目前AI進(jìn)入大眾視野,學(xué)生也能使用AI了,我們教師更應(yīng)該先一步學(xué)會(huì)使用AI。AI是一種人工智能技術(shù),具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別能力,在圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而,它在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。教師將AI深度學(xué)習(xí)技術(shù)引入大單元教學(xué),不僅能將各個(gè)單元知識(shí)進(jìn)行整合,還能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理抽象內(nèi)容的理解,不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的不斷提升。
一、深度學(xué)習(xí)理念的作用
教師將AI深度學(xué)習(xí)的理念融入教學(xué)中,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),還可以在深度學(xué)習(xí)的過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生不斷深入思考,更好地理解相關(guān)物理概念和知識(shí)。另外,深度學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了更深入、更有意義的物理學(xué)習(xí)體驗(yàn),幫助學(xué)生建立扎實(shí)的物理學(xué)科基礎(chǔ),激發(fā)對(duì)物理學(xué)的興趣和熱愛(ài)。
二、當(dāng)前物理中學(xué)教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題
一是知識(shí)點(diǎn)過(guò)于獨(dú)立。在以往的中學(xué)物理教學(xué)中,教師常以知識(shí)點(diǎn)為中心,將物理知識(shí)劃分為孤立的概念和公式,導(dǎo)致學(xué)生難以將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合和應(yīng)用。這種獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)模式束縛了學(xué)生對(duì)物理概念的深入理解和知識(shí)的綜合運(yùn)用。
二是學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)的中學(xué)物理教學(xué)課堂中,學(xué)生掌握物理概念與規(guī)律的方法之一就是實(shí)驗(yàn)。但受實(shí)驗(yàn)條件、場(chǎng)地(實(shí)驗(yàn)室太少或太?。⒃O(shè)備和時(shí)間的限制,學(xué)生往往缺乏充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),難以將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。
三是缺乏培養(yǎng)創(chuàng)新思維的機(jī)會(huì)。傳統(tǒng)的物理教學(xué)中,教師注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的傳授和應(yīng)用,忽視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。學(xué)生往往只是被動(dòng)接受知識(shí)而缺少主動(dòng)思考和探索的機(jī)會(huì),沒(méi)時(shí)間消化和吸收新知識(shí)。
四是缺乏個(gè)性化教學(xué)。傳統(tǒng)的物理教學(xué)忽視了學(xué)生個(gè)體差異,采取完全一樣的課堂教學(xué)模式和課后作業(yè),這使得潛能生“吃不了”、好學(xué)生“吃不飽”,影響了他們的學(xué)習(xí)效果和興趣。教師內(nèi)心應(yīng)懷有“教學(xué)有法,但無(wú)定法”的理念,讓自己的課堂變得靈活、有趣。
五是教學(xué)資源有限。當(dāng)前的物理教學(xué)往往依賴(lài)教科書(shū)和教師講解,教學(xué)資源有限。學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)興趣受到限制,無(wú)法獲得更加豐富和多樣化的學(xué)習(xí)資源。
三、深度學(xué)習(xí)理念下的物理大單元教學(xué)策略
(一)注重課程設(shè)計(jì)
一要以問(wèn)題為導(dǎo)向。教師要以問(wèn)題為導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主探究和解決問(wèn)題的方式學(xué)習(xí)物理知識(shí)。在大單元教學(xué)中,教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題要能提升學(xué)生的趣味性,吸引學(xué)生主動(dòng)參與,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,讓學(xué)生主動(dòng)參與和思考。如在講授“物態(tài)變化”這一內(nèi)容時(shí),教師可以將課程知識(shí)按溫度與物態(tài)變化進(jìn)行整合,課堂上把六種物態(tài)變化的概念與吸放熱情況以思維導(dǎo)圖的形式給學(xué)生表現(xiàn)出來(lái),幫助學(xué)生理解這一部分,深度學(xué)習(xí)內(nèi)容。
二要進(jìn)行知識(shí)整合。教師將物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),幫助學(xué)生理解知識(shí)之間的聯(lián)系和應(yīng)用。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的歸納和總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。在教學(xué)“電流與電壓電阻關(guān)系”時(shí),教師可以應(yīng)用大單元教學(xué)將相關(guān)的“串聯(lián)電路電流規(guī)律”“串聯(lián)電路電壓規(guī)律”“電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器使用規(guī)則”“故障分析”等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,讓學(xué)生結(jié)合這些知識(shí)在課前進(jìn)行任務(wù)復(fù)習(xí)。學(xué)生先嘗試學(xué)習(xí),然后教師將這些電學(xué)的基本知識(shí)進(jìn)行整合,幫助學(xué)生理解課程,培養(yǎng)抽象思維。
三要形成概念體系。教師將物理知識(shí)點(diǎn)按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連接,形成一個(gè)概念體系。例如,教師從力學(xué)的運(yùn)動(dòng)學(xué)概念開(kāi)始,逐步引入動(dòng)力學(xué)、牛頓定律等多個(gè)概念,讓學(xué)生明確各個(gè)概念之間的關(guān)系和相互作用。
四要建立知識(shí)框架。教師建立一個(gè)物理知識(shí)框架,讓學(xué)生了解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)在整體框架中的位置和作用,迅速建立關(guān)系。這可以通過(guò)概念地圖、思維導(dǎo)圖等方式呈現(xiàn),幫助學(xué)生形成整體性的認(rèn)知。
五要探究跨學(xué)科融合。教師將物理知識(shí)、方法等與其他學(xué)科進(jìn)行滲透、整合。如在講解實(shí)際應(yīng)用題時(shí),往往需要聯(lián)系多個(gè)學(xué)科的知識(shí),特別是數(shù)學(xué)知識(shí),只有做到物理數(shù)學(xué)類(lèi)比、互通,才能解決更加復(fù)雜的問(wèn)題。同時(shí),教師還可以幫助學(xué)生理解知識(shí)的應(yīng)用,培養(yǎng)綜合素質(zhì),如將物理中的力學(xué)概念與生物學(xué)中的運(yùn)動(dòng)原理相結(jié)合,結(jié)合實(shí)際現(xiàn)象,讓學(xué)生更好地理解人體運(yùn)動(dòng)的生物學(xué)原理和物理原理。
六要強(qiáng)化實(shí)際問(wèn)題應(yīng)用。教師將物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中,如教學(xué)慣性知識(shí)時(shí),聯(lián)系學(xué)生因?yàn)榈鼗芭亢笱龅乃さ宫F(xiàn)象。教師讓學(xué)生通過(guò)分析實(shí)際問(wèn)題來(lái)整合知識(shí),如通過(guò)設(shè)計(jì)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合定義,讓學(xué)生綜合運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí),分析和解決實(shí)際問(wèn)題。
(二)注重教學(xué)方法
一要開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究物理現(xiàn)象和規(guī)律。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自操作和觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和規(guī)律。
二要開(kāi)展網(wǎng)格式教學(xué)。在班級(jí)中建立網(wǎng)格化學(xué)習(xí)小組,讓每個(gè)小組抓好落實(shí)。教師在課堂上適當(dāng)提出問(wèn)題,或者創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),在小組中進(jìn)行討論和交流,合作完成實(shí)驗(yàn)操作,共同解決問(wèn)題,最后做出數(shù)據(jù)分析。這一系列的過(guò)程促進(jìn)了學(xué)生的思維碰撞,培養(yǎng)了合作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。合作過(guò)程中需要對(duì)各個(gè)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)格化。
例如,電路故障探究實(shí)驗(yàn)。1.分組與準(zhǔn)備:班內(nèi)有42名學(xué)生,教師可把學(xué)生分成6個(gè)小組,每組7人分別編號(hào)1~7,其中1號(hào)為組長(zhǎng),負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排本組實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并對(duì)組內(nèi)成員實(shí)驗(yàn)過(guò)程抓好落實(shí),2~3號(hào)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)電路圖,4~7號(hào)負(fù)責(zé)本組實(shí)驗(yàn)器材的配置和回收。2.合作探究:小組共同連接電路,制造一些電路故障,如斷路、短路等。成員分工:有的負(fù)責(zé)觀察電路現(xiàn)象,有的用電壓表、電流表等進(jìn)行測(cè)量,分析判斷故障原因。3.成果交流:各小組匯報(bào)發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象、測(cè)量數(shù)據(jù)及分析得出的故障原因,討論總結(jié)判斷電路故障的方法和技巧。
(三)注重評(píng)估方式
一要采用不同形式的評(píng)價(jià)方式。不同形式的評(píng)價(jià)模式包括課堂練習(xí)、學(xué)生解說(shuō)、實(shí)驗(yàn)、演講、實(shí)踐報(bào)告等。
二要加強(qiáng)及時(shí)反饋。教師及時(shí)給予學(xué)生反饋和指導(dǎo),協(xié)助學(xué)生糾正錯(cuò)誤和改善學(xué)習(xí)方式。例如,教師上課多設(shè)置有趣問(wèn)題、多提問(wèn),課下多交流、多抽查筆記,可以查看學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。作業(yè)講解時(shí),教師明確指出學(xué)生出錯(cuò)的原因,及時(shí)給學(xué)生提供改正的方法,也可以利用智能評(píng)估系統(tǒng)等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和個(gè)性化指導(dǎo)。如在講授“磁現(xiàn)象”這節(jié)課,教師可以根據(jù)學(xué)生在小學(xué)科學(xué)里所學(xué)的磁基本知識(shí),明確重難點(diǎn)和新的學(xué)習(xí)目標(biāo),對(duì)學(xué)生容易出錯(cuò)的比較抽象的磁場(chǎng)、磁感線(xiàn)、地磁場(chǎng)等加強(qiáng)輔導(dǎo),及時(shí)教給他們改正的方法。
四、創(chuàng)新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用
一是運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。教師利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建沉浸式的物理學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生身臨其境地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察,獲得更加直觀、豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和記憶效果?,F(xiàn)今在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上有一種“虛擬實(shí)驗(yàn)室”,可以在平臺(tái)上進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)交流。
二是開(kāi)展人工智能輔助教學(xué)。教師運(yùn)用智能化的學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,把合適的學(xué)習(xí)習(xí)慣建議和方法指導(dǎo)教給學(xué)生,幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理學(xué)知識(shí),事半功倍。
深度學(xué)習(xí)適用于物理教學(xué),可以幫助學(xué)生更好地理解物理知識(shí)、應(yīng)用物理知識(shí),提升實(shí)踐能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,提高解決問(wèn)題能力。教師通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)向式的課程設(shè)計(jì)、探究式學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、情境化教學(xué),以及多樣的評(píng)價(jià)方式、創(chuàng)新技術(shù)等,增強(qiáng)物理教學(xué)的效果,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)成績(jī)。
總之,在物理教學(xué)中積極探索深度學(xué)習(xí)理念的運(yùn)用是非常有意義的,能使學(xué)生體驗(yàn)到更加生動(dòng)有趣、高效、個(gè)性化的學(xué)習(xí)。
(責(zé)編 桑 濤)