《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称新课标)明确指出,物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面,发展学生物理学科核心素养是当前课堂教学的重要方向。深度学习注重学习者的主动参与和自主探索,在学科核心素养培养方面发挥着重要作用。以高中物理课堂为逻辑起点、以发展核心素养为教育目标,积极探索促进学生深度学习的策略,能更好地实现物理学科育人价值。
一、高中物理课堂中促进深度学习的意义
(一)激发物理学习兴趣
物理是自然科学领域的一门基础学科,但涉及的内容大多复杂、抽象。高中阶段,学生虽然能够以抽象思维认识世界,但物理学习于学生而言却具有一定的难度,进而影响学生的学习兴趣。高中物理课堂中促进深度学习,能使学生在多样化教学方法的引领下开展自主学习、探究,并逐步掌握知识、构建知识体系。在这一过程中,学生既能收获物理知识、享受探究乐趣,也能感知物理学科的魅力,从而产生强烈的物理学习兴趣,并以积极的态度投入后续的学习和实践。
(二)构建系统知识体系
初中阶段,学生已经对物理产生了初步认识,并掌握了简单的物理知识。高中阶段,物理学科涉及的维度、知识的难度虽有显著变化,但却不能忽视知识之间的关联性。然而,受传统教学模式、教育理念等因素的影响,学生对物理知识的掌握通常局限于单一的篇章,而无法关联记忆知识。高中物理课堂中促进深度学习则能解决这一问题,使学生脱离以往的浅层学习,深化对物理知识的理解、完成物理知识体系的构建,从而达到发展物理学科核心素养的目的。
(三)强化综合能力培养
综合能力是独立思考能力、问题解决能力等多重能力的集中体现,也是学生参与学习和实践的必备能力之一。传统教学模式过于关注知识的传授,使学生充分掌握物理知识却无法运用其解决问题。高中物理课堂中促进深度学习是对传统教学模式的创新,将物理实验、合作探究等多种教学方式引入课堂,使学生能在学习理论知识的同时运用其解决实际问题。如此,学生在深度学习的同时也能提升自身的综合能力,并借助综合能力更好地参与物理学习。
二、高中物理课堂中促进深度学习的教学策略
(一)问题作为导向,激发深度学习动机
问题是课堂教学中不可缺少的元素,能够引发学生思考、驱动学生学习,还能帮助学生掌握知识。高中物理课堂中促进深度学习可以发挥问题的价值,以问题为导向增强学生深度学习的动机。然而,以问题为导向并不代表随意提出一个问题即可,而是要贴近学习内容、符合学生当前学习需求,并具有一定的挑战性。这样的问题才能成为课堂教学的导向,在明确教学方向的基础上激发学习兴趣和深度学习的动机,为学生深度学习奠定基础。
以人教版高中物理教材必修一“摩擦力”为例。这一节内容主要介绍了滑动摩擦力和静摩擦力。摩擦力于学生而言并不陌生,初中阶段便浅层地认识了摩擦力。在高中物理教学中,教师需要综合课堂教学内容向学生提出具有挑战性的问题,如“摩擦力于我们而言并不陌生,就当下而言用黑板擦擦黑板这个动作就蕴含着摩擦力,而我们擦黑板时力度的大小决定了黑板的干净程度。那么,现在就来思考一个问题,我们在加大按压黑板擦的力度时,摩擦力是否有变化呢?如果有的话,它们之间又有着怎样的关系呢?”这一问题与现实生活密切相关,学生均有擦黑板的经验,都能清晰地理解问题。但是,摩擦力是否会变化、两者是否有关系对于学生而言却是一个全新的问题。这个问题能激发学生的求知欲和积极性。在这个背景下,教师可以将问题引入课堂教学内容,以促使学生深度学习并掌握与摩擦力相关的内容和公式。课堂教学结束后,再次向学生提出同样的问题,学生便可以运用所学内容进行回答。问题导向下的物理课堂,能促进学生走向深度学习,使其在深度学习的过程中思考问题、探究问题并获得问题的答案,从而提升学习能力和学习成效。
(二)实验引导探究,助推深度学习发生
传统的物理教学以知识的传授为主,对于教材中出现的物理实验并不深入研究。这便造成学生综合能力发展情况不佳,而对物理知识的理解也停留在表面。高中物理课堂中促进深度学习的首要任务是摒弃传统的教学模式,认识实验教学的重要性并引领学生亲自开展实验,使学生能在不断地失败中总结经验并逐步走向成功,从而掌握物理知识。只有这样,物理学科的育人功能才能充分发挥出来,学生的核心素养才能得到发展,而深度学习也可以在实验探究中发生。
以人教版高中物理教材必修二“实验:验证机械能守恒定律”为例。为验证机械能守恒定律,促进深度学习的高中物理课堂应发挥实验教学的价值,以助推深度学习的发生。首先,划分学习小组。教师按照学生的能力水平将其划分为若干个小组,确保各小组成员的实力相当,并能在相近的时间内完成实验。其次,准备实验器材。物理实验虽不及化学实验开展得频繁,但也具有一定的价值,因而需要正视物理实验在助推学生走向深度学习、促进学生核心素养发展中的地位。教师需要为每个小组准备相应的器材,如100g~200g的钩码或铁块、毫米刻度尺、铁架台等,为物理实验的开展做好准备。最后,组织开展实验。此时,教师需要将课堂真正还给学生,在实验的过程中教师只能观察而不能介入,并了解各组实验情况。在充分准备后,学生便可以开展物理实验,通过不断地识别和调整,并记录相关的数据,逐步走向深度学习。实验完成后,学生需要对测量的数据进行整合,并积极开展数据分析验证机械能守恒定律。如此,学生深化对机械能守恒定律的理解,逐步走向深度学习的同时提升自身的学习成效。因此,教师在促进学生走向深度学习的过程中应重视物理实验的价值,将物理实验融入课堂并组织学生开展合作探究,以确保学生充分掌握物理知识、实验能力,并助推其走向深度学习。
(三)搭建知识体系,促进知识深度理解
物理知识并不是独立存在的,而是具有一定的关联性。以往的物理教学通常是独立开展的,并未将教学内容与以往所学习的内容相关联,因而造成学生在解决问题时常常陷入困境。高中物理课堂中促进深度学习时,教师要有意识地突出知识的关联性并引导学生自主搭建知识体系。如此,物理知识便不再是独立存在的片段,而是环环相扣的知识体系。学生能在网络体系的引领下走向深度学习并对物理知识产生深度理解,从而有效提升自身的学习成效。
以人教版高中物理教材必修三“串联电路和并联电路”为例。“串联电路和并联电路”是“电路及其应用”单元的第四节,本单元还包括“电源和电流”“导体的电阻”“实验:导体电阻率的测量”,以及“实验:练习使用多用电表”。抛开两项物理实验不谈,电路、电流、导体的电阻等对于学生而言并不陌生,在初中阶段学生便已经初步掌握了相关的内容。“串联电路和并联电路”是本单元最后一课的知识点内容,在完成课堂教学的基础上教师应引入思维可视化工具即思维导图,带领学生从初中阶段的电学知识开始回顾,以问题不断引导学生思考,从而促使其走向深度学习。此时,教师便需要弱化自身在课堂中的地位,将课堂交给学生使其自由地进行讨论和探究。同时,学生可以在明确思路的前提下在希沃白板的思维导图中填入重要内容,并通过不断地完善、补充以达到构建知识体系的目的。高中物理课堂中促进学生深度学习不能完全依托教师的带领,还需要学生自身的探索。学生在教师的引领下开展思考,在脑海中串联所学知识,并用思维导图的形式将其呈现出来,从而真正进入深度学习。教师应认识到促进学生走向深度学习的价值和意义,从物理教学的课堂出发,给予适当的引导,激发学生的思维,促进其思考,推动其走向深度学习,以深化学生对物理知识的理解。
(四)理论联系实际,辅助学生知识迁移
理论知识与实际相脱节是高中物理教学的普遍现状。这也侧面印证了当前学生物理学习效果不佳的事实。高中物理课堂中促进深度学习将不再拘泥于理论知识的传授,而是要将理论知识与实际进行关联并促使学生开展合作探究和思考等。这一过程中,学生能深化对物理知识的理解,而物理知识也能够迁移至现实生活,真正做到学以致用。因此,教师作为课堂教学的组织者、学生发展的促进者,应努力发挥自身价值,立足于物理课堂促进学生走向深度学习,确保充分发挥物理教学的价值和意义。
以人教版高中物理选择性必修一“光的折射”为例。课堂教学内容涉及折射定律和折射率两部分,阐述了“根据折射定律,可以测量材料的折射率”。因此,促进深度学习的物理课堂为进一步深化学生对物理知识的理解和运用,可以从现实生活出发,为学生设置一道解决真实问题的习题,使学生将理论知识与实际相关联,以达到辅助学生知识迁移的目的。例如,冰在生活中极为常见,以冰为材料组织学生开展实验并测量折射率可以帮助学生完成知识的迁移。首先,学生需要根据冰的特性开展实验,借助工具进行测量和记录,并完成相应的计算。其次,学生在完成初次实验后,可以向教师询问“冰的折射率是多少”,从而明确冰的标准折射率为1.31。如果学生的数据与标准折射率偏差较大,教师则可以引导学生重复进行实验,以获得准确数据。最后,在学生完成实验、数据分析与计算的基础上,教师应适时进行总结,使学生认识到物理知识与现实生活之间具有极为密切的联系,如从事气象与气候研究、环境与生态监测等工作均需要测量光的折射率。在此背景下,学生在促进理论与实际相结合的过程中能够逐步走向深度学习,在深化对课堂学习内容理解的同时完成物理知识的迁移。基于此,教师应认识到将物理教学与现实生活相关联的重要性,以推动学生走向深度学习、不断收获成长。
(五)学习过程评价,引导深度学习发展
“重结果轻过程”是以往物理教学的常态,这导致学生对物理学习的兴趣逐渐丧失,进而对其全面发展产生一定影响。在高中物理课堂中促进深度学习,应审视以往的教学常态,将过程与结果并重,积极实施教学评价。同时,新课标指出,注重过程评价,促进学生核心素养发展的基本理念,促进学生走向深度学习,重视评价的诊断功能和激励功能。在学习过程评价下,学生不仅可以走向深度学习,还可以得到进一步的发展,从而有效解决学生兴趣缺失的问题。
以人教版高中物理教材选择性必修二“利用传感器制作简单的自动控制装置”为例。课堂教学主要以实验为核心,教师则需要组织学生有序地开展实验,并达到提升学习成效的目的。同时,在学生开展实验的过程中,教师不能只是观察学生的实验情况,还需要从更综合的角度分析学生的行为并完成记录。实验完成后,教师可以给予其最终作品相应的评价,以肯定学生的学习成果。此外,促进深度学习的物理课堂应将评价的重点放在学生的学习过程上。例如,A组成员在实验过程中有小小的失误,虽然对最终成果没有影响,但存在隐藏的风险。教师需要针对这一情况进行客观评价,引导学生梳理和反思实验过程,明确失误点并思考如何解决这一问题。在评价学习过程的背景下,学生并未在完成实验或学完一课后脱离深度学习,而是短暂地脱离后再次进入深度学习,并从实际情况出发分析问题、运用知识解决问题等。由此可见,过程性评价并非简单地给予学生评价,而是要提出问题、提供改进思路,以达到促进学习成效提升的目的。不仅如此,学生在过程性评价的引领下能更好地认识自身在物理学习中的不足,在走向深度学习的同时审视自身的问题并引导深度学习不断延伸和发展。
三、结语
综上所述,深度学习是帮助学生脱离浅层学习、机械记忆的重要手段,使学生能明确物理学科的本质并感知物理学科的魅力。高中物理课堂可以从问题导向、实验教学、知识体系搭建、知识迁移、过程评价几个角度出发,促进学生逐步走向深度学习,使其能活用物理知识、发展自身思维和实践能力。在实际教学中,教师还需要围绕促进深度学习的开展进行深入探索,继续创新教学方法和策略,并助力高中物理教学发展。
注:本文系淄博市临淄区教育科学“十四五”规划课题“数字化背景下高中物理深度学习课堂构建研究”(课题编号:2025LJY054)的阶段性研究成果。