張小帥
(寧夏育才中學(xué),寧夏 銀川 750021)
深度學(xué)習(xí)理念的提出,為教育教學(xué)帶來了全新的思路和方法。在高中物理教學(xué)中,如何通過深度學(xué)習(xí)策略的應(yīng)用,促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解和應(yīng)用能力的提高,是當(dāng)前教育教學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問題。
深度學(xué)習(xí)理念是指通過多層次的學(xué)習(xí)和特征提取,讓學(xué)生更深入地理解所學(xué)知識(shí)的基本概念和原理。它不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,更關(guān)注學(xué)生能否運(yùn)用所學(xué)所得解決實(shí)際問題,以及在實(shí)際情境中對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。
多層次的學(xué)習(xí)和知識(shí)梳理:采用深度學(xué)習(xí)理念,可以讓學(xué)生通過多次學(xué)習(xí)和梳理知識(shí),逐步深入理解和掌握各個(gè)概念和原理。
特征提取和實(shí)際問題解決:深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)通過特征提取和數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際問題的解決。在高中物理教育中,可以通過引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)際問題,提取關(guān)鍵信息,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際運(yùn)用能力。
引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維:深度學(xué)習(xí)理念注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在高中物理教育中,可以通過提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)方式,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究和發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維。
相比傳統(tǒng)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo),新的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該更加多元化和全面化[1]。傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)僅僅強(qiáng)調(diào)幫助學(xué)生掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的定義、公式和基本特征,如速度和加速度等。相比之下,采用深度學(xué)習(xí)策略,可以將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)閹椭鷮W(xué)生理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)、探究物理現(xiàn)象和現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。
具體來說,可以采用以下策略:首先,建立問題意識(shí),在教學(xué)中,通過提出實(shí)際問題和疑問來激發(fā)學(xué)生的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考并發(fā)現(xiàn)問題。其次,以探究為中心,引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、觀察和實(shí)際場景模擬等方式來探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律。教師可以通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像的解釋和分析,引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)原理和規(guī)律,使學(xué)生能夠深入理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。最后,以應(yīng)用為導(dǎo)向,通過引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí),解決實(shí)際生活中的問題,促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高。
在高中物理教學(xué)中,為了更好地實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)策略,教師可以采用一些創(chuàng)新的教學(xué)方法,以下以勻變速直線運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行說明。
借助多媒體技術(shù):多媒體技術(shù)可以將圖形、動(dòng)畫、聲音等多種媒介形式進(jìn)行集成,能夠生動(dòng)地展示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生形象地理解運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如使用動(dòng)畫演示勻變速直線運(yùn)動(dòng)的過程,可以生動(dòng)形象地展示運(yùn)動(dòng)規(guī)律,激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心;制作視頻,展示運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)和圖像,并引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析和圖像解釋,理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律;設(shè)計(jì)互動(dòng)式教學(xué)案例,例如通過編程模擬勻變速直線運(yùn)動(dòng)的過程,讓學(xué)生探究運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn);利用虛擬實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生在模擬的實(shí)驗(yàn)場景中進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)的探究和實(shí)踐,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力。
拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中,教師可以通過拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方式,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解物理現(xiàn)象,并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),幫助學(xué)生更深入地理解運(yùn)動(dòng)的特征和規(guī)律。例如在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中,教師可以通過以下步驟拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
設(shè)計(jì)并制作小車模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn):首先,教師可以設(shè)計(jì)并制作一個(gè)小車模型,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中模擬勻變速直線運(yùn)動(dòng)。其次,教師可以設(shè)置不同的速度和加速度條件,讓學(xué)生觀察和記錄小車模型在不同條件下的運(yùn)動(dòng)情況。最后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),讓學(xué)生深入地理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律。
利用傳感器和編程探究不同重力加速度下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:教師可以通過傳感器和編程等技術(shù)手段,讓學(xué)生探究不同重力加速度均勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。具體來說,教師可以設(shè)置不同的重力加速度條件,讓學(xué)生使用傳感器測(cè)量小車模型在不同條件下的運(yùn)動(dòng)情況,并利用編程軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。最后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,幫助學(xué)生更好地理解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和特點(diǎn)。
問題探究式教學(xué):問題探究式教學(xué)是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方式,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在問題探究的過程中掌握知識(shí),提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中,教師可以通過提出問題,讓學(xué)生自己去思考和探究,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作,讓學(xué)生在解決問題的過程中深入地理解知識(shí)點(diǎn)。
師:大家好,今天我們將通過問題探究式教學(xué)的方式來學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)。首先我會(huì)提出一些問題,希望你們能自己思考并嘗試回答這些問題。問題為:勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是什么?它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么?
生A:我覺得勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是速度在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生了改變,但是加速度是恒定的。
師:非常好,你能否舉一個(gè)實(shí)際例子來說明這一點(diǎn)呢?
生A:比如說,當(dāng)一輛汽車在路上行駛時(shí),如果它的速度從30 公里每小時(shí)增加到60 公里每小時(shí),那么它就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
師:很好,那么其他同學(xué)對(duì)此有什么補(bǔ)充或者不同的見解嗎?
生B:我認(rèn)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是v=at+v0,其中v表示速度,a表示加速度,t表示時(shí)間,v0表示起始速度。
師:不錯(cuò),你能否解釋一下這個(gè)公式的含義?
生B:這個(gè)公式可以用來計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度,v表示運(yùn)動(dòng)物體的速度,a表示物體的加速度,t 表示物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,v0表示物體運(yùn)動(dòng)的起始速度。
師:非常好,你們已經(jīng)成功地通過問題探究的方式深入地理解了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。接下來,我們將進(jìn)一步探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用和意義。
在這樣的討論過程中,可以讓學(xué)生自主思考、積極探究,通過實(shí)踐來深入理解知識(shí)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和自主思考的能力,使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加積極主動(dòng)。
在高中物理教學(xué)中,分組討論與合作學(xué)習(xí)是一種有效的深度學(xué)習(xí)策略,它可以幫助學(xué)生更深入地理解知識(shí),并提高他們的合作能力和交流能力[2-3]。教師可以將學(xué)生分成若干個(gè)小組,每個(gè)小組內(nèi)的學(xué)生共同討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)的問題。例如,教師可以提供一個(gè)案例:小明把一個(gè)球從高空扔下,經(jīng)過多長時(shí)間落地?在討論的過程中,學(xué)生可以利用公式和圖像等工具,共同探討如何確定物體的加速度和初速度等問題。
師:好的,同學(xué)們,請(qǐng)組成小組共同討論勻變速直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)的問題。例如,我們可以以小明把一個(gè)球從高空扔下,經(jīng)過多長時(shí)間落地為例,探討如何確定物體的加速度和初速度等問題。請(qǐng)開始討論吧。
生1:我認(rèn)為,物體的落地時(shí)間會(huì)受到重力加速度的影響,因此我們可以先計(jì)算重力加速度的大小。
生2:對(duì),而且我們可以利用公式t=√(2h/g)來求出物體落地所需的時(shí)間,其中h是物體下落的高度,g是重力加速度的大小。
生3:我有個(gè)問題,如果我們不知道物體下落的高度,怎么辦?
師:很好的問題,同學(xué)們可以考慮其他的因素,例如物體落地時(shí)的速度或者彈跳的高度等??梢栽谛〗M內(nèi)討論這些因素的影響。
生4:我覺得,如果物體落地時(shí)的速度不同,落地所需的時(shí)間也會(huì)不同。
生5:那我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn),比如讓物體從不同高度落下,然后記錄落地所需的時(shí)間和速度,看看是否有相關(guān)性。
生6:我有個(gè)疑問,如果物體落地后彈跳,那么它的落地時(shí)間應(yīng)該怎么計(jì)算呢?
師:很好的問題,同學(xué)們可以探討彈性碰撞的規(guī)律,進(jìn)一步計(jì)算物體彈跳后的落地時(shí)間。
生1:我想到了一個(gè)應(yīng)用,如果我們想計(jì)算自由落體運(yùn)動(dòng)的速度和加速度,也可以用類似的方法吧?
生2:沒錯(cuò),因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況。
同時(shí),學(xué)生也可以分享自己的想法和經(jīng)驗(yàn),例如有哪些因素會(huì)影響物體的落地時(shí)間,以及如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的想法等。在這樣激烈地討論過程中,教師可以起到引導(dǎo)和激勵(lì)的作用,同時(shí)也可以幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤和提供反饋,而學(xué)生則能沉浸式地體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂。因此通過這樣的討論活動(dòng),不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解與運(yùn)用,還可以在問題探究中提高自己的分析能力和邏輯思考能力。
深度學(xué)習(xí)理念要求教師在評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí),不僅要關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,還要考慮學(xué)生的思考過程、實(shí)驗(yàn)操作能力等方面[4]。因此,教師可以通過以下方式來了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和應(yīng)用能力:
實(shí)驗(yàn)報(bào)告:讓學(xué)生進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),并要求他們撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,包括實(shí)驗(yàn)的目的、方法、數(shù)據(jù)處理和分析等。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià),可以檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)表達(dá)能力。
作業(yè)和練習(xí):除了傳統(tǒng)的筆記和習(xí)題外,可以引入一些有趣的題目,例如設(shè)計(jì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,或者應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)解決實(shí)際問題等。通過作業(yè)和練習(xí)的評(píng)價(jià),可以檢驗(yàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力、問題解決能力和應(yīng)用能力。
項(xiàng)目研究:可以讓學(xué)生自主選擇一個(gè)與勻變速直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)的主題,例如,學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)一個(gè)小車模型,利用不同的裝置和器材對(duì)小車進(jìn)行實(shí)驗(yàn),比如利用傳感器和編程探究不同重力加速度下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,或者設(shè)計(jì)不同形狀和重量的物體,進(jìn)行勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)踐性項(xiàng)目研究可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)分析能力和創(chuàng)新思維能力,同時(shí)也有利于學(xué)生更深入地理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律。
通過學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)多樣化的策略,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,同時(shí)也可以檢驗(yàn)學(xué)生的綜合能力,幫助他們更全面地掌握知識(shí)。
通過對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)教學(xué)的深度學(xué)習(xí)策略分析,可知在高中物理教學(xué)中,采用深度學(xué)習(xí)策略可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深入理解和應(yīng)用能力的提高,教師在教學(xué)過程中,需要不斷探索和創(chuàng)新,運(yùn)用多種教學(xué)方法,鼓勵(lì)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)和思考,同時(shí)采用多元化的評(píng)價(jià)方式,為學(xué)生提供更加全面的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。