物理情境时，还可以创设一些与学生原有认知发生冲突的情境，生活中的许多情境就可以生成有价值的物理探究问题。如“二力平衡”一节中，将易拉罐（瓶中少量水）倾斜立在桌上，如图4所示。如“汽化”教学中，用纸杯烧水，水沸腾而纸不破。又如在讲短路时，用锡箔纸短路，使电池着火。这些真实情境都可能会与学生原来的认知发生冲突，容易激发学生的探究欲望，进而促进学生深度学习。

2.问题驱动学习，促进学生高阶思维发展

课堂提问作为课堂教学中的重要环节，是课堂中师生语言交流的主要表现形式，也是促进深度学习的重要手段。教师要充分了解学生原有认知结构与生活实际，在设计问题时，应注意各问题不应该是单一孤立的，应该是在深入分析教学内容的基础上，使每个问题之间前后联系，使学生的新旧知识产生关联，为学生建立思维阶梯。

以“牛顿第一定律”的教学为例，教师可提出以下问题。

（1）怎样研究物体在不受力时的运动情况？你能找到不受力的物体吗？为什么要设计“斜面小车”实验？

（2）“斜面小车实验”中，为什么要让小车从斜面的同一高度滑下？小车在平面上运动时为什么会越来越慢？在什么表面上它的速度减小得慢？小车在水平方向上受几个力作用？力在小车的运动过程中起了什么作用？

（3）通过“斜面小车实验”你得到了什么结论？推出了什么结论？

又如，在学习“动能、势能、机械能”一节，探究动能的影响因素时，可以用这样几个问题贯穿整个实验。问题1.实验采用什么研究方法？问题2.如何控制质量，改变速度？问题3.如何控制速度，改变质量？问题4.你是如何比较小车动能大小的？如果学生带着问题完成实验，并解决问题，那么整节课的目的也就达到了，学生的思维能力也就得到了提升。

3.基于真实情境和问题解决促进学生主动建构

教师在课堂上应提供真实的情境，满足学生观察的需求，中学实验一般指演示实验和学生实验，但物理学的研究对象非常广泛，教师可以创设一个真实情境引发学生深度思考。如在学习“伏安法测电阻”内容时，教师可创设一个真实情境（测出一根铅笔芯的阻值，如图5）。如何让学生自主地有目的地在电路中加入滑动变阻器呢？教师可以事先截取一段铅笔芯（接入3 V电路，要使电流略大于0.6 A）。学生在实验过程中就会发现电流表接小量程示数偏大，接大量程又示数偏小，导致无法准确读数。在解决问题的过程中，学生会慢慢探索：为了保护电路，为了多次测量求平均值，需要加入滑动变阻器，从而真正理解滑动变阻器的作用。

一个真实的问题情境，可以帮助学生主动探索建构知识，可以帮助学生深入理解相关知识并促进学生深度学习。又如，在做测小灯泡电阻实验时，还以可利用数学思维引导学生画出定值电阻阻值与电流的关系图像和小灯泡阻值与电流的关系图像，并进行对比，主动建构知识。

4.整合学习内容，增强学生知识迁移能力

深度学习实质上是结构性知识与非结构性知识意义的建构过程，也是复杂的信息加工过程，须对已激活的先前知识和所获得的新知识进行有效和精细的深度加工[4]。然而，现在的课堂教学很多教师将本课知识孤立地、非情境性地教给学生，然后通过实验、活动等方式让学生记忆和理解，这样的教学不利于学生整体感知相关知识。由于知识的学习过程没有建立新旧知识之间的联系，新知识没有进入学生原有的认知结构，就会降低解决问题的效率。在分析和设计教学内容时，需要教师全面分析教材、挖掘教材，引導学生将知识以整合的、情境化的方式存储于记忆中。例如，教师在“比热容”的概念教学中，与“速度”“密度”等概念整合，帮助学生建立物理概念。在学习“电功”“电功率”时，可与“机械功”“机械功率”进行知识整合，帮助学生理解功和功率的含义。在认识“滑动变阻器”的作用时，可通过思维导图引导学生整合滑动变阻器的作用，厘清知识点间的相互联系和逻辑关系，促进思维可视化和发散性思维的培养。

5.及时有效评价，引导学生批判思维

批判性思维的本质在于不盲从既定的结论与观点，而是在对其性质与价值进行理性、辩证地判断和分析的基础上提出个人的想法，进而准确、全面和深刻地认识事物[5]。教师要及时对学生的学习过程进行反馈和评价，引导学生进行深度反思。当学生出现错误的物理思维时，教师要及时提醒，并修正反馈给学生，引导学生重新思考。教师评价学生一定要积极

正面，要激发学生大胆质疑，同时对学生的不同想法，要慎重对待，促进学生辩证地分析事物，进而准确、全面和深刻地认识事物。

[? ?参? ?考? ?文? ?献? ?]

[1]? Marton F，Saljo R.On Qualitative Difference in Learning：Outcome and Process[J].British Journal of Educational Psychology，1976（46）：4-11.

[2]? 安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J] .课程·教材·教法，2014（11）：57-62.

[3]? 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：52-53.

[4]? Eric? Jensen ，Le Ann? Nickelsen .深度学习的7种有力策略[M].上海：华东师范大学出版社，2010：12.

[5]? 李春密.强化实践策略? ? 促成教学改进[N].中国教育报，2017-5-31（9）.

（责任编辑易志毅）

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