基于深度思维的初中物理实验教学策略研究

摘 要：基于深度思维的初中物理实验教学，旨在让学生深度参与物理实验，在实验学习过程中感悟物理原理，

学会迁移与应用实验操作方法。文章对基于深度思维的初中物理实验教学的策略展开研究，首先说明了深度思维的内涵及特征，其次分析了基于深度思维的初中物理实验教学的意义，最后结合具体教学案例探究了实验教学策略。文章指出，教师可通过情境激趣、学科融合、组织自主探究活动、布置生活实验作业等方式引导学生在实验学习过程中发展深度思维，以期为进一步提高初中物理实验教学质量提供参考。

关键词：初中物理；深度思维；物理实验；实验教学

目前，大多数初中物理实验教学仍然存在仅重视讲授教学与演绎教学、仅注重单科知识等问题，在一定程度上限制了学生的学习视野，影响了学生思维的发展。深度思维是一种突破自我中心，能够灵活切换思考视角，并对事物因果认知较为深刻的思维，主要包括结构化思维、批判性思维、创造性思维等。基于深度思维的初中物理实验教学提倡学生在实验学习中建构完整的知识与技能体系。要想解决目前初中物理教学中存在的问题，教师就需要从培养学生深度思维的角度出发研究初中物理实验教学策略，为教学创新提供更多新思路。

一、深度思维的内涵及特征

（一）内涵

深度思维是一种超越表面现象，对问题进行全方位、细致的思考，以探寻事物本质的思维。深度思维与浅层思考相对，大致可分为三个层次。第一层，基础思维能力，包括逻辑思维、推理思维、问题解决思维等。这些思维是深度思维的基础，学生只有具备上述思维才能进行深度思考[1]。第二层，深度理解与分析思维，包括数据思维、判断思维、抽象思维等。这些思维有助于全面、准确地认知与理解事物，学生只有具备上述思维才能够对所获取的信息进行深入的分析与判断，最终揭示问题的本质，找到解决问题的方法。第三层，深度思维能力，包括深度思考、类比迁

移、应用创新等思维。学生只有具备此类思维才能有能力去探索未知领域的问题，才能够在分析、解决问题的过程中实现更深层次的思考。

（二）特征

深度思维具有持续性、相通性、意义性等特征。深度思维的持续性是指思维在时间维度上的持续性，如探究问题本质的时间较长，揭示问题的本质并找到其解决方法的过程较长等[2]。与碎片化、不连续的浅层思考相比，深度思维利用系统的时间进行探究，思维的发展过程持续时间较长。深度思维的相通性是指深度思维的成果可被用于不同领域。任何知识都并非孤立存在的，不同学科的知识间也可能会存在密切的关联。深度思维旨在探索问题的本质，将客观存在的现

象、规律内化入自身的知识体系，达到真正意义上的深度学习。基于此，学生可在学习不同学科知识的过程中探索不同知识的本质关联，实现不同学科知识的“互联互通”。深度思维的意义性是指个体在深度思维的过程中经历分析、综合、比较、抽象与概括等思维活动，可以实现对新知的意义建构，加深对新问题或新信息的认知程度。而个体运用深度思维所产出的有意义的结果反过来也会促进个体的发展。

二、基于深度思维的初中物理实验教学意义

（一）有利于培养学生的物理学科核心素养

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）提出，在教学目标设计中应重视对学生科学探究能力的培养，同时关注实验探究对培养学生物理观念、科学思维、科学态度与责任的重要意义[3]。

基于深度思维的初中物理实验教学主张学生充分参与实验学习，提倡学生在阅读文字资料、观看实验视频等过程中总结物理实验原理及基本方法，主张学生在独立思考、合作讨论的过程中设计实验方案，主张学生在独立操作的过程中观察实验现象并总结物理规律等。长期运用此类实验教学手段，可使学生养成独立分析、合作探究的思维习惯，有利于学生在深度参与实验的过程中树立物理观念，发展分析综合、推理论证等科学思维，锻炼科学探究能力，从而培养学生的物理学科核心素养。

（二）有利于推进初中物理教学的改革

现阶段的初中物理教學正值教学改革的关键时期。基于深度思维的初中物理实验教学主张运用多种教学方式引导学生主动参与实验探究，从而达到实验教学目的。这种教学方式顺应了《课程标准》背景下初中物理教学方法改革的潮流，对于优化初中物理课堂教学形式，丰富初中物理课堂教学资源等方面具有积极作用。此外，教师在运用情境教学、问题教学等教学方式提出实验问题、驱动学生自主参与实验活动时，

能够积累更多新型教学方法的应用经验。长此以往，

教师的专业素养会不断提高，从而能够更好地完成初中物理教学改革任务。

三、基于深度思维的初中物理实验教学策略

（一）应用情境激趣，激发学生的实验探究意识

情境创设有益于学生的思维生成与发展。教师可以在初中物理实验教学中创设生动有趣的教学情境，

以此激活学生的深度思维，引导学生主动探索实验内容[4]。在具体教学中，教师可综合实验教学主题、学生兴趣爱好等多方面因素设计教学情境，并在实验教学正式开始之前巧妙运用多种教学手段将情境呈现出来，激发学生的好奇心和探究意识，使学生主动参与到实验学习当中。

以教科版物理八年级（上册）“测量物体运动的速度”实验教学为例。教师可联系生活中的趣味现象创设物理实验情境：运动会上，你们总说“某个运动员跑得快”“某个运动员跑得慢”，这个“快”与“慢”是怎么判断出来的？教师需在情境中与学生展开互动，引导学生从物理学角度分析“快”和“慢”与运动员在单位时间内所跑完的路程的关系，激发学生的探究意识。在此基础上，教师可巧妙引出实验教学主题：“假如让你测算运动员的速度，你要怎么做？如何用物理实验的方法测量物体运动速度呢？”之后，教师可组织学生围绕问题进行分析、研究，并让学生在解答问题的过程中思考物理实验的设计方案，为学生的深度学习奠定良好基础。

这样，教师便能借助生活化的、趣味性的教学情境巧妙引出物理实验教学主题，之后围绕教学情境提出延伸问题，用问题驱动学生自主探究，为学生发展深度思维做好准备。

（二）着眼学科融合，发展学生的学科融合思维

在传统实验教学中，学生深度思维发展不足的主要原因在于教师仅专注单一学科教学内容的讲解，未指导学生认识不同学科间的关联。基于深度思维的初中物理实验教学要想使学生认识问题本质，就需要将多学科教学内容有机编入实验教学当中，由此促进学生的深度发展。在实际教学中，教师可围绕物理实验提出复杂问题，驱动学生综合运用物理及其他学科的知识解答问题，挖掘学生深度探究的潜能[5]。

以教科版物理八年级（上册）“科学探究活动：平面镜成像时像与物的关系”实验教学为例，教师可融合应用物理、数学等学科知识开展实验教学。例如，教师可在水平桌面上铺一张白纸，在纸上垂直竖立一块薄玻璃板作为平面镜，并在纸上沿着玻璃板画一条直线标记镜面的位置，然后将一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，让学生透过玻璃板观察其形成的像，再拿一支外形相同但未点燃的蜡烛竖立在玻璃板后面移动，直到其看上去与点燃的蜡烛的像完全重合，这个位置就是点燃的蜡烛的像的位置。之后，教师可以指导学生在纸上记录下两支蜡烛的位置，并观察蜡烛和它的像的大小是否相同。然后，教师可以移动点燃的蜡烛重做实验，用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置连起来，让学生用量角器测量蜡烛与像的连线和镜面的夹角，再用刻度尺分别测量蜡烛和像到镜面的距离。

这样，教师从数学学科的数量关系、空间形式的角度指导学生分析物理实验现象，使学生在明晰物理实验本质现象的基础上发展自身的学科融合思维。

（三）关注自主探究，促进学生的思维进阶发展

1.组织学生复刻实验，发展学生的操作思维

在常规的物理实验教学中，教师经常以播放实验视频或演绎实验的方式让学生认识实验现象。在这种教学模式下，学生始终不能亲身经历实验过程，对实验内容的认识程度往往不够。基于深度思维的初中物理实验教学要让学生充分参与到实验中。为此，教师有必要为学生提供更多实验工具，并组织学生在观察学习的基础上独立完成实验，引导学生组装实验设备、控制实验变量、观察实验现象，经历物理实验的全过程，从而发展学生的深度思维。

以教科版物理八年级（下册）“摩擦力”一课的实验教学为例，教师可在实验教学初期为学生演示物理实验，如准备不同材质的物体，用牛顿称测量不同物体的重量，并记录，然后在同一桌面上用弹簧测力计拉动物体，观察并记录其所受的摩擦力，之后重复上述步骤多次，分别使用不同材质的物体进行实验，并记录摩擦力的变化。完成演示后，教师可将相关实验用具发放给学生，让学生独立复刻实验。

这样，教师为学生提供充足的实验工具进行实验，能使学生在复刻教师实验的过程中掌握用控制变量法探究摩擦力的物理原理，在促进学生深度学习的同时发展学生的操作思维。

2.组织学生设计实验，发展学生的创新思维

深度思维生成于深度学习。教师只有引导学生在物理实验中实现深度学习，才能加深学生的课程学习感悟，发展学生的创新思维。基于此，教师应改变注入式教学观念，在明确实验教学主题之后组织学生合作讨论，让学生自主提出实验猜想，自主设计实验方案，由此驱动学生像物理学家一样发现问题、分析问

题、解决问题，从而加深学生的学习深度。

以教科版物理八年级（下册）“科学探究活动：影响浮力大小的因素”实验教学为例。教师可以在弹簧测力计下面悬挂一个石块，将石块两次分别浸入水中不同深度，比较前后两次测力计的读数，提出问题：

“前后两次弹簧测力计的读数有什么区别？你发现了怎样的问题？若让你设计实验，你会怎样做？”然后，

教师可围绕确切现象与延伸问题组织学生以小组为单位合作讨论，让学生在自主讨论的过程中确定实验主题——“探究浮力的大小与什么有关”，并围绕实验主题设计实验方案，确定实验所需的材料用具。

这样，教师采取启发式教学手段先展示物理现象，后提出启发问题，组织学生以小组为单位合作讨论确定实验主题与实验方案，为学生发展深度思维提供良好契机。

（四）布置生活实验，培养学生的实践应用思维

基于深度思维的初中物理实验教学要打破教材限制，积极利用生活中的教学资源驱动学生进行课外探索，由此锻炼学生学以致用的深度思维。为此，教师可围绕物理课程教学主题布置生活实验作业，要求学生从物理研究的角度观察生活现象并设计生活实验，进一步发展學生的实践应用思维。

以教科版物理九年级（上册）“欧姆定律”单元实验教学为例，为培养学生的迁移应用思维，教师可在完成理论教学、课上实验教学的基础上提出问题：“可作为导体的金属非常多，为什么许多电线选择用铜线作为导线？用铁、铝等金属可以吗？”同时，布置生活实验：“请收集生活中常见的金属丝，用所学的实验知识设计并完成实验，测算出它们的电阻，说明铜导线的应用优势。”

生活实验将物理课程教学内容与生活中的具体现象紧密结合，能使学生认识到物理实验知识、技能的应用广泛性。同时，对作业提出具体要求，能够驱动学生进行主题实验设计与操作，进一步培养学生的实践应用思维。

四、结束语

综上所述，深度思维既表示敏捷、灵活、深刻的思维，又表示深度学习的思维过程。基于深度思维开展初中物理实验教学，对于培养学生的物理学科核心素养，推进初中物理实验教学的改革创新有着积极意义。教师应认识到基于深度思维的初中物理实验教学的重要性，积极应用情境引导代替讲授注入，积极应用学科融合教学代替单一学科教学，积极组织自主操作、自主设计活动，为学生提供更多思维发展机会，积极设计生活化实验促进学生迁移应用思维的发展。

参考文献

赵洪苹.初中物理实验探究式模式的有效应用[J].数理化解题研究，2022（35）：110-112.

谢丽宏，杨戈.指向深度学习的初中物理课堂优化教学策略[J].中学物理，2022，40（24）：25-27.

周培强.指向深度学习的初中物理问题导学式教学策略[J].物理之友，2022，38（12）：46-47.

许本科.“问题”赋能：指向深度探究的初中物理实验[J].天津教育，2022（34）：61-62.

万洪顺.深度学习视域下初中物理实验教学策略研究[J].中学科技，2023（11）：32-34.

作者简介：翟合中（1968.1-），男，山东成武人，

任教于山东省菏泽市成武县永昌街道办事处中心中学，一级教师，专科学历。