深度学习视域下初中物理演示实验教学策略的研究

摘 要：新课标明确提出教师必须重视学生的终身发展并且重点培养学生的核心素养。因此，现阶段的教育教学工作要求教师从深度学习视域出发，掌握深度学习能力表征，在真正认识到深度学习的内涵的基础上，开展具体的教学工作。在深度学习视域下，初中物理演示实验教学开展相应工作就需要教师灵活运用演示实验教学的方法，教师可以成为演示实验教学的主体，学生同样也可以成为演示实验教学的主体。本文从深度学习的角度出发，重点分析初中物理演示实验教学的策略，使教师和学生真正建立起一个积极的学习共同体。

关键词：深度学习；初中物理；演示实验教学

【中图分类号】G623 【文献标识码】A 【文章编号】2097-2539（2024）09-0120-03

应试教育使得过去的初中物理课堂教学更重视结果，轻教学过程，学生的学习仍然以记忆概念公式、题海战术等为主，并没有重视实验教学工作的开展。教师开展实验教学，一般是由教师完成实验，学生进行观察，学生的参与度并不高，这就导致学生对物理概念以及公式符号的记忆处于表层阶段，无法实现在深层次理解后将知识迁移到新情境中，解决复杂的问题。特别是教师创设的教学情境单一，导致学生无法产生学习困惑[1]。而学习困惑是发生深度学习的关键[2]。面对目前初中物理教学中存在的各种问题，如何改变教学方法、调整教学模式、实现学生的深度学习成为教师教研的重点。教师想要让学生实现深度学习，自身就需要对深度学习的相关概念及内涵有明确的认知。

一、深度学习能力表征

深度学习与学生进行知识整合、意义建构、知识迁移，发展高阶思维均有非常紧密的关联[3]。NRC等将深度学习能力分为三大领域，六种能力[4]。具体见表1。

提到深度学习，与其相对应的就是浅层学习。在学习的过程中呈现出来的是一种机械式、被动式的状态就属于浅层学习。而浅层学习与深层深度学习之间有着非常明显的差别。

二、浅层学习与深度学习的区别

关于深度学习和浅层学习两个概念，最早是在1976年由瑞典学者马顿和罗杰·萨尔乔提出[5]。我国有学者将深度学习定义为“是对知识内在结构逐层深化的学习以及对学习过程的深刻参与和学习投入”[6]。虽然不同学者对深度学习有不同的定义，但是综合性分析发现，深度学习具备的载体的综合性、过程的体验性、结果的迁移性、理解的深刻性、思维的高阶性五大特质是浅层学习无法达到的。可见，浅层学习与深度学习之间有着显著差别。具体见表2。

深度学习促使学生在完成教师布置的学习任务中，能够自觉主动地调动熟悉的知识与经验，将新旧知识整合在一起，构建起一个符合自身情况的新知识体系。在深度学习的过程中，学生的行为、认知、情感三方面得到全面的参与，学生会自觉主动地挖掘探索、体验、感悟知识形成的过程，掌握学科核心知识。这种行为能够帮助学生频繁获得成功的自我成就感，也能进一步激发学生的学习内驱力[7]。由此可见，深度学习有着浅层学习无法比拟的优势，而教师想要实现学生的深度学习，就需要做好相应的教学设计。

三、深度学习视域下开展初中物理演示实验教学策略——以沪粤版初中物理教材为例

（一）教师主导演示，引导学生观察与思考

以沪粤版初中物理八年级上册第三章《光和眼睛》的教学为例。光的折射是物理知识中非常重要的一种光学现象，通过进行相关实验的演示教学，让学生在认识到光的折射现象与相关规律的基础上，培养学生密切联系生活实际。具体教学内容如下：

教师活动：教师向学生演示一个光从空气斜射入水中，传播方向发生偏折的演示实验。

学生活动：学生直观感受到光的折射。

板书：画出光路图，讲解入射光线、折射光线、入射角、折射角。

教师活动：教师利用提前准备好的教具，分别演示从水射入空气、从玻璃射入空气、空气射入玻璃等折射现象。

学生活动：学生思考折射的定义。

教师活动：向学生演示光从空气垂直入射到玻璃的实验。

教师活动：引导学生类比光的反射，猜想光在发生折射时遵循哪些规律，同时借助实验进行演示验证，教师用玻璃砖和两支激光笔向学生演示实验。

学生活动：在教师演示实验的过程中，学生得出“折射现象中光路可逆的结论”。

教师活动：教师再次进行演示实验，不断改变入射角的大小，同时引发学生思考。

学生活动：在教师多次的演示试验下，学生发现折射现象遵循三线共面、两线分居的特点。

教师活动：教师引导学生运用刚刚所学的折射规律去解释日常生活中常见到的折射现象，并且向学生演示水中的笔看起来向上弯折的实验，让学生根据教师的演示实验画出相应的光路图。

学生活动：在教师的引导下，学生画出光线从水中斜射入空气的光路图，并且举一反三总结从空气观察水或玻璃中的物体，以及从水或玻璃中观察空气中的物体的光度变化情况。

教师活动：教师分别从光的折射定义、折射规律、折射现象的演示三方面进行整节课程的总结。

整个教学过程以教师的演示实验为主，流程条理清晰。特别是教师在教学活动中采用小循环多反馈的教学模式，不仅让学生掌握了核心知识点，也让学生在教师的引导下，参与到知识的形成过程中。教师演示实验的方式，实际上就是让学生先模仿再解释，让学生能够用物理语言去看待问题表达观点，帮助学生从物理角度解决实际问题[8]。整个教学过程中，教师的演示实验采用简单易懂容易呈现的方式，让学生轻松掌握这部分知识点的同时，获得迁移应用的能力。

（二）教师设计，学生参与演示实验

以沪粤版初中物理八年级下册第八章《神奇的压强》为例，在做好深度学习准备的基础上实现学生的深度学习与反思，让学生参与到演示实验中来，从而实现学生在设计的学习情境中实现深度参与、主动学习。

1.深度学习的准备阶段

（1）教材分析：本次教学的内容是让学生在对压强、液体压强的相关知识点进行强化巩固的基础上对压强知识进行深入的延伸。

（2）学情分析：由于气体压强的知识都比较抽象，想要帮助学生将物理知识与实际生活联系起来有一定的难度。因此教师需要利用实验，让学生感知大气压强的存在。整个教学过程中需要充分结合学生的认知规律，由易到难、由浅入深、循序渐进地启发学生完成相应的演示实验，让实验贯穿于整个课堂中，启发学生能够利用已经学习到的知识和既有经验解决新问题，实现针对该部分知识点的深度学习。

（3）演示实验准备的器材：纸牌，存有水的水槽，橡皮泥，漏斗，大小相同的铁碗两个，吸盘两个等。

2.具体教学过程

教师活动：设计验证大气压强的存在的实验。

学生活动：在教师做好充分的理论知识讲解与实验准备的基础工作后，教师邀请学生上台，将漏斗下端管口用橡皮泥封住后，在上端盖上纸牌，一只手抓住漏斗柄，另一只手抓住纸牌，并将其倒置，将抓住纸牌的手放开。其他同学在上台同学的演示实验下观察实验现象并且总结。

教学活动评价：整个教学过程由教师引导，学生上台参与演示实验。在学生参与演示实验的过程中，教师让其他学生注意观察。参与演示实验的学生和其他学生通过实验观察到四面八方都存在大气压强。上台学生完成演示实验的过程，以及学生与学生之间的沟通与交流，让学生在动手动脑的过程中培养其学科素养，做到深度学习。

教师活动：教师邀请学生从铁碗上取下两个吸盘，然后用手将两个吸盘按压在一起，并且尽量排尽两个吸盘之间的空气，再邀请另外两名学生尝试是否能够拉开两个吸盘。

学生活动：上台参与演示实验的学生无论怎么拉拽都无法拉开两个铁碗。

设计意图：教师利用马德堡半球实验向学生证明大气压的存在并让学生了解到大气压的威力，给予学生视觉上的震撼。为让学生更好地理解这部分知识点，教师通过让学生去拉开难以拉开的吸盘，直接将大气压的存在这个结论，利用演示实验的方式展现在学生面前。整个过程，在促进学生知识建构的同时，契合深度学习的要求[9]。学生在演示实验中的参与，实际上也是培养学生人际领域能力的一种有效方式。在课堂内教师为学生创建出一个积极的学习共同体，有效加强了学生之间的团队协作。而对于参与演示实验的学生而言，学生也在这种深度学习中获得学习能力、学习毅力等素质。

（三）借助多媒体辅助演示实验教学

多媒体在教学中的应用越来越广，利用多媒体的优势展示出课堂实验中无法向学生展示的微观的、宏观的物理过程，让物理知识以更加生动形象的方式展现在学生面前，帮助学生更好地理解。利用多媒体一般是完成危险性较高或者是演示实验效果不佳的物理实验[10]。例如，教师在开展沪粤版初中物理九年级上册第十一章《探究简单的电路》中关于电流与电压这方面知识的教学时，就可以利用多媒体将电流与电压的形成过程展示给学生。又例如教师在进行沪粤版初中物理八年级下册《浮力与升力》这部分知识的讲解过程中，由于内容比较抽象，学生不易理解，教师也可以利用多媒体技术将物理实验过程演示出来，利用动画的方式将不同厚度木板的实际浮力情况向学生直接呈现，在降低学生对知识点的理解难度的同时，吸引学生专注地观察浮力实验全过程，让学生直观地感受到水位的变化。

四、总结与反思

教师从深度学习的角度出发，以初中物理演示实验教学作为载体，通过利用教师主导演示实验、学生参与演示实验、多媒体辅助演示实验三方面，真正调动起学生主动学习的意识，实现学生在演示实验中行为、认知、情感的全方面深度参与，让学生不再是被动地接受物理知识，而是从内产生积极学习的内驱力。此举也让学生的创新思维、批判思维得到发展。这种将初中物理演示实验教学放在深度学习视域下开展教学工作的方式，有效激发了学生学习的兴奋点，通过诱发学生的认知冲突，帮助学生实现知识点的联结，让学生在熟悉的情境中实现对物理知识的深度加工与理解，也能够提高学生的知识迁移与应用能力。

在后续的教学中，教师需要重点考虑如何通过高质量的教学设计，在体现物理学科特征的同时，强化学生对物理现象背后本质的深度理解。另外教师也需要从更加专业的角度分析，如何通过师生之间、生生之间的对话，帮助学生实现深度学习，促使学生思维的显性化，确保学生对物理知识有持续性的强烈学习愿望。

（责任编辑：黄艳华）

参考文献

[1] 凌玲.深度学习视角下初中物理发现教学的探索与实践——以“磁体与磁场”教学为例[J].数理天地（初中版），2024，（06）：61-63.

[2] 朱丽萍.初中物理大单元教学研究的现状、热点及纾困建议[J].中学物理，2024，42（06）：7-11.

[3] 李建雄，董黎军，李子明，杨净.基于深度学习的案例设计与分析——以初中物理“机械效率”为例[J].中学物理，2024，42（06）：52-55.

[4] 吴菁华.深度学习视域下“引学启思”的实践探索——以初中物理“光的色彩颜色”教学为例[J].数理化解题研究，2024，（05）：113-115.

[5] 李建刚.指向深度学习的初中物理实验教学——以苏科版“大气压强”教学为例[J].数理天地（初中版），2024，（04）：86-87.

[6] 陈佩莹，付鹂娟，姚建欣.基于“深度学习”理念的物理单元教学设计与实践——以“磁现象”单元教学为例[J].物理教学，2024，46（01）：42-46.

[7] 夏丹丹，费志明.基于深度学习的U型模式教学实践——以“物体的浮沉条件”教学为例[J].物理教学，2024，46（01）：47-49+53.

[8] 朱蒙蒙.初中物理单元知识结构化教学实践策略研究——以苏科版“压强和浮力”单元为例[J].教师，2024，（02）：54-56.

[9] 郑榕，夏承俊.“双新”背景下指向深度学习的初中物理元认知类比学习样态实践研究[J].中学物理，2024，42（02）：12-15.

[10] 刘妍.指向深度学习的初中物理项目式实验学习——以“直线运动”教学为例[J].数理天地（初中版），2023，（24）：63-64.