基于深度学习的初中物理教学实践与思考

田学韩

关键词：初中物理;教学理念;深度学习;核心素养;学习活动

近年来，随着科学技术的发展进步，以5G通信技术为基础诞生了云计算、人工智能、物联网、大数据、区块链等多项先进技术，通过技术手段已经可以代替人类部分常规性的思维活动，比如复述、记忆、计算，甚至还可以完成逻辑推理、分析、判断，这就意味着人类的思维重心必须上移，发展高阶思维。在初中物理教学中引入深度学习理论，可以培养学生的高阶思维与能力，对于培养学生科学核心素养具有重要帮助，这不仅契合当前的时代发展需要，同时也与我国的教育理念相契合。

1深度学习理论概述

深度学习理论（Deep learning）最早见于20世纪70年代，是美国学者Roger saljo与Ference Marton在其发表的论文中提出的概念，两位学者在文中就浅层学习与深度学习的区别进行了详细的论述。20世纪90年代，Entwistle和Ramsden等学者再一次对深度学习进行全面的阐述，至此深度学习理论为广为熟知。深度学习理论进入我国是在21世纪初，由黎加厚教授引进国内，并做出了明确的定义，即深度学习就是学习者在理解的基础上，可以批判性地学习新的知识、思想，并且可以与原有的知识体系相融合，能够发现不同知识、思想之间的联系，可以将已有的知识迁移至新情境中，并帮助解决问题或者做出决策。

深度学习理论经过数十年的发展，已经形成了完整的体系，并且在国外已经广泛应用，然而在国内，关于将深度学习应用在学科教学中的相关研究相对较少。综合各方面的研究，笔者总结了以下几点深度学习理论的特点：从价值论的角度而言，深度学习主要表现为对个体的价值，浅层学习更多是群体价值，会忽略个体特点，而深度学习可以使学习者在学习过程中充分体现个体价值。从动机论的角度而言，深度学习表现为主动学习，学习者的学习动机是基于自身对学习的高度认同，具有自发性和持续性的特点。从过程论的角度而言，深度学习强调知识的迁移运用以及解决问题，使学习者在解决问题的过程中完成知识体系的构建，并将知识应用于新的情境当中。

2在初中物理教学中引入深度学习理论的必要性

2.1以培养学科核心素养为导向的目标要求

在新课程标准当中，提出了以培养学科核心素养为导向的目标要求，完全取代了之前提出的“三维目标”，从概括的初中物理学科核心素养来看，在概念定义、意义、内涵以及培养目标等方面都完全区别与“三维目标”，以培养学科核心素养为导向的初中物理课程更注重培养学生的高阶能力。如下图所示，物理学科核心素养对应的是当前时代下现代化人才的高阶能力，从更宏观的角度来讲，培养物理学科核心素养是国家应对技术革命的关键性举措。探究深度学习理论在初中物理中的应用，并非仅仅是研究一种新的教学模式或者教学方法，更重要的是研究在时代需求发生变化时基础教育如何积极与之适应，这并非是“赶时髦”，而是在当前时代背景下的应急措施。

2.2物理学科核心素养内涵的内在要求

物理学科核心素养并非是具体的知识，而是一种源于知识有高于知识的思维能力，这种思维能力可以脱离知识单独存在，不因知识的消失而泯灭。从宏观的角度而言，物理学科核心素养并非仅仅是针对物理学科，从某种意义上这将是一种跨学科甚至是超学科的思维，物理观念已经不仅仅局限于物理现象、定律、专业名词;物理思维也不仅仅是对物理现象的思考以及解决物理问题的思考过程，而是更高层次的思维模式。而培养学生的物理学科核心素养，依靠传统的浅层学习显然无法达成，学生无法從中获得思维能力的拓展与提升，而深度学习是目前来说“变现”初中物理教学价值的有效途径。

3当前我国初中物理教学面临的现实问题

3.1学习时间与课程目标之间存在矛盾

对于初中物理教学活动而言，课程目标指代的是教师在教学活动中，以课程标准为基础为学生设置具体学习目标。在现代教育发展过程中，我国课程标准也在不断改革与发展，从传统的基本知识、基本技能，到要求教学活动设置三维目标，到现如今大力推广的核心素养，可以发现课程标准已经不再局限于提高学生知识素养，转变为了提高学生核心素养。但是对于初中物理教学活动而言，因为该课程本身具有逻辑性、复杂性以及抽象性的特点，导致学生在学习难度大、效率低等。基于此，教师在新课程标准的要求下，如何结合物理课程目标完善教学内容，在有限的时间内对学生高效开展物理教学活动，是当前亟待解决的问题之一。

3.2学习进度与学生学习活动之间存在矛盾

目前，教育界针对学习者如何有效开展学习活动进行了深入研究与探讨。著名教育学家皮亚杰曾将说过，学习活动是学习者与外界进行同化、顺应的一个过程。而学者焦耳当认为，学习活动是主体与客体之间进行建构、解构的一个过程。尽管不同学者对于学习活动的解读不同，但是共同之处便是学习活动始发与学生本人，是学生自身决定的。在具体教学活动当中，也印证了这一观点，并且在教学活动当中还进一步提升以学生为主的这一价值立场。初中物理作为一门具有实践性特点的课程，学生需要对有关试验活动进行观察与思考。根据以往教学活动来看，在课堂上为学生留够充足的思考时间有助于学生对知识的理解。但是实验活动等教学内容的增加，提高了课堂教学难度与复杂度，教师在此过程中如何有效平衡学生学习活动与学习进度，成为高效开展物理教学活动的前提。

3.3学生学习动力不足

众所周知，学习动力才是学生开展学习活动的主要推动力，也是学生树立并贯彻落实终身学习的关键，是目前教学活动中培养学生核心素养的基础。教育界中的学者目前对学习力的要素界定各不相同。部分学者认为学习动力即学习毅力、能力、动力、创新力、转化力等各种要素的集合。部分学生认为学习力是动力、创造力、学习效率、创新思维的集合。无论是哪一种观点，我们可以发现离不开学习动力，这也是得以充分激发学生学习力的重要因素之一。目前在我国初中物理教学活动当中，学生的学习动力普遍存在下降现象，并且伴随着学生学习年龄的不断增加，学习动力下降趋势愈发明显。而学习动力作为教师引导学生达成学习目标的重要途径，如何改进物理教学活动，激发学生的学习动力成为当前物理教师需要重点思考的问题。

4基于深度学习的初中物理教学实践

想要在深度学习的背景下对初中生开展物理教学实践活动，教师需要结合学情，通过组建学习社群、创设教学情境、构建知识体系以及训练高阶思维等方面人手，此外，在课堂教学活动过程中以及结束之后，要对课程教学内容进行交流与反思，确保教学活动得以顺利开展。笔者根据自身多年工作经验，通过以下内容详细论述了有关深度学习背景下的初中物理教学策略。

4.1组建学习社群

Mitch Resnick教授指出，人最佳的学习体验往往来自参与创造、设计以及自我表达等过程中，尤其是当自己所展现的东西对周围人具有某种价值或者意义时。从这个角度而言，将学生置于群体当中，可以让学生在学习过程中获得更好的学习体验，鉴于此，笔者将班级学生分为6个学习社群，在班级内以社群为基础展开教学活动，同时笔者也充分利用了互联网的优势，利用App组建线上学习社群，当学生完成挑战任务时结果可以呈现在线上学习社群中，让学生看到自己对本社群做出的贡献，从其中获得成就感，并且也能营造出一种良性竞争的氛围，为学生学习活动的顺利开展奠定基础。

4.2创设教学情境

在物理学习中，根据教学内容创设相应的情境可以帮助学生更好的理解教学内容，对此，笔者建议应尽量创设真实情境而并非虚拟情境，真实情境并非就是生活情境，而是更贴近生活，这样便于学生理解。在教学过程中，教师可以视教学内容创设实验情境、生活情境或者是问题情境，以“变阻器”这部分内容为例，笔者为学生创设了相应的实验情境，让学生尝试使用开关、小灯泡、滑动变阻器以及电流表等，自己组装出可以调节灯泡亮度的完整电路，并在实验后解答一下几个问题：

（1）灯泡与滑动变阻器应该串联还是并联？

（2）可以采用多少种方法接滑动变阻器？哪几种接法无法调节灯泡的亮度？哪几种可以调节灯泡亮度？

（3）应该怎样移动滑动变阻器的滑片才能使小灯泡变得更亮？

（4）灯泡亮度和电路中通过的电流是否有关？如果有关，请描述是什么关系。

（5）在我们平时生活有哪些地方需要使用滑动变阻器？通过让学生自己动手实验并解答这些问题，可以让学生对滑动变阻器有更加全面的认识。

4.3构建知识体系

深度学习的关键在于将新旧知识融合，构建起完整的知识体系，因此，在教学过程中，教师一方面要引导学生加强新知识的学习，另一方面也要加强对旧知识的认知，只有当学生充分融合新旧知识，构建起知识体系，并将其应用于新的场景时，才代表的达到了深度学习的目的。作为教师要合理引导学生利用课堂笔记、讲解以及复述等方式自主构建知识结构，这有助于锻炼学生的思维能力，帮助学生掌握正确的思维方法。此外，也可以采用思维导图帮助学生构建知识结构，思维导图在大量的教学实践中证明了其的确具有良好的效果。笔者在课堂上首先为学生讲解了思维导图的基本要素以及画思维导图的方法，然后尝试让学生总结关于滑动变阻器的相关知识，待学生基本掌握画思维导图的方法后，開始让学生尝试融入旧知识，拓展知识框架。

4.4训练高阶思维

帮助学生形成高阶思维是在初中物理教学中引入深度学习理论的根本目的，因此，教师在教学过程中必须要将这一目标融入课堂教学当中。笔者在教学中发现，批判性思维是现阶段学生在学习过程中最为缺乏的思维品质，同时这也是学习物理最为重要的思维品质之一。对此，笔者尝试在教学过程中利用判断题、辨析题来锻炼学生的思维能力，比如在变阻器这部分内容的教学中，笔者就设计了如下题目：

（1）滑动变阻器可以通过改变电阻丝长度改变电阻;

（2）将滑动变阻器滑片向右滑动时，其电阻变大;

（3）在闭合电路开关时，应将滑动变阻器滑片滑向最右端;

（4）同时接上面两个接线柱和同时接下面两个接线柱所取得的效果一致。

让学生分析思考这些题目，不仅可以更好地掌握滑动变阻器原理与使用方法，同时也能锻炼学生的思维能力。

4.5注重交流和反思

有学者经过研究指出，注重交流和反思有助于达成深度学习。在实际教学过程中，教师要积极引导学生与学生、学生与教师之间进行交流，可以在学校面对面交流，也可以通过线上学习社群进行交流，通过思维的碰撞，完善各自的不足，促进学生的全面发展。关于反思应从两方面着手：一是对学科知识本身进行反思，二是对元认知策略进行反思，所谓“元认知”即关于认知的认知。作为教师，要积极鼓励学生反思自己的学习过程，并从其中掌握正确的认知方式以及技巧，从而达到深度学习的效果。在本节课的教学中，笔者主要设计了两个问题来引导学生反思自己的学习过程：

（1）在本节课的学习当中，你认为自己那些学习行为或者方法最具价值？

（2）通过本节课的学习，你是否还有未解决的问题？若有请尝试与同学或者老师交流探讨。

5结语

综上所述，深度学习理论在初中物理教学中有其存在的必要性和价值，并且可行性较高，作为师应积极探索研究，结合学情，不断完善教学内容，积极引进新型教学手段，激发学生学习动力，从而将深度学习理论更好地应用于实践教学当中，使学生在深度学习背景下得以高效开展学习活动，为其未来发展奠定基础。