景愛兵

《普通高中物理課程標準（2017年版）》中明確了“物理學科素養(yǎng)”這一教學目標。教師要圍繞核心素養(yǎng)，引導學生參與實驗探究，體現(xiàn)學生的主體性，使其以知識建構者、探究者的身份主動學習、主動探究，最終在知識建構的過程中觸摸物理知識的本質(zhì)，拓展自身的思維，并逐漸形成物理探究能力和優(yōu)秀品格。探究實驗是打開學生思維大門的鑰匙，也是引導學生深入學習的載體，面對培養(yǎng)物理學科素養(yǎng)的要求，唯有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實驗教學模式，指向深度學習，設計易于學生參與的探究性實驗，引導學生深層次理解物理規(guī)律，才能促進學生高階思維的發(fā)展，真正實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。

一、深度學習視域下高中物理實驗教學現(xiàn)狀

雖然新課程推動了高中物理實踐教學的發(fā)展，教師對以往的實驗內(nèi)容和形式進行了一定的改進，但是依然存在諸多弊端：首先，學生參與實驗的程度低。鑒于實驗的特點以及新課程下實驗所承擔的育人價值，教師應積極挖掘?qū)嶒灥膬r值，通過構建實驗任務，鼓勵學生自主設計和探究，并能夠?qū)嶒炛械漠惓＿M行質(zhì)疑，通過實驗弄清知識的來龍去脈，才能真正達到預期的目標。然而，當前高中物理實驗課堂依然比較呆板，背實驗代替做實驗的現(xiàn)象束縛了學生的主動性。學生參與實驗的程度低，難以真正從中獲得成長和發(fā)展。其次，實驗教學模式有待創(chuàng)新。物理實驗涉及內(nèi)容廣泛、承擔育人任務，教師唯有科學設計實驗教學模式，給學生自主發(fā)揮的空間，才有利于發(fā)揮實驗價值。但是，教師并未從學生的角度進行實驗教學的考量，選擇的教學手段具有一定的滯后性，不能夠引導學生進行深度學習。最后，重視程度不夠。新課程改革雖然賦予了物理實驗的育人價值，但實驗調(diào)查反饋的數(shù)據(jù)顯示，實驗并未受到應有的重視，通過課堂傳授模式解決物理重難點是教師教學的重點。教師常常認為實驗可有可無，因此無法從課時上保障物理實驗教學，甚至犧牲實驗課時，用于物理習題教學。長此以往，不僅物理教學效果得不到提升，還容易使學生陷入疲憊的機械記憶中，不利于學生素養(yǎng)的培養(yǎng)[1]。

二、深度學習與高中物理實驗教學

教育家布魯姆在研究中將認知領域的教育目標進行了層次劃分，即記憶、理解、應用、分析、綜合、評價。從認知水平上來說，記憶和理解屬于一種低認知水平。學生在記憶和理解的過程中，思維活動處于低階階段中。這種學習方式屬于淺層的學習，在以往的學習中占據(jù)主要地位。而應用、分析、綜合和評價活動則屬于高認知水平。學生在這一階段的學習中，需要對學習材料進行加工、遷移和應用。在這一過程中，必須有高階思維參與其中，所對應的學習模式則屬于深度學習?？梢哉f，深度學習與淺層學習相對立，不再是固定、被動的學習，而是以發(fā)展高階思維為目標，尊重學生在課堂上的主體地位，使其以知識探究者的身份，以自主或者團隊作為載體，在原有的知識結(jié)構上建構新知識，在批判中理解新知識，在思考和探究中促進知識的遷移和應用，最終實現(xiàn)學生的全面發(fā)展、長遠發(fā)展。

可以說，深度學習徹底將學生從“教師灌輸、學生被動接受”的模式下解放出來，呈現(xiàn)出鮮明的特征。

其一，從學習方式上來說，深度學習屬于一種主動式的學習。傳統(tǒng)學習模式下，學生始終處于被動的狀態(tài)，其思維模式類似于“來料加工”，對知識的學習和掌握僅限于表層。而在深度學習下，學生學習狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，在強烈學習動機的驅(qū)使下，主動圍繞問題進行思考和探究。

其二，從學習過程上來說，深度學習更加關注知識的內(nèi)在聯(lián)系以及拓展和延伸。傳統(tǒng)學習模式中，僅限于“就事論事”，學生學習的知識成點狀分布，各個知識點就像是大海中的“孤島”，互相之間沒有聯(lián)系。學生不能從整體上把握物理知識，影響了深入學習。深度學習下，學生在學習中經(jīng)過深度思考，在以往舊知識基礎上建構新知識，并運用各種工具對新知識進行加工，并使其成為一個互相關聯(lián)的整體。這種情況下，學生的學習視野也不再局限于教材中，密切關注教材內(nèi)外知識的聯(lián)系。

其三，從學習情感上來說，深度學習強調(diào)了學生的獲得感、參與感。深度學習契合了現(xiàn)代建構主義理論，更加關注學生在學習中的滿足感、獲得感。學生在深度學習中，圍繞富有挑戰(zhàn)性的任務進行思考、主動學習、解決問題，更容易激發(fā)學生的學習興趣，也容易產(chǎn)生自我實現(xiàn)的滿足感，最終在這種積極學習情感的助力下，使學習朝著良性的方向發(fā)展。

鑒于深度學習的內(nèi)涵以及新課程標準下物理實驗教學要求，教師唯有摒除傳統(tǒng)實驗教學模式，采取新的視角，重新設計實驗教學方案，才能真正提升高中物理實驗教學的質(zhì)量[2]。

三、深度學習視域下高中物理實驗教學優(yōu)化策略

（一）基于深度學習制訂學習目標

實驗教學目標明確了實驗教學的方向。在深度學習視域下，教師要重新審視實驗教學內(nèi)容，構建引導學生深度學習的實驗目標。一方面，在正式確立實驗室學習目標之前，不僅要從整體上把握內(nèi)容，還應加強高中物理學科素養(yǎng)的研究，聚焦“物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度和責任”設計實驗教學目標，使學生在實驗教學目標的指引下，通過學習和探究實現(xiàn)自身的全面發(fā)展；另一方面，鑒于深度學習的內(nèi)涵，教師還應掌握學生的基本情況，制訂與學生物理探究能力相一致的目標，這樣才能夠激勵學生探究，實現(xiàn)深度學習的目的。在深度學習目標的指引下，學生以知識探究者和建構者的身份，在實驗探究學習的過程中觸摸物理知識的本質(zhì)，提升自身的思維能力等，培養(yǎng)和發(fā)展物理核心素養(yǎng)。

以“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”為例，為了真正落實深度學習理念，教師可按照上述的方式和原則對教學目標進行重新設定：（1）明確物理問題定量研究方法，控制變量法，理解三個物理量的定性關系（理解層次）；（2）在實驗中體驗科學探究過程，能夠結(jié)合所學知識自主設計實驗方案、操作實驗、真實記錄實驗數(shù)據(jù)（創(chuàng)造層次）；（3）通過數(shù)據(jù)分析，歸納三個物理量的定性關系，轉(zhuǎn)變前概念，并得出加速度和力、質(zhì)量遵循的一般規(guī)律，并在實驗操作中體會其中蘊含的科學思維方式（分析層次）；（4）能夠靈活運用三個物理量的定性關系，對生活中常見的現(xiàn)象和問題進行解釋（應用層次）；（5）對學生的實驗過程展開評價，在實驗學習中逐漸形成科學觀念，體會物理規(guī)律的簡潔美（評價層次）。如此設計，使得物理實驗教學目標不再局限于知識層次中，也不再單純地為了應付考試，而是指向?qū)W生的發(fā)展，使其在物理實驗探究的過程中獲得長遠發(fā)展、全面發(fā)展的能力和品質(zhì)[3]。

（二）基于深度學習創(chuàng)設實驗探究情境

鑒于深度學習的內(nèi)涵，教師應以實驗為載體，通過情境激活學生的思維，讓學生高效地參與探究，并在實驗操作中獲得成就感和滿足感。而要達到這一目標，高中物理教師唯有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實驗教學模式，基于深度實驗學習模式深耕真實情境，結(jié)合物理教材內(nèi)容選取合適的素材，創(chuàng)設實驗探究情境，激發(fā)學生的好奇心，并在興趣的驅(qū)使下，結(jié)合已有的知識結(jié)構和前概念，發(fā)現(xiàn)問題、進行猜想、探究解答等，逐步在情境中深入探究。

以“向心力”為例，基于深度學習的內(nèi)涵，教師在開展實驗教學之前，就為學生設計了一個探究情境：在火車站采訪鐵路工程師，由鐵路工程師將火車質(zhì)量、轉(zhuǎn)彎半徑等數(shù)據(jù)進行了詳細介紹。之后，教師又給學生設計了相關問題，引導學生思考：為了保障火車轉(zhuǎn)彎時的安全，請根據(jù)所學的知識，對火車軌道轉(zhuǎn)彎時的傾角進行設計，并據(jù)此對速度和軌道傾角的關系進行解釋。在這一實驗教學中，物理教師通過實驗視頻為學生創(chuàng)設了一個客觀而現(xiàn)實的情境，喚醒了學生的實驗參與程度，讓學生結(jié)合已有的生活經(jīng)驗或是物理知識，對實驗內(nèi)容進行思考、計算、討論，設計探究方案。如此，既能發(fā)揮探究實驗的價值，激勵學生深入學習，也能促使學生在主動參與和探究中提升自身的物理綜合素養(yǎng)。

（三）基于深度任務培養(yǎng)學生的高階思維能力

傳統(tǒng)的高中物理探究實驗中，學生的自主性較弱，基本按照教師的要求或是教材的步驟進行，即學生在探究實驗中缺乏應有的思維活動，實驗收獲并不大。這樣的實驗學習始終處于淺層階段，學生僅僅記住了實驗的結(jié)果，難以從中獲得自身的全面發(fā)展。而在深度學習視域下，唯有轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實驗教學模式，通過“創(chuàng)設問題情境、提出挑戰(zhàn)性的實驗任務—設計實驗方案—探究實驗—思考匯報—反思總結(jié)”等流程，才能使學生在探究任務的引領下完成對實驗的深度學習。

例如，在“動量定理”深度實驗教學中，就遵循了這一流程，教師結(jié)合實驗內(nèi)容給學生提供了雞蛋、膠帶、紙帶、木筷等物品，并為學生設計了“保護雞蛋”的任務，指導學生將雞蛋從某一個高度釋放，使其自由下落。在這一過程中，學生運用教師提供的工具對下落的雞蛋進行保護，使其能夠完整落地。接著，教師將學生分組，引導學生以小組為載體，結(jié)合前概念和已有的知識進行思考和交流，圍繞“保護雞蛋”設計實驗方案，并思考是什么原因?qū)е码u蛋完好無缺。學生結(jié)合實驗分析，通過理論推導，結(jié)合教師的引導，逐漸得出動量定理的表達式。如此，學生在實驗任務的引領下，通過自主設計實驗方案，開展實驗探究、總結(jié)和歸納等，真正實現(xiàn)了對物理實驗的深度學習，高效達成了物理核心素養(yǎng)下的教學目標[4]。

（四）基于深度學習實施開放性物理實驗

深度學習視域下，實驗教學不再束縛在教材的實驗內(nèi)容和步驟中，教師可以圍繞物理核心知識實施開放性的探究實驗，放飛學生的思維，讓學生的觀點和思想能夠在開放性實驗中大放光彩，加深學生對實驗的理解，促進學生的個性化探究。鑒于此，教師要秉承科學性、開放性原則，科學設計探究任務，讓學生自選角度和思路進行探究實驗活動。一方面，提高學生的實驗設計和實施能力。教師為學生構建有意義的物理任務或是問題，讓學生依據(jù)所學知識自主開展探究實驗活動，并從實驗中得出結(jié)論。

以“玻璃折射率測定”為例，教材中只給出了運用“標準玻璃磚進行測定”的實驗方式，但這種實驗模式雖然得到了實驗結(jié)果，但實驗器材限制了學生的探究范圍。鑒于此，教師為學生講述基本原理之后，就引導學生將標準玻璃磚轉(zhuǎn)換為棱鏡、分光光度計等，指導學生通過思考和探究，自行設計實驗方案，并圍繞其進行探究學習。另一方面，延伸實驗。鑒于深度學習的內(nèi)涵，在開放性物理實驗教學中，還應積極延伸和拓展。例如，在完成“形變與彈力”實驗教學之后，教師可引導學生思考生活中常見的橡皮筋、橡皮泥等形變實例，通過實驗、測量和分析過程，對形變與彈力形成更深層次的認識。教師因地制宜設計開放性任務，能夠讓學生以自己熟悉的方式開展探究實驗，促進學生的個性化發(fā)展，鍛煉學生的思維能力，真正實現(xiàn)對物理實驗的深度學習。

（五）基于深度學習模式進行反思和評價

在實驗教學中，評價主要是對學生實驗學習的過程、實驗方案進行評價和衡量，主要對學生在實驗過程中的綜合情況進行評價。一方面，基于深度學習模式的探究實驗評價要體現(xiàn)多元化。即教師轉(zhuǎn)變以往只對實驗結(jié)果采取等級評價，還應該關心學生的實驗態(tài)度、實驗思路、實驗行為等方面的內(nèi)容，對學生進行過程性評價，優(yōu)化學生的實驗思路，指導學生實驗中存在的不足，旨在對學生進行全面、客觀的評價。另一方面，在深度學習視域下，教師以激勵性評價為主，以針對性指導為輔，注重學生個體差異，從學生的實驗過程中發(fā)現(xiàn)學生的特長和優(yōu)秀表現(xiàn)，給予肯定和鼓勵，使學生都能夠受到鼓舞，這樣才能夠更好地激勵學生。

綜上所述，深度學習視域下的物理實驗教學模式，契合了生本教育理念的要求，也是培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)的必然選擇。鑒于此，唯有立足深度學習的內(nèi)涵，遵循物理實驗學習的特點，設計有效的教學目標，通過物理實驗情境激活學生的探究情感，借助任務引領發(fā)展高階思維，依托開放實驗促進學生全面發(fā)展，基于深度評價增加反饋和動力，才能不斷提升高中物理實驗教學的有效性。

參考文獻：

［1］張曉希.深度學習視域下的高中物理實驗教學對策［J］.中學理科園地，2022，18（4）：16-18.

［2］沙寶平.深度學習視域下高中物理實驗教學策略探究［J］.考試周刊，2022（24）：123-126.

［3］劉玲.指向深度學習的高中物理實驗教學策略：以“探究影響感應電動勢大小的因素”教學為例［J］.物理通報，2021（11）：35-37.

［4］候林.深度學習在高中物理實驗教學中的應用研究［D］.哈爾濱：哈爾濱師范大學，2021.

（作者單位：甘肅省定西市安定區(qū)東方紅中學）

編輯：常超波