摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的主要途徑。在深度學(xué)習(xí)理念指引下，教師應(yīng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深入思考，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)思維的發(fā)展。對(duì)深度學(xué)習(xí)理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和實(shí)施原則進(jìn)行了闡述，從創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、設(shè)置驅(qū)動(dòng)任務(wù)、引入信息技術(shù)等方面探討了指向深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，旨在充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

深度學(xué)習(xí)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)參與和深度思考。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注重深度學(xué)習(xí)理念的融入，合理運(yùn)用多樣的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。這樣不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與探究精神，還能使其在實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中增強(qiáng)動(dòng)手操作能力，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、深度學(xué)習(xí)理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用

（一）有助于提升學(xué)生的主體性

在深度學(xué)習(xí)理念下，教師要堅(jiān)持以生為本的原則，基于學(xué)生的學(xué)習(xí)需要合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生在觀察、猜測(cè)、比較、分析等過(guò)程中深化對(duì)知識(shí)的理解，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)［1］。同時(shí)，在深度學(xué)習(xí)理念下，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主探究、合作分析等方式進(jìn)行深入思考，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的想法，從而加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。這能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，讓學(xué)生全身心投入物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，主動(dòng)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

（二）有助于發(fā)展學(xué)生的高階思維

高階思維對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展有著重要的影響，具備高階思維的學(xué)生能夠深入探究學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而提升自己的認(rèn)知水平。在深度學(xué)習(xí)理念下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要設(shè)計(jì)引導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在解決復(fù)雜問(wèn)題、進(jìn)行科學(xué)探究、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中深入思考［2］。這樣一來(lái)，學(xué)生就能夠有效發(fā)展高階思維，并在高階思維的支持下進(jìn)行科學(xué)探究，進(jìn)而深入理解物理知識(shí)的本質(zhì)，提升物理核心素養(yǎng)。

（三）有助于學(xué)生遷移應(yīng)用知識(shí)

深度學(xué)習(xí)理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移應(yīng)用，學(xué)生通過(guò)深度學(xué)習(xí)能理解物理知識(shí)的本質(zhì)，靈活應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題［3］。在深度學(xué)習(xí)理念下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲，讓學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題，并自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)尋找答案，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

二、深度學(xué)習(xí)理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則

（一）層次性原則

層次性原則要求教師由淺入深地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解物理知識(shí)。具體來(lái)說(shuō)，教師可從基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象出發(fā)，由淺入深地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行合理選擇，從而使學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中有所收獲［4］。這樣不僅可以加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，還能幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的知識(shí)體系。

（二）挑戰(zhàn)性原則

挑戰(zhàn)性原則要求教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的難度進(jìn)行合理調(diào)整，以此激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及現(xiàn)象的探究興趣，促使學(xué)生全身心投入實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中。需要注意的是，教師要給學(xué)生提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和支持，幫助學(xué)生克服實(shí)驗(yàn)中遇到的困難，確保學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)探究中有所收獲，以此增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索未知的精神。

（三）開(kāi)放性原則

開(kāi)放性原則要求教師對(duì)實(shí)驗(yàn)主題、方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)放性，讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自由探索，提出自己的見(jiàn)解和解決方案［5］。同時(shí)，開(kāi)放性原則還要求教師對(duì)實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行拓展，以此豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)選擇，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

三、指向深度學(xué)習(xí)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，能夠讓學(xué)生在觀察、體驗(yàn)的過(guò)程中感知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。在這樣的教學(xué)中，學(xué)生能夠在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)思考和探究情境中蘊(yùn)含的物理原理、規(guī)律等，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入研究，從而進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。

以“探究電磁鐵的磁性”一課的教學(xué)為例，教師可在課前給學(xué)生展示趣味性魔術(shù)，創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境。教師可在講臺(tái)上放置一個(gè)密封的裝有電磁鐵的紙盒，并在盒子旁邊放一個(gè)開(kāi)關(guān)及鐵釘，隨后閉合開(kāi)關(guān)，讓學(xué)生觀察“靠近紙盒的鐵釘被吸到紙盒上”這一現(xiàn)象。同時(shí)，教師可提問(wèn)學(xué)生：“這是怎么回事？紙盒里有什么秘密？”以此引導(dǎo)學(xué)生思考，并逐步引出電磁鐵的概念。隨后，教師可設(shè)置“制作簡(jiǎn)易電磁鐵以及探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并幫助學(xué)生劃分小組，給每個(gè)小組發(fā)放漆包線、電池、開(kāi)關(guān)及滑動(dòng)變阻器等器材。在學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)前，教師要帶領(lǐng)他們回顧電流的磁效應(yīng)等知識(shí)，并詳細(xì)講解電磁鐵的基本結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理，使學(xué)生理解“電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)磁性消失”這一結(jié)論，提出“電磁鐵磁性強(qiáng)弱可能與電流大小、線圈匝數(shù)以及鐵芯類型等因素有關(guān)”這一假設(shè)。在此基礎(chǔ)上，教師可讓各小組分別選擇一個(gè)影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。以“電流大小對(duì)電磁鐵磁性的影響”實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)生在探究時(shí)要先按照要求連接電路（如圖1），隨后保持線圈匝數(shù)和鐵釘不變，通過(guò)滑動(dòng)變阻器調(diào)整電流大小，并觀察鐵釘對(duì)小鐵釘?shù)奈ψ兓?，記錄?shù)據(jù)。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)看，隨著電路電流增大，鐵釘對(duì)小鐵釘?shù)奈σ搽S之增強(qiáng)，由此，學(xué)生可得出“電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)”的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，總結(jié)電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)以及鐵芯類型之間的關(guān)系，并提出拓展性問(wèn)題：電磁鐵在生活中有哪些應(yīng)用？如何進(jìn)一步增強(qiáng)電磁鐵的磁性？這樣的問(wèn)題能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，促使學(xué)生展開(kāi)深度學(xué)習(xí)。

由此可見(jiàn)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己學(xué)過(guò)的知識(shí)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，明白電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)與鐵芯類型之間的關(guān)系，不僅可以使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)觀察現(xiàn)象、深入思考問(wèn)題的習(xí)慣，還能提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

（二）設(shè)置驅(qū)動(dòng)任務(wù)，促進(jìn)主動(dòng)探索

1.設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題，引導(dǎo)理性思考

初中生正處于認(rèn)知能力發(fā)展的關(guān)鍵階段，具有好奇心強(qiáng)、探索欲旺盛等特點(diǎn)。對(duì)此，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生基于具體的物理現(xiàn)象進(jìn)行深入探究，從而加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生展開(kāi)深度學(xué)習(xí)。

以“關(guān)于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的猜想”一課的教學(xué)為例。電動(dòng)機(jī)類型豐富且在生活中應(yīng)用廣泛，為此，教師可結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，圍繞電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。首先，在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可展示電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)及電源實(shí)物，并讓學(xué)生按照電路圖連接電路，觀察電動(dòng)機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)。其次，教師可基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出“電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)的原因是什么？”等問(wèn)題，并鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，進(jìn)行交流討論，提出假設(shè)。最后，教師可指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證自己的假設(shè)，以此加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。這樣，通過(guò)設(shè)置開(kāi)放性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，教師不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，還能培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，讓學(xué)生掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)的方法，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

2.組織個(gè)性化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

初中生普遍具有較強(qiáng)的好奇心，能夠圍繞某一現(xiàn)象發(fā)散思維，產(chǎn)生獨(dú)特的想法。為提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，落實(shí)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師可結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)主題，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)，以此發(fā)揮個(gè)性化實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。同時(shí)，教師還可以給學(xué)生提供多樣的實(shí)驗(yàn)器材，幫助學(xué)生拓展實(shí)驗(yàn)思路，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)有著重要的促進(jìn)作用。以“發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電”一課的教學(xué)為例，教師可引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究磁生電的條件。首先，教師可向?qū)W生展示手搖發(fā)電機(jī)，用導(dǎo)線將其與小燈泡、開(kāi)關(guān)等連接起來(lái)，讓學(xué)生思考如何使燈泡發(fā)光，以此引出本次實(shí)驗(yàn)的主題——發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電。其次，教師可組織學(xué)生以“探究什么情況下磁可以生電”為主題開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生分發(fā)相應(yīng)器材，鼓勵(lì)學(xué)生自由發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以驗(yàn)證自己的想法。經(jīng)過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生能自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)方案，并自主開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，探究磁生電的條件與特點(diǎn)。再次，教師可對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，分析實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象與理論知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)而總結(jié)出“閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，且感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)”這一結(jié)論。最后，教師可以組織學(xué)生開(kāi)展班級(jí)分享會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生展示自己的實(shí)驗(yàn)成果，以此促進(jìn)學(xué)生共同提升。

由此可見(jiàn)，教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)性化實(shí)驗(yàn)，能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，增強(qiáng)學(xué)生的課堂主體性，使其全身心投入實(shí)驗(yàn)探究中，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（三）引入信息技術(shù)，輔助教學(xué)實(shí)施

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分實(shí)驗(yàn)具有條件復(fù)雜、操作難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，因此難以在課堂上進(jìn)行直觀演示，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)相關(guān)物理知識(shí)理解不夠深入，無(wú)法構(gòu)建完善的知識(shí)體系。對(duì)此，教師可運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)等，創(chuàng)設(shè)條件適宜的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生通過(guò)虛擬操作的方式體會(huì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。這不僅可以讓學(xué)生在安全的環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)操作，還能促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

以“最快的‘信使’”一課的教學(xué)為例，本課的主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電磁波，了解電磁波的波速、波長(zhǎng)及頻率之間的關(guān)系，掌握描述電磁波波形圖的方法。但由于電磁波無(wú)法被直接觀測(cè)，因此教師無(wú)法直接展示相關(guān)現(xiàn)象。對(duì)此，教師可借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電磁波產(chǎn)生模塊、傳播特性模塊以及干涉與衍射模塊等對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。首先，教師可在教學(xué)管理平臺(tái)中分享電磁波理論知識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)了解本實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容。其次，教師可指導(dǎo)學(xué)生借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的不同模塊開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究。比如，教師可先讓學(xué)生在電磁波產(chǎn)生模塊中自行設(shè)置LC電路的電容及電感等參數(shù)，并觀察電路中的電流情況，判斷電磁波是否產(chǎn)生，隨后讓學(xué)生調(diào)整參數(shù)，記錄電磁波頻率與振幅等數(shù)據(jù)在不同參數(shù)下的變化情況。又如，教師可讓學(xué)生在傳播特性模塊中自主選擇不同的介質(zhì)環(huán)境以及電磁波源參數(shù)，并觀察不同情況下的電磁波傳播路徑及速度的變化情況，探究不同因素對(duì)電磁波傳播的影響，總結(jié)傳播規(guī)律。再次，教師可讓學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、流程及?shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述，并組織線上討論課，讓學(xué)生對(duì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行集中討論。最后，教師要依據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的思考等制訂完善的評(píng)價(jià)方案，幫助學(xué)生深入理解電磁波的特性，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)科學(xué)思維。

教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)，不僅可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所學(xué)知識(shí)，還能幫助學(xué)生及時(shí)糾正錯(cuò)誤，提高學(xué)習(xí)效果。此外，教師還可以借助信息技術(shù)給予學(xué)生及時(shí)的指導(dǎo)，從而加強(qiáng)與學(xué)生之間的互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生展開(kāi)深度學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)基于深度學(xué)習(xí)理念創(chuàng)新教學(xué)方式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)高質(zhì)量的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)展高階思維，深入理解物理知識(shí)，提高知識(shí)應(yīng)用能力。本文對(duì)深度學(xué)習(xí)理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用與實(shí)施原則進(jìn)行了分析，提出了創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、設(shè)置驅(qū)動(dòng)任務(wù)、引入信息技術(shù)等措施，旨在推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效開(kāi)展，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

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