【摘 要】 近幾年來，物理教學(xué)課堂逐漸邁入全新的發(fā)展階段，教學(xué)目標(biāo)也逐漸朝著新的方向發(fā)展。在新課標(biāo)、新高考不斷落實(shí)的背景下，教師需要探索全新的教學(xué)途徑，以使教學(xué)活動(dòng)質(zhì)量得到根本上的提升?；诖?，文章從高中物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)工作的現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，明確具體的教學(xué)思路和教學(xué)策略，力求讓教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量得到最大限度的提升，同時(shí)確保高中物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)得以落實(shí)。

【關(guān)鍵詞】 情景問題；探究學(xué)習(xí)；深度學(xué)習(xí)；高中物理

一、“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)下的課堂構(gòu)建方向

“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)對(duì)于高中物理實(shí)驗(yàn)課堂的構(gòu)建具有重要意義。這種學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)的或模擬的情境中，通過自主探索和合作解決問題，從而深入理解和掌握物理知識(shí)。

（一）情境問題融合

在物理教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用新教材的特點(diǎn)，在新課的導(dǎo)入部分設(shè)計(jì)富有情境的問題。在預(yù)習(xí)階段，鼓勵(lì)學(xué)生閱讀教材，展開自我提問與答辯，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望。在課堂上，借助小組討論與答辯的方式解答學(xué)生預(yù)習(xí)問題，在這個(gè)過程中，學(xué)生的認(rèn)知沖突得以顯現(xiàn)，配合教師的引導(dǎo)，得以進(jìn)一步引發(fā)學(xué)生的探索欲望。在探究新知識(shí)時(shí)，教師可以有意識(shí)地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察、數(shù)據(jù)整理與內(nèi)容歸納，讓學(xué)生自己在物理實(shí)驗(yàn)中，通過對(duì)比分析得出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的核心內(nèi)容，從而加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高知識(shí)的應(yīng)用能力。

（二）培養(yǎng)深度思維

在實(shí)驗(yàn)課堂中，教師可以設(shè)定與現(xiàn)實(shí)生活緊密相關(guān)的物理情境，如物體運(yùn)動(dòng)、電路問題等，然后提出一系列引導(dǎo)性的問題，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心和探究欲。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)收集和觀察分析，逐步解答這些問題，不僅能夠加深對(duì)物理原理和實(shí)驗(yàn)方法的理解，還能培養(yǎng)科學(xué)思維和解決問題的能力。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究過程中系統(tǒng)地構(gòu)建自己的知識(shí)體系，鼓勵(lì)學(xué)生通過自我問辯、師生問辯來提出問題，再通過實(shí)驗(yàn)觀察與深度學(xué)習(xí)來分析問題小組討論與答辯成為學(xué)生總結(jié)與解決問題的有效途徑之一。在這一過程中，教師應(yīng)有意識(shí)地強(qiáng)調(diào)和引導(dǎo)學(xué)生在不同情境中學(xué)會(huì)應(yīng)用機(jī)械運(yùn)動(dòng)與物理模型來判斷、理解和掌握機(jī)械能守恒定律的基本原理，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力，以此最大限度地引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握科學(xué)的物理思維方法。

（三）持續(xù)反思進(jìn)步

深度學(xué)習(xí)不僅僅是對(duì)知識(shí)的深入探索，更是一種對(duì)學(xué)習(xí)方式與思維的持續(xù)反思?！扒榫硢栴}探究式”學(xué)習(xí)還有助于提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生需要主動(dòng)思考、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐，這種主動(dòng)的學(xué)習(xí)方式遠(yuǎn)比被動(dòng)接受知識(shí)更加有效。同時(shí)，學(xué)生在探究過程中可能會(huì)遇到新的問題和挑戰(zhàn)，這要求他們不斷調(diào)整策略，優(yōu)化方案，從而鍛煉了他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在“情境問題探究式”課堂中，教師還需要幫助學(xué)生不斷回顧自己的學(xué)習(xí)過程，思考自己在問題解決中的得失，以便在下一次的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)。同時(shí)，教師也需要重視學(xué)生的反饋，通過定期的教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與困惑，為學(xué)生提供更加個(gè)性化的指導(dǎo)與幫助。

二、深度學(xué)習(xí)下“情境問題探究式”課堂的構(gòu)建策略

（一）創(chuàng)設(shè)生活化的實(shí)驗(yàn)情境

“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是創(chuàng)設(shè)真實(shí)、有意義的實(shí)驗(yàn)情境。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境有助于學(xué)生形成對(duì)物理現(xiàn)象的直觀認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的問題探究和深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。這意味著教師需要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平，設(shè)計(jì)貼近現(xiàn)實(shí)、能夠引發(fā)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。通過真實(shí)的情境，學(xué)生可以更好地將物理知識(shí)與日常生活相聯(lián)系，從而提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。生活化的實(shí)驗(yàn)情境可以讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，培養(yǎng)其運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。例如，在探究變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)前，教師可先做如下的情景創(chuàng)設(shè)來引入：讓全班同學(xué)手拉手，第一個(gè)和最后一個(gè)學(xué)生手握副線圈兩端形成閉合回路，在原線圈處接通或斷開與一節(jié)干電池的連接，利用變壓器原線圈通、斷電感應(yīng)副線圈產(chǎn)生電壓來電擊學(xué)生。逐漸增大原副線圈匝數(shù)比，再讓學(xué)生體驗(yàn)電擊的不同感受，以引起他們探究的熱情。又如，在完成光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，教師可以讓學(xué)生探討如何利用光學(xué)原理解決日常生活中的照明問題或設(shè)計(jì)新型的光學(xué)儀器等。

（二）設(shè)計(jì)探究性的問題鏈條

在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境基礎(chǔ)上，“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)要求教師根據(jù)不同的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)探究性的問題鏈條，引導(dǎo)學(xué)生從表象到本質(zhì)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜地逐步深入探究物理問題。這不僅能夠鍛煉學(xué)生的思維能力，還能培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。教師需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和學(xué)生的知識(shí)水平，提出一系列由淺入深、層層遞進(jìn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入探究物理現(xiàn)象和原理。以電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)為例，教師可以設(shè)計(jì)以下問題鏈：（1）詢問學(xué)生“什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象？”以引出實(shí)驗(yàn)主題；（2）提出“哪些條件下會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？”以引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)條件；（3）進(jìn)一步探討“電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流方向與什么因素有關(guān)？”以深化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解；（4）可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證其猜想，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。

（三）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)

“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)不僅需要教師創(chuàng)設(shè)出真實(shí)、有意義的實(shí)驗(yàn)情境、設(shè)計(jì)出探究性的問題鏈，還需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)?？梢哉f，在“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)是最終目的。為實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，教師需要在實(shí)驗(yàn)課堂上給予學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)和探究空間。尤其是在問題提出后，教師需要給學(xué)生留出充足的自我思考空間，并借助小組合作、討論交流等方式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)過程中來，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集和分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論并進(jìn)行反思。同時(shí)，教師還可以提供必要的指導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和困難，并找出實(shí)驗(yàn)中存在的問題。

三、深度學(xué)習(xí)下“情境問題探究式”課堂的實(shí)踐案例

“情境問題探究式”深度學(xué)習(xí)在高中物理實(shí)驗(yàn)課堂的構(gòu)建中，能夠顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和科學(xué)素養(yǎng)。它不僅幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理知識(shí)，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，為他們未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，這種學(xué)習(xí)模式應(yīng)該在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。

（一）情景引入

通過“鐵球碰鼻尖”小游戲?qū)?，讓一名學(xué)生到講桌前，利用單擺將小鐵球幾乎貼到學(xué)生鼻尖（但不接觸），拉開一定角度后放手，鐵球并未碰到鼻尖。但學(xué)生仍會(huì)不自覺地躲閃，表現(xiàn)出對(duì)“機(jī)械能守恒”的不信任。

（二）問題設(shè)置

問題一：為什么鐵球沒有碰到同學(xué)的鼻尖呢？通過情景導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生尋找現(xiàn)象中的物理規(guī)律，幫助學(xué)生建立科學(xué)探究的動(dòng)機(jī)。

問題二：機(jī)械能守恒的前提是什么？想一想有哪些過程滿足這一條件？

學(xué)生回答：自由落體，物體在光滑斜面上下滑，用細(xì)線懸掛的小球擺動(dòng)……

教師引導(dǎo)：以上實(shí)例在實(shí)際操作中均存在阻力，哪些方案可以減小阻力影響呢？

針對(duì)過程中空氣阻力、摩擦阻力可否忽略的問題，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)思考，在處理問題時(shí)抓住主要矛盾，合理忽略次要因素進(jìn)行模型構(gòu)建的科學(xué)思維能力。

問題三：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你所選擇的過程中機(jī)械能是否守恒呢？學(xué)生分組討論，得出結(jié)論。

（三）設(shè)計(jì)探究方案

要完成你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為需要利用什么器材？如何設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)？需要測(cè)量哪些物理量？請(qǐng)你把自己研究的方案寫出來并與同組同學(xué)交流，最終制訂本小組探究方案。

（四）展示方案

1. 說明設(shè)計(jì)原理和思想。

2. 說明具體如何測(cè)量相應(yīng)物理量。

3. 說明如何處理所得數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。

（五）實(shí)驗(yàn)實(shí)施

1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)器材

為確保實(shí)驗(yàn)的豐富性和可視化效果，精心選擇以下實(shí)驗(yàn)器材：重錘、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、毫米刻度尺、鐵架臺(tái)等，用以完成自由落體機(jī)械能守恒驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；借助氣墊導(dǎo)軌（帶有刻度）、滑塊、數(shù)字計(jì)時(shí)器、光電門、擋光條研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能。

2. 詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容

（1）自由落體實(shí)驗(yàn)探究

為深入探究小球在自由落體過程中的動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)換，教師應(yīng)設(shè)定明確的問題：在小球自由下落時(shí)，其動(dòng)能和勢(shì)能是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換的？這一過程中機(jī)械能是否保持恒定？引導(dǎo)學(xué)生利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器精確記錄小球下落的高度和時(shí)間。通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生收集到一系列詳盡的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這一階段，需要學(xué)生深入分析小球下落過程中動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)換機(jī)制，以及這種能量轉(zhuǎn)換是如何體現(xiàn)機(jī)械能守恒的。這一過程不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識(shí)，還需要學(xué)生具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和數(shù)據(jù)分析能力。

（2）斜面實(shí)驗(yàn)分析

為更全面地理解機(jī)械能守恒定律，學(xué)生還應(yīng)進(jìn)一步研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能，借助氣墊導(dǎo)軌展開實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可通過氣墊導(dǎo)軌上的標(biāo)尺讀出滑塊下滑的距離并算出下降的高度，利用光電門和數(shù)字計(jì)時(shí)器算出瞬時(shí)速度。這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的能量轉(zhuǎn)換分析提供有力的支持。在這一階段的學(xué)習(xí)中，還可拓展探究斜面傾角、加速度等因素對(duì)機(jī)械能守恒有無影響，以加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。

（3）數(shù)據(jù)整合與深度討論

在完成上述兩組實(shí)驗(yàn)后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理和分析，并且要求學(xué)生嘗試?yán)霉胶蛨D像兩種手段直觀地展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過對(duì)比理論值和實(shí)驗(yàn)值，深入分析實(shí)驗(yàn)誤差的可能來源，如空氣阻力、摩擦等。在小組討論環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生積極交流自己的發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)，共同撰寫分析報(bào)告。經(jīng)過數(shù)據(jù)整合和問題探討分析，學(xué)生可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，進(jìn)而提出一系列可能的改進(jìn)措施。這一過程可以極大地鍛煉了學(xué)生的批判性思維和科學(xué)分析能力。

（4）問答交流與深化理解

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出一系列問題，如“實(shí)驗(yàn)中哪些因素導(dǎo)致機(jī)械能的不完全守恒？如何盡可能減小阻力的影響”等。學(xué)生分組進(jìn)行深入地討論，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論知識(shí)給出詳盡的解答。借助問答幫助學(xué)生加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解和應(yīng)用能力，同時(shí)鍛煉學(xué)生的邏輯思維和表達(dá)能力。

（5）總結(jié)反饋與能力提升

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的必要步驟。在這一過程中，學(xué)生需要將實(shí)驗(yàn)過程、觀察到的現(xiàn)象、記錄的數(shù)據(jù)以及得出的結(jié)論等細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的記錄和整理。這一過程不僅幫助學(xué)生鞏固了實(shí)驗(yàn)知識(shí)，還培養(yǎng)了他們的邏輯思維和表達(dá)能力。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫過程中，學(xué)生將零散的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行整合，以條理清晰、邏輯嚴(yán)密的方式呈現(xiàn)出來，這也是逐步回答課堂中設(shè)計(jì)的每一個(gè)問題的過程。需要注意的是，教師在審閱報(bào)告后，應(yīng)給予學(xué)生針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)和建議。這些點(diǎn)評(píng)和建議不僅包括對(duì)實(shí)驗(yàn)操作技能的指導(dǎo)，還應(yīng)涉及對(duì)實(shí)驗(yàn)思維、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。同時(shí)，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇于探索、敢于質(zhì)疑，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和批判性思維。學(xué)生在接收到教師的點(diǎn)評(píng)和建議后，可以對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行反思和改進(jìn)。

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2022年河北省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃立項(xiàng)課題一般課題“深度學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的‘創(chuàng)設(shè)情境、問題探究式’高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探究”（課題編號(hào)：2205238）。