基于深度學習的初中物理教學實踐探索

侯麗容

關鍵詞：初中物理;深度學習;教學策略

引言

深度學習（Deep Learning）的概念最早由美國學者Ference Marton和Roger Saljo于1976年提出[ 1 ]，是指教師引領學生圍繞預設的富有挑戰(zhàn)性的學習主題，自主學習、體驗成功、感悟提升的一種有意義的學習過程[ 1 ]，它強調對學科知識本質的理解，追求有效的學習遷移、真實問題的解決，是以高階思維為主要認知活動的一種高投入性的學習方式[ 2 ]。在日常的教學實踐中，基于深度學習的初中物理教學可以從以下幾方面入手。

1 ?創(chuàng)設真實情境，激發(fā)學生深度學習的興趣

德國教育家第斯多惠說過：“教學的藝術不在于傳授知識的本領，而在于激勵、喚醒和鼓舞”。實踐證明，精心創(chuàng)設真實的情境，將學生置于樂觀的情感當中，能有效刺激學生的求知欲望，發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維，激發(fā)學生深度學習的興趣。

1.1 ?創(chuàng)設“新奇”的實驗情境，激發(fā)學生的求知欲望

創(chuàng)設“新奇”的實驗情境，能夠激發(fā)學生強烈的求知欲和學習興趣，使學生樂學物理。如，在教“白熾燈的工作原理”時，可以這樣創(chuàng)設實驗情境：任取一根學生常用鉛筆芯，用八節(jié)干電池給鉛筆芯通電，鉛筆芯先變熱后變紅，越來越紅，最后發(fā)出耀眼的光。這一新奇的現(xiàn)象讓學生驚呼，激起學生的求知欲，激發(fā)了學生深度學習的興趣。

又如，在教“電是什么”時，可以這樣創(chuàng)設實驗情境：讓實驗者站在絕緣板上雙手觸摸“感應起電機”，人的頭發(fā)由于靜電斥力會如孔雀開屏般“怒發(fā)沖冠”式的豎起，這一神奇美麗的景象讓學生驚嘆不已，立即喚起學生的好奇心，激起學生深度學習的求知欲望。

1.2 ?創(chuàng)設“好玩”的實驗情境，調動學生的參與熱情

玩是孩子的天性，初中學生尤其愛玩有趣味、有深度的“物理游戲”。教師為學生創(chuàng)設玩味十足的物理情境，讓學生在“玩中學”，可以調動學生主動參與的熱情。如“硬幣跳高”“紙盒燒開水”“瓶吞剝殼熟雞蛋”“漏斗吹乒乓球”“冷水澆沸水杯使水再沸騰”等許多小實驗，“玩”味十足，收效良好。還可以組織學生開展小制作活動，如用可樂罐做“浮沉子”，用雞蛋殼做“不倒翁”，用竹筷做“桿秤”等，有的還將小制作進行改進和美化，使之變成精美玩具。一旦成為玩具，學生便“玩”進了物理世界，“玩”會了物理知識，“玩”出了物理智慧、物理思想與物理方法。

1.3 ?創(chuàng)設“懸念”的實驗情境，引發(fā)學生探索的激情

布魯納曾說：“學習的最好刺激乃是對所學材料的興趣”。創(chuàng)設“懸念式”的實驗情境引入教學，可以盡快集中學生的注意力，形成情感共鳴，使之產生欲罷不能，非知不可的學習需求，從而引發(fā)學生探索的激情。

如，在教“大氣壓強”時，可創(chuàng)設“在大試管中上升的小試管”的實驗情境進行導入：在一根裝滿水的大試管中插入一根小試管，插入一半時，將兩試管同時倒立，小試管不隨大試管中流出的水往下掉，反倒逐漸上升。這個充滿魔力的小實驗給孩子們留下深深“懸念”：小試管為何不掉下來？小試管是被水吸進去了嗎？還是什么力把小試管推上去了？從而激發(fā)學生的探索激情。又如，在講授“熱傳遞”時，因熱傳遞知識比較抽象，直觀上不易看出，學生難以理解，可創(chuàng)設“燒不死的小魚”的實驗情境進行導入：燒瓶頸部的水已燒開，燒瓶底部的小魚卻仍在悠閑的游來游去，這一不可思議的現(xiàn)象，引發(fā)學生認知沖突，形成懸念，使學生萌生解決問題的欲望。

2 ?拓展實驗內容，培養(yǎng)學生深度探究的熱情

拓展實驗內容有助于促進學生課內探究與課外探究的互補結合[ 3 ]，還能為學生創(chuàng)造更多動手操作的機會，親歷科學探究的過程，體驗自主探究的樂趣，提升實驗操作的技能，從而培養(yǎng)學生深度探究的熱情。

2.1 ?豐富課外活動內容，引導學生廣泛探究

教師可根據教學內容拓展一些課外活動，讓學生在實踐活動中體會科學家發(fā)明創(chuàng)造的艱辛，磨煉學生的意志，培養(yǎng)自主、合作的探究精神，增強創(chuàng)新、創(chuàng)造意識。如組織物理課外興趣小組活動，青少年科普講座，開展科技小發(fā)明小制作比賽、小實驗操作比賽等，拓寬學生視野，培養(yǎng)學生廣泛探究的興趣。

2.2 ?運用媒體模擬實驗，啟發(fā)學生深度思考

許多物理實驗現(xiàn)象，實驗過程短暫，稍縱即逝，學生來不及細致觀察，很難發(fā)現(xiàn)問題本質，達不到實驗目的。多媒體模擬實驗能以其靈活、生動、形象的表現(xiàn)形式和強大的模擬功能，填補一些常規(guī)實驗所不能呈現(xiàn)的現(xiàn)象，模擬課堂上無法直接完成的實驗，還能多次重復模擬實驗過程，再現(xiàn)物理現(xiàn)象，有助于學生深度思考，達到掌握重點、突破難點的目的。

如，在“凸透鏡成像”教學中，在學生分組實驗后，可通過播放flash動畫，模擬凸透鏡成像實驗：在屏幕上拖動蠟燭，緩慢改變物距，蠟燭的成像情況也隨之發(fā)生相應地變化，它能夠非常直觀且清晰地顯示凸透鏡成像規(guī)律，優(yōu)化了實驗呈現(xiàn)方式，便于學生理解和記憶。又如，在探究“壓力的作用效果與哪些因素有關”時，可播放一段真實的視頻：有一氣功師平躺在地面上，身上壓著一塊大石板，助手用大鐵錘打擊石板，石板碎了而氣功師卻安然無恙。這一情景立即與學生原有認知產生沖突——人被錘打怎能不受傷？啟發(fā)學生深度思考，為后續(xù)學習創(chuàng)造良好的認知起點。

2.3 ?創(chuàng)新隨堂演示實驗，引發(fā)學生深度探究

在初中物理教學中，適當增加和改進一些演示實驗，有助于啟迪學生的思維，加深對物理概念和規(guī)律的理解，激發(fā)學生深度探究的熱情。如，在探究“液體內部壓強”時，針對液體內部壓強是由液體重力引起，但又與重力、體積無關，跟深度有關的這一難點與疑點，可增加一個演示實驗：取兩根容積相同，但管徑不同，一端開口一端包扎薄橡皮膜的玻璃管，倒入等量的水，引導學生觀察比較兩玻璃管中水的重力、體積大小與橡皮膜的突出程度，學生得出：水的重力、體積相同但橡皮膜突出程度不同。再將玻璃管從豎直位置逐漸傾斜（水未溢出），減小水的深度，再問學生：管中水的重力、體積大小與橡皮膜的突出程度是否改變？學生得出：水的重力、體積不變，橡皮膜突出程度變小。該實驗的增加，很好的解決了液體內部壓強跟重力、體積無關，與深度有關這一難點、疑點，加深了學生的理解，引發(fā)學生深度探究的欲望。

3 ?引領感悟反思，實現(xiàn)學生思維的創(chuàng)新升華

子曰：“學而不思則罔，思而不學則殆”，反思是整個教學思維活動的核心與動力，教師可以引導學生通過元認知對自己的學習過程進行檢驗、評估與調整，把學習引向深入，促使其有效學習，實現(xiàn)思維的創(chuàng)新升華。

3.1 ?在認知發(fā)生沖突時進行反思

學生對來自生活經驗的認識，多屬“表象”認識，而這些表象認識往往是錯誤的。如，在教“物體的浮與沉”時問學生：一塊薄鐵片放在水中會下沉還是上浮？再用多媒體展示萬噸巨輪在海上航行的精彩畫面，引發(fā)學生認知沖突：浮力大到可以托起用鋼鐵制造的萬噸巨輪，為何托不起一片薄薄的鐵片？再問學生：把雞蛋放入水中是浮還是沉？學生根據生活經驗回答會下沉，接著演示雞蛋放入密度不同的“鹽水”中，會懸浮與漂浮的情景。教師利用這些“認知沖突”引導學生深度反思，總結物體浮層條件，達到深度理解和掌握物理規(guī)律的目的。

3.2 ?在答題出現(xiàn)錯誤時進行反思

學生常因對所學的知識一知半解、粗心大意或是不求甚解等造成答題錯誤。如有這樣一道題目：小張用350 N的力豎直向上拉地面上重為500 N的物塊，求物塊所受合力的大?。慷鄶祵W生錯答為150 N。此時，教師應引導學生深入反思，分析錯誤原因，尋找錯誤根源，應認真審題，理解題意后再作答。題目是求“物塊所受的合力”，不是求“拉力和重力的合力”，需意識到這二者并不一致，物塊不只受上述兩個力，還受到150N的支持力作用。其次，讓學生意識到物體的受力情況往往需緊扣其所處的運動狀態(tài)，此時物塊并未被拉離地面，仍處于靜止狀態(tài)，因此其所受的合力為零。答題后的反思，有助于培養(yǎng)學生思維的深刻性和全面性，提高答題的正確率。

3.3 ?在疑難問題解決后進行反思

在較難的問題決后，學生如果只滿足于當前問題的解決，就達不到舉一反三的目的。教師可結合當前解決的問題，開展一圖多用、一題多解、一題多變等變式與拓展訓練。如：“伏安法”測電阻的實驗電路，還可用于“伏安法”測小燈泡電功率、探究導體電流與電壓的關系、探究導體電流與電阻的關系;再如，求三個電阻R₁=13Ω，R₂= 65Ω，R₃=130Ω并聯(lián)后的總電阻，常規(guī)解法：1/R=1/R₁+1/R₂+1/R₃，計算很繁瑣，假如引導學生認真析題后再解題：把R₁看成10個R₃并聯(lián)后的總電阻，把R₂看成2個R₃并聯(lián)后的總電阻，R₁、R₂、R₃并聯(lián)就相當于13個R₃并聯(lián)，即R總=R₃/13=10 Ω，解題就會輕松許多。類似這種通過求異思維的變式訓練，誘導學生在問題解決后反思，可以拓寬解題思路，達到觸類旁通的效果，有助于開發(fā)學生的發(fā)散性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

總之，物理課堂教學應當摒棄教師講、學生聽的教學模式，努力構建教、學、評于一體的教學模式，積極營造真實的教學情境，深入拓展實驗內容，引導學生養(yǎng)成自覺反思的良好習慣，在不斷的自我評價中，促進學生深度理解，高效學習，提高教學質量。

參考文獻：

[1]夏繁軍.“深度學習”框架下的單元學習設計[J].中學數學雜志，2019（1） .

[2]康淑敏.基于學科素養(yǎng)培育的深度學習研究[J].教育研究，2016（7）.

[3]張麗霞.多層次拓展初中物理實驗，培養(yǎng)學生科學探究能力[J].湖南中學物理，2012（6）.