深度学习理论指导下的高三物理习题课教学

冯兰

(吴江中学，江苏 苏州 215200)

0 引言

深度学习也可以叫做深层学习，是相对于浅层学习提出的概念。深度学习是在掌握知识的基础上，更强调学习者对原本掌握的知识和新学知识之间的对比、分析、整理、融合、理解、提升，最终实现新知识内化为深层次的知识。深度学习要求教师在教学设计时对教学目标、方法、内容以及评价等方面做出变革，高三物理课，教师的主要任务是帮助学生把高中学过的基础知识进行回顾，并引导学生在情境中建模以解决实际问题。下面，笔者以应用斜面体上抛体运动规律突破跳台滑雪类难题为例，浅谈深度学习理论指导下的高三物理习题课教学的开展。

1 实例

2022 北京冬奥会的成功举办，我国运动员在多个项目中夺冠，在近期的各类试题中，出现了很多以东奥项目为情境的试题。其中滑雪大跳台运动涉及到斜面上的直线运动、抛体运动以及圆周运动等多种运动模型的组合，尤其得到了命题老师的亲睐，2022 年江苏省盐城三模的选择题第10 题考察的就是自由式滑雪的情境。

1.1 原题再现，情境分析

1.1.1 原题再现

2022 年2 月8 日，在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，我国选手谷爱凌成功夺冠。图1 中甲图为滑雪大跳台的滑道示意图，在助滑道与跳台之间用一段弯曲滑道衔接，助滑道与着落坡均可以视为倾斜直道。运动员由起点滑下，从跳台上同一位置沿同一方向飞出后，在空中完成系列动作，最后落至着落坡。运动员离开跳台至落到着落坡阶段的轨迹如图1 中乙图所示，不计空气阻力，运动员可视为质点。关于运动员在空中的运动，下列说法正确的是：

图1

A.离着落坡最远时重力的功率为零

B.在相等的时间内，动量变化量逐渐变大

C.在相等的时间内，动能的变化量逐渐变大

D.落到着落坡时的速度方向与飞出时速度的大小无关

1.1.2 试题分析

A 选项，当运动员离着落坡最远的时候，速度方向与斜面平行，速度方向并不是水平方向，速度在竖直方向有分速度，根据p=mgvy可知重力的功率并不为零。

B 选项，根据平抛运动属于匀变速曲线运动的特征，全程的加速度都是g，由Δp=mΔv=maΔt=mgΔt，可知，在相等的时间内，动量的变化量保持不变。

C 选项，在上升阶段，竖直方向上，速度逐渐减小，在相同时间内上升的高度逐渐减小，由W=mgh，可得克服重力做的功逐渐减小，根据动能定理可知，动能的变化量逐渐减小。

针对D 选项，将本题情境抽象出如图2 所示模型，假设跳台倾角为α，位移与水平方向夹角为θ，从跳台飞出时速度为v0，将斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动。则位移关系：

这道题目给出的参考答案是D，这是一道错题，而本题的D 选项是一个难点，也是教师在讲评试题时需要进行深层教学的一个知识点。

1.2 追根溯源，拓展延伸

1.2.1 追根溯源

图3

因此，如果物体在斜面上平抛，出发点和着陆点都在斜面上，那么速度方向就是一致的。

点评：这是学习平抛运动的时候，学生们都已经了然于胸的基础知识点，属于浅层学习范畴，如果学习停留在这个层面，很容易错选成D 选项。

1.2.2 拓展延伸

图4

综上所得，抛出点和着陆点在同一个斜面上的抛体运动，初速度方向不变的情况下，末速度的方向与初速度大小无关。

点评：这个推导过程在教师的引导下，由学生来完成。学生不能成为教师的“提线木偶”，教师设计好问题，用任务驱动学生的学习，只有学生自己掌握了学习方法，才能够举一反三，由此及彼。

1.3 类比分析，模型应用

依据上述结论：如果斜面的延长线交于抛出点，不论初速度大小如何，只要抛出方向相同，速度方向都相同。反之则不同。

盐城三模的选择题第10 题可将斜面延长，如图5 所示，与上述结论进行类比，由于延长线不过抛出点，则速度方向相同，由于速度大小不同，则上升过程交于斜面延长线上时速度方向不同，因此，落到斜面上时速度方向不同。

图5

点评：在教学设计的环节中，驱动学生积极思考，激活学生的思维状态，形成新的知识点。遇到复杂的物理问题时，建模能力和迁移能力就显得格外重要，因此，在日常学习中，不能一解出答案，就万事大吉。而应看一看此题中用到什么物理规律，结论能否推广，能不能这道题中总结出更普遍规律，从而，应用它们去解其他更多的习题。通过归纳总结，构建物理模型，探索物理规律，是提升分析问题、解决问题能力的最有效的方法。

2 小结

教师在确定了教学内容和深度学习的课题后，课堂教学的过程一定是学生亲自经历的学习过程，学生发现问题、探讨问题的过程是不可压缩的。就好像“化蛹成蝶”的过程那样，应该是从内部努力破茧而出，而不可以外部帮助。因此，需要物理教师经常引导学生进行自主探究，深入理解物理试题所考查的知识点。