基于深度学习的初中物理实验教学策略研究

姚桂松

【摘要】物理是一门以实验为基础的学科，新课标中明确指出教师必须以学生终身发展为核心目标、面向全体同学的科学素养来展开教学，初中阶段教师应该充分发挥出自身的引导作用，利用好课内教学时间，借助实验来激活学生的学习热情，为他们提供知识探索的动力，也为课堂注入生机和活力.教师可以采取分组实验、创新实验、问题探究、信息化实验、拓展实验等方式展开教学，帮助学生深度学习，保证整体教学效果，达成增强学生物理核心素养的目标.

【关键词】深度学习;实验教学;策略研究

实验是初中物理学科教育体系中重要的一部分，是学生理解物理概念、分析物理现象的关键，但是根据对当前阶段初中物理教学现状的调查来看，大部分教师受到传统思想影响，或是认为日常教学时间严重不足，所以忽视了物理实验这项内容，学生对日常所学物理知识只是浅层的了解，实践运用能力更是远未达到标准水平，故而教师必须及时转化教育思想，在课内为学生提供独立学习、动手实践的空间，从而帮助他们提高理解能力，在夯实物理基础的前提下实现综合发展.

1 分组：把握认知冲突，设计分组实验，端正学习态度

“只有学生亲身经历、感受的东西才能真正理解和掌握”，因此在初中物理教学课堂上，教师需要在了解学生实际情况的前提下组织实践活动，过程中倡导分组教学，首先明确学生之前的认知差异，将他们进行科学分层，再依照同组异质的原则完成分组任务，把握他们的认知冲突，让所有人都能在合作探究中深化对所学物理知识的理解和记忆，并且在合作中端正态度、发展思维，得到综合能力的提升.同时一些物理实验难度较大，学生难以独立完成，以合作的形式降低学习难度，并让组内成员互相帮助、互相监督，在潜移默化中培养初中生学科严谨的实验态度，充分调动他们的积极性、主动性，让所有人都能在自主探索中实现知识的迁移和再创造，从而增强物理核心素养[1].

例如 对《光的折射》一课进行教学的过程中，教师可以组织小组实验活动，根据上文提到的方法对学生科学分组，为每一个小组准备光具盘、平行光源、玻璃水槽、水彩笔、碗筷、水等实验材料，让每一个小组都自己动手实验，让他们将准备好的碗放在桌面上，将碗放入其中，观察碗底，再将水倒入碗中，合作观察碗底的变化，再鼓励他们将筷子插入盛水的碗中，继续观察筷子在水面处的变化，在小组合作的过程中学生能自由发散思维，他们会根据自己观察的结果来对“光的折射”现象有更深刻的认知，通过不断提问、讨论的方式深化认知：“为什么加入水之后碗的深度看上去发生的变化？为什么是变浅了而不是变深了？”、“为什么看着筷子在碗中好像弯了，但是拿出来还是原来的样子呢？”他们想要弄清楚这些问题就会主动去分析教材内给定的理论，讨论“光的传播”相关问题，小组合作分析“介质”对于光的传播现象的影响，在头脑风暴、自由讨论中逐渐理解“光的折射”概念，在潜移默化中理解知识内涵，并且在具象化实验中实现深度学习目标，增强整体记忆.

2 创新：合理改进实验，激活探索兴趣，实现学做结合

初中属于物理学科的启蒙教育阶段，因此大部分知识难度还不算太高，因此实验教学中对相关演示仪器要求也不高，面对此种类型的实验时，教师可以结合教学现状、利用已有的材料对其进行创新改造，在保证最终实验效果的前提下合理创新，让学生能更轻松地参与其中，产生沉浸式学习体验，对于知识的理解也更加深刻，同时他们在动手操作的过程中也能积极思考，提出主观质疑，并且和教师、同学积极讨论，学生也能开放思维、自由想象，主动对实验进行适当改变，从而领悟核心理念的内涵，实现深度学习目标[2].

例如 在讲述《气体的压强》一课时，教师可以选择简易版的实验工具，让实验教学更加接近学生的实际生活，保证他们在身心放松的情况下自由思考问题，在愉快的氛围中深化认知，此时根据课程内容选择“乒乓球”这一生活常见物品，展示提前准备好的轨道，将两个乒乓球放在轨道上，此时拿出一根吸管，从中间用力吹气，此时能惊讶地发现，明明是想将两个乒乓球分开，但是它们却在外力的作用下向中间靠拢了，这样简单且有趣的实验能充分激发起学生的好奇心和求知欲，学生们跃跃欲试，想要自己动手尝试实验，由此在“做”中“学”，但是由于乒乓球质量过大，所以学生在吹的过程中经常会出现乒乓球掉落的问题，此时，教师引导他们寻找乒乓球的替代物，换用气球来完成实验，将两个气球绑在一起，用同样的方式吹气，观察气球的运动情况，通过这样多元化创新教学的方式能让物理概念更加清晰，学生也能获得探究的动力，主动参与其中，后期他们甚至会自己创新思考，寻找更多相似的实验材料，如点燃蜡烛，朝火焰吹气等，通过这样的方式自然而然的理解“气体的压强”概念，并能通过所学知识解决实际生活中的问题，实现综合素质的发展.

3 设问：围绕问题探究，創设真实情境，活跃学生思维

初中阶段学生思维较为活跃，他们累积了一定的生活经验，也对各领域知识有了初步的掌握，因此在面对新学科、新知识时会基于好奇心与求知欲的驱动来主动深入探索，如果此时教师能加以有效引导，则能进一步开阔学生的思维，让他们在思考、探究、表达的过程中自然对知识产生深刻认知[4].

初中物理实验教学中教师一定要发挥出自身的引导作用，基于实验目标、实验原理、实验步骤、实验结果等因素提出多元化问题，坚定“以生为本”的核心理念，让学生可以自由思考、自由表达，提高课堂参与度.同时多元化问题的展示，自然创设出了真实的情境，实现知识条件化、知识生活化目标，学生产生沉浸式体验，尝试从不同角度出发去分析问题，还能由实验联想到自己的实际生活，从而真正将物理概念、公式内化于心，收获更好的学习成果，实现综合素质的发展[3].

例如 《摩擦力》一课中，教师可以组织“手的摩擦”主题实验活动，让他们可以知道摩擦力的存在以及其对物体运动的作用，还可以在实验中探索滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度、接触面之间压力大小之间的关系，在实验中激活他们运用基础知识解决实际问题的热情，保证所有人养成良好学习习惯，实现理想化教育目标.

在此过程中让学生的手分别处于下述三种状态：（1）放在桌面上用力推或者拉，手在桌面上运动;（2）手平放在桌面上用力推拉但是保持手不动;（3）手平放在桌面上，不推不拉，也保持手不动，在三种不同的状态下感受手的运动是否受到了阻碍.

基于此引出“摩擦力”的概念，并且循序渐进提出问题：（1）摩擦力是在什么情况下产生？（2）摩擦力的作用点在哪里？（3）摩擦力朝向什么方向？（4）摩擦力的作用是什么？由此在实验中帮助学生夯实基础.

此时教师还可以演示弹簧测力计通过绳子拉着木块前进的实验，用同样问题引导的方式来讲解测量滑动摩擦力的方法，在教师的引导下同学们开动思维、积极探索，最终通过对问题的逐一解答内化知识、實现科学探究能力的提升.

4 多媒体：搜集网络素材，生动化教学，增强教育效果

当前阶段我国信息技术发展迅速，各个领域都借助信息技术手段辅助工作，在此形势下教育发展也需要进行针对性创新，尤其是初中物理教学中，部分实验耗时较长、实验结果不易观察或者存在一定的危险性，教师无法让学生亲身参与到实验的过程中，为了不影响整体教育效果，教师可以充分发挥出现代化信息技术的优势，在网络上搜集相关的实验资料，选择与当前阶段学生学习状态最相符的视频材料，课内演示仿真实验、展开生动化教学，将物理变化过程进行清晰地再现，学生在多媒体引导下学习积极性明显提高，从而加深对物理知识的认知，同时也可以利用多媒体快进、快退、暂停、特写等功能，让物理现象得以更加直观、形象地呈现，学生对抽象知识进行具象化记忆，提高物理学习能力、获得全面发展.

例如 教授《走进分子世界》单元时，教师首先可以播放两段主题视频导入课程：“花园香气怡人”、“红烧肉香气四溢”，通过这样的方式引发学生的联想，他们会结合自己的实际生活思考“为什么家里做饭时一进家门就能闻见饭香味那呢？”从而引出“分子的热运动”概念，基于.

运用多媒体展示实验，从而引出分子模型：（1）展示用放大镜放大后的粉笔笔迹，学生如果用自己的肉眼观察这一实验很有可能忽视细节，但是用多媒体放大后，大家能清楚地看到微粒之间的空隙;（2）酒精与水的混合实验，由于酒精和水颜色近似，所以依靠直观观察很难看出微粒之间的差异，故而改用多媒体展示，将二者有效区分.在多媒体的实验演示下同学们对分子模型产生熟悉感，从而更容易接受后续的高难度知识，实现学习能力的提升

5 拓展：借用生活物品，布置实验任务，提高探究水平

课内教学结束后，教师为保证他们对所学认知的深刻性，必须要展开课外拓展教学，以一种开放式的方法来为学生布置学习任务，让他们可以在主观能动性的驱使下主动探索、实验，进而更深层次地理解知识内涵，及时将所学内化，实现物理素养的发展.

对课外实验用品的选择尤为重要，首先为了方便学生全员参与，应该寻找日常生活的常见物品，但是由于学生对问题的探究思路不同，教师难以做到面面俱到，同时既然是为了锻炼学生的探究、实践能力，也不必一一帮助他们解决，提高课外实验教学的开放度，让学生发挥出自主性，在解决问题的过程中实现物理素养的发展.教师此时需要做的就是设置科学、有效的实验课题，让学生自主选做，还可以鼓励能力较强的学生自己制定课题，从而获得良好的教育效果.

例如 依然以《走进分子世界》一课教学为例，在完成对“分子间引力”的概念后教师支持学生在生活中自由选择材料，他们会将有水的银行卡、打碎的镜子等灵活应用，从而验证课内所学理念是否正确，在自主实验的过程中内化所学，深度学习的同时实现物理素养的发展.

6 结语

综上所述，“教无定法，贵在得法”，初中阶段的物理教师必须顺应时代发展趋势及时更新教育思想，在对教学理念进行创新的过程中提高整体教学质量，在此过程中必须明确物理学科的基本特征，明确实验的重要意义，同时确定新课程标准，重点强调深度学习价值，将二者结合组建课堂，借助分组互动、创新发展、问题引导、多媒体融合以及课外拓展的途径来优化教学，吸引学生主动参与各项活动，加强他们的认知能力，培养创新思维与实践能力，达成新时代初中物理的理想化教学目标.

参考文献：

[1]居露，张天一，武清锋，尹志珺，张卫东，翁雨燕.初中物理演示实验的深度学习——以“漏斗与球”为例[J].物理教师，2021，42（07）：43-47.

[2]田学韩.基于深度学习的初中物理教学实践与思考[J].科技风，2021（15）：46-48.

[3]周莹，冯华.深度学习视域下的单元教学任务设计——以初中物理为例[J].基础教育课程，2021（08）：56-61.

[4]朱小凤.初中物理深度学习的“问题链”策略研究[J].教育科学论坛，2020（25）：52-54.

[5]肖永琴.促进深度学习的初中物理实践作业设计[J].教学与管理，2020（07）：49-51.