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基于深度学习的高中物理教学分析

王海

珠海市第一中学平沙校区,519055

摘要: 深度学习是一种教学观念,更是一种学习方法,教师要正视深度学习应用价值的存在,对学生展开对应教育和引导,让深度学习机制顺利启动。高中物理是在基础学习的理解上通过更深入的学习和思考,将新学到的物理知识形成网格状并且与原有的理论相结合,从而让学生达到高阶思维提升物理核心素养,培养自主探索和自觉,用学到的物理知识来解决问题的习惯。本文将对高中物理如何促进学生进行物理深度学习策略进行初步讨论。
关键词: 高中物理;深度学习
DOI:10.12721/ccn.2021.157032
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在学习生涯中,高中也是一个非常重要的阶段,高中时期所获得的知识决定着以后学生的发展方向,所以不管是学校教师还是家长和学生,都应该重视高中阶段学习的成果,这其中物理作为教学的难点一直是研究的重点对象。另外,深度学习也是教学领域最新的理念,已被各个教学阶段所接纳,这其中包含了多层次的感知来促进学生学习结构的多元化,可以提升学生对知识的掌握。

一、深度学习的意义及特点

深度学习是强度进化前度学习更注重于积累基础知识、理解知识,而深入学习则偏重于运用解析和判断。深度学习也侧重于学生的主动性学习,交流分享以及自我思考,深度学习是一种在理解基础之上的学习,是指高升的思维发展和解决问题,积极批判性地学习新知识思想,并将它们融入到思维当中,且能够运用到实际生活当中的一种学习,高中物理可以很好地促进学生进行深度学习,培养高素质人才。深度学习有以下显著特征:(1)更关注新旧知识之间的关系和整理,加强对各类信息的吸收,做到知行合一。(2)学习者更加批判性的面对知识,不会理所当然的接受所有的新知识。(3)更重视自我思考和用知识解决问题的方法。(4)学习者更容易做到知行结合,更侧重于把学习的内容和实际相结合。

二、深度学习的高中物理教学存在的问题

(一)不够了解知识形成的过程和学生的思想

现在的课堂授课依然保持着形式化的问题,有些老师只注重把实验结果以及数据教给学生,而不是引导学生自己主动探索问题的答案或者是学生自己动手,跳过了实验过程,直接告诉了实验结果,充分展现了只重视结果忽略过程的倾向,并没有达到教学目的。这说明教师对物理的深度教学程度认知不够,严重缺乏培养学生深度学习的能力,没有认真领悟教书育人的道理,只顾着应试教育强制让学生去刷题和进行系统的训练,没有锻炼学生主动思考的思维,导致学生一直很难进入深度学习的状态,影响学生对学习的兴趣,长期这样被动的接受知识,不利于学生发散思维和主动学习,也阻碍了学生思维能力向高端发展。

(二)没有形成一个好的学习环境

在以小组为单位进行交流学习当中,很多同学都没有机会表达自己的想法,参与不到课堂教学当中来,良好的学习环境不仅能够搭建一个正确的学习环境,更能让学生发展高阶思维,虽然教师都知道有一个好的学习环境非常重要,但是仍然有一部分教师是没有将这件事情落实到实际上,也没有利用日常的生活去营造积极思考和主动提问的学习环境,更没有利用数字实验仿真实验等高科技教学转变传统教学方式。

(三)过于重视结果

教师目前普遍专注于测试的结果,认为这是检验学生学习情况的唯一方式,教师又是给学生评价的主要人物,在学习的过程里,学生很少能够从老师这儿得到连续性的评价,他们不能够及时的得到和体验到所做努力的成果,导致学生始终停留在死记硬背的阶段中,而这样的方式会影响学生们向高阶能力发展,因此在教学的时候,教师应该在注重结果性的评价和定量评价的时候,更应该发挥形成性评价让评价能更直观的表现出来,能够促进学生更主观的学习,还应该拓宽评价的渠道,可以让学生进行自我评价、小组之间互相评价和教师给予的评价相结合的方式。

(四)缺乏教学内容的整合以及整合方法的交流

学生在学习过程中对于学科把握的知识能力有所下降,不能够跨学科的掌握学到的知识,构建知识网非常困难,他们所学到的知识都是片面、孤立的,没有办法形成知识之间的思维逻辑。有些老师缺乏对教学内容的整合,没有深入研究过物理核心之间的内在联系和整合相关内容,导致知识零碎化非常严重,并且很少向学生传授思维导图构图这方面的方法,让学生学到的知识联系不到一起,所以也从根本上影响了知识迁移和利用知识解决问题的本事。

三、深度学习的高中物理教学的策略

(一)从整体出发逐步走向局部,并明确核心目标

在以往的传统教学模式中,很多教师把大部分的关注放在课时层面的设计上面,较少部分的教师能做到从整体出发,并且关注相关单元层面的设计方案与计划实施,即重点关注局部而导致忽视整体。这样就会带来高难度落实新课标要求的理念,以及培养对学科核心的素养,教师进行教学设计时,要做到顾全整体与局部的关系,处理好“森林与树木”的和谐关系,以大概念为基本,从整体出发逐步走向局部,同时需要明确核心目标,这也是教学的重中之重。“在机械运动情境下,培养学生运动与相互作用的概念”这便是新课标知识明确提出的,也是该篇章节需要理解的大概念。教师带领学生学习对运动与相互作用关系的认识需要通过牛顿第一定律的学习,逐步形成较为准确的运动与相互作用观。从整体到局部可以分析为多种方式,先揭示先前错误的概念: 力是维持物体运动的原因,接着指出核心目标: 力不是维持物体运动状态的原因。学生在进行学习的时候就要做到由外而内,由表及里,慢慢地在脑海中形成抽象化概括所学的大概念。除此之外,学生还要结合生活认知展开学科学习,能够形成对接性学习认知基础。教师要有延伸设计意识,要求学生深入生活之中,对物理学科教学进行多点对接,在内化学科认知的基础上形成学习能力。要求学生参与训练设计活动、推出实验设计方案、探索新型实验操作、进入实地观察学习、参与生活小发明活动等,都能够形成物理学科教学激发动力,教师要针对布设学习任务,为学生展开创意学习奠定坚实基础。

(二)把探究整合作为基础,推进概念转换

在现实和事实的基础上,不断产生认知上的冲突,以此进行不断地探究整合、不断地抽象概论、不断地深入理解,来完成从模糊概念上升到科学概念的完美转化。在物理课堂中,有一节课内容是需要用一个正方形的塑料板,在中间放一个可通气的圆柱状,气流可以通过圆柱状,从上面到塑料板的下面。刚开始的时候,教师可让学生在课桌上尝试用力持续不断地轻微推动该装置,装置会向前运动,一旦学生的力量停止时,便会静止。这样,学生会得出什么结论?学生甲: 运动离不开力来维持。物理教师: 这也是两千多年前的亚里士多德得出的观点,下面请大家手臂用较大的力猛推该装置,再观察变化。学生乙: 发现该装置脱离手的力之后,还会继续缓慢向前运动一段距离,才达到停止效果。物理教师: 那么请问,这又说明了什么呢?学生丙: 桌面对它产生的一些摩擦力,却阻碍了其运动,运动便不再需要力来进行一定的维持。物理教师: 那它是如何进行摩擦力的减小,让该装置脱离手的力后能够运动得更加远一些呢?学生丁: 可以尝试把润滑油涂在桌面上。物理教师: 这个方法很好,现在给每个小组提供一个适当大小的气球,请各位同学在结合该装置进行讨论可以采取的相关措施。有的学生想到一个方法,便是把用力吹大气球之后,直接套在该装置上。这样的话,气球里的气体便可以经过小孔流到塑料板和接触面之间,就会产生一个气垫,有助于大大地缩小摩擦力,若想使现象变得更加明显,可以把套上气球后的装置放在较为粗糙的地面上来进行进一步的研究实验,再用力推一下后会发现该装置会运动较长的一段距离之后,才达到停止的效果。接下来教师带领学生用伽利略的斜面实验仪器进行更深一步的探讨研究,第一次在运动道上铺上一层带有毛面的棉布,在高处释放一个小球,小球就会滚到另一侧上运动一小段距离。第二次实验时,在运动轨道上铺上一层光滑的丝绸,在同一高度进行自由释放小球,小球落到另一侧会比上一次运动的距离更远。第三次实验时,要把轨道清理干净,将小球从上两次同一高度进行自由释放,小球便可以运动到另一侧接近等高的位置。经过这一些对比性试验,合理推测: 当没有产生摩擦阻力时,小球便会运动到等高的地方。第四次,将另一侧运动轨道的角度调小再进行实验,结果发现小球还是差不多运动到和之前一样的等高的地方,但运动距离变得更远一些,继续推测: 确保另一侧水平放置时,因为小球找不到先前等高位置将会继续运动下去,这便也是伽利略的观点: 物体具有某一速度的时候,倘若没有摩擦阻力的影响,物体仍会保持这样的速度继续进行运动。在这之后,通过笛卡尔的补充说明、牛顿的综合结论最终营造了牛顿第一定律,大致就是: 所有物体在不受力的情况下,都是保持静止状态或者匀速直线运动状态,除非有外力的影响,迫使它对这种状态产生改变。牛顿第一定律的前半部分表示物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的特点。这便是所谓的惯性。后半部分指出了力的作用就是改变物体运动状态。该定律清楚明确地阐述了运动与相互作用的密切关系,对学生日后建立运动与相互作用起到有效帮助。

(三)联系实际问题,创设真实情境

在教学过程当中,教师可以在课堂上营造真实的物理情景,让学生们深入研讨,提倡真实的物理学科本身让学生在解决物理问题的时候,充分体现自己的物理观点,在跟同学们的交流和学习过程当中分享自己的思考过程。通过进行深度物理学习的过程养成用探讨的方式来解决物理问题的习惯,优化推理逻辑能力和思维方式。

例如,在学习抛物运动时,教师可以先给学生讲解抛物运动的理论知识,然后在结合抛物运动来进行典型案例的分析。比如,时间问题是抛物运动经常涉及到的问题。在此基础上,教师可以让学生自行设计问题,来分析抛物运动的相关题目。而且,为了让学生的探究能力有所增强,教师可以鼓励学生设计探究实验,在具体的实验过程中,来研究抛物运动。比如,学生可以运用手机对抛物运动进行快速连拍,然后对其进行相关录像工作,在后续将其作为资料进行研究。

(四)运用思维导图方法,提升知识整体性

目前学生整体认知水平参差不齐,也存在着很多传统教学方式所遗留下来的问题,比如学到的知识不能灵活运用等,这些可能是因为没有建立好完整的认知结构,导致新学到的知识和原有知识,不能相互融合和激活。学习科学曾经表示,专家们之所以能够观点融合,就是因为他们能够快速整合各种资源和信息。因此建立完整的认知结构,让学生们对知识结构知识体系进行一个整体的了解,形成组块化知识,从而能够达到深度学习的目的。教师也要整体的把握物理学科的知识,再全面分析和评价学生的基础上,巧妙整合具有联系性问题的内容,引导学生构建完整的认知体系,克服碎片化记忆。例如,在探究a与f、m之间的关系时,可以同样实验的方法来验证。而此套实验装备可以用来探究“功和速度变化的关系”以及“验证机械能守恒定律”这两个实验。同一套实验装备可以在不同条件下设置不同的实验。在比如,在学习摩擦力的相关知识时,教师可以引导学生运用手绘的方式来自己制作思维导图,从而了解摩擦力的具体知识以及性质,并可以对相关的知识点进行反省,从而更好地学习摩擦力。思维导图就是在用一张图的形式,让学生更好地理解知识点之间的联系性,了解他们之间的逻辑性,从而形成一个完善且整体性强的知识网,这有利于学生的思维发展,并提高学习物理的有效性。

由此可见,高中物理课堂教学应该建立自由的相互勉励的课堂氛围,让学生有充足的时间和机会互相分享观点,进行自我评价和互相评价分享自己学到的知识,成为学习的真正主人。开展高中物理教学的教师需要更加注重培养高中生的主体意识,在合理融入深度学习理念,培养高中生的自我认知能力,与此同时,深度学习有丰富内涵,教师还要建立深度学习教学的意识,在教学设计和活动推动中贯彻深度学习教育理念,为学生展开创意学习提供便利条件。

参考文献

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