高中物理深度学习的必要性研究

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  物理是一门内在逻辑性很强的学科,我们的教学不能肤浅化,教学必须有深度,这不仅仅符合思维发展的特点,也有利于学生更好地掌握物理知识。本文就该话题谈几点笔者的看法,望能有助于课堂教学实践。
  1 什么是深度学习?
  深度学习是相对于浅层次的学习而言的,其与浅层学习的学习特征如表1所示。
  [HT6][JZ]表1
  [BG(!][BHDFG2,WK15,K15W]
  浅层学习(surface learning)[]深度学习(deep learning)
  [BHDG2,WK15ZQ*3,K15ZQ*3W]关注符号的记忆[]关注识别原理概念
  [BH]关注任务中不相关联的部分[]新知识和原有知识互相关联
  [BH]为了评价而对信息的简单记忆[]不同学科知识融会贯通
  [BH]不加考虑地把事实和概念相联系[]把理论概念和日常经验相联系
  [BH]不能从实际例子中识别相关原理[]主动学习
  [BH]能识别和叙述根据和论点[]主动组织和建构知识体系[HJ*3]
  [BHG3]强调来自于评估要求的外部驱动[]强调来自于学习者自身需求的内部驱动[HJ2mm]
  [BG)F] [HJ]
  深度学习与浅层学习在记忆方式、知识体系、关注焦点、投入程度、反思状态、迁移能力、思维层次、学习动机等诸多方面都存在着一定的差异,笔者罗列了如表2所示。
  [HT6][JZ]表2
  [BG(!][BHDFG2,WK5,K12,K13W][]浅层学习[]深度学习
  [BHD,WK5,K12ZQ*3,K13ZQ*3W]
  记忆方式[]机械记忆[]强调理解基础上的记忆[HJ*3]
  [BHG5]知识体系[]零散的、孤立的、当下所学的知识,且都是概念、原理[]在新知识和原有知识之间建立联系,掌握复杂概念、深层知识等非结构化知识
  [BHG3]关注焦点[]关注解决问题所需的公式和外在线索[]关注解决问题所需的核心论点和概念
  [BHG2]投入程度[]被动学习[]主动学习
  [BHG3]反思状态[]学习过程中缺少反思[]逐步加深理解,批判性思维、自我反思
  [BHG3]迁移能力[]不能灵活运用所学知识[]能把所学知识迁移应用到实践中
  [BHG2]思维层次[]低阶思维[]高阶思维
  [BH]学习动机[]学习是因为外在压力[]学习是因为自身需求[HJ2mm]
  [BG)F]
  2 高中阶段学生深度学习物理知识的意义
  结合深度学习的特征,笔者将高中阶段学生深度学习物理知识的意义进行了分析,主要有如下几个方面:
  2。1 能够抓住中心思想和议题
  从当前高中物理的学习内容和学习过程来看,高中物理之所以难,原因在于有些知识点会涉及到大量的推导和运算,如果我们只是学习表层化,那么虽然学生经过了长时间的推导和数学运算,但是学生还是会忽视为什么要推导,缺乏推论过程的目的性思考,这样势必导致其对知识点的掌握出现不牢靠的现象,而学生的物理如果始终保持深度学习状态,那么这部分学生的学习就始终明确目的,即使是在冗长的演算过程中,也知道什么是问题的核心,能够对整个过程有一个清晰的把握,牢牢抓住中心解决问题,切实提升解决问题的能力,深化对物理知识的理解。
  2。2 善于发现错误,勇于表达
  学生的学习过程是摸着石头过河的过程,出现错误在所难免,如果我们同学采用深度学习的方式学习物理知识,则能够及时地发现自己学习过程中存在的问题或是错误,便于及时地予以纠正,不仅如此,处于深度学习状态的学生还总是能够在第一时间发现教师在授课时出现的错误,或者发现其他同学运算或者分析上的漏洞。笔者从教十多年,授课的过程中时常有意犯一些错误试探班级内部学生是不是在认真听讲,听课效率如何,试探的结果发现总有部分的能力较强,他们能够及时地发现我讲课时的问题,而且能够对应地说出正确的分析思路,从考试情况来看,这部分学生的学习成绩较为理想。
  2。3 培养学生的钻研精神
  物理知识都是科学家经过探究、猜想等一系列过程得到的,其本身就是很有深度的,我们在教学过程中要围绕某一个具体的知识点进行多层次问题的设置,引导学生在问题解决的过程中完善知识体系的有效构建,实践经验表明在学生知识不是非常的完整时,学生往往对于一个问题或是物理现象不容易理解给出完整、合理的解释,而此时,处于深度学习层次的学生和表层学习层次的学生所采用的方式方法则是不一样的,前者往往会抓住这些知识点刨根问底,有些学生甚至有一种很强的预学意识,会主动地学习后面的相关知识,寻求解决当前问题的办法。
  2。4 不拘泥于知识的识记
  我们目前有很多学生的物理学习是存在问题的,什么问题呢?就是脑子里记住了物理知识和概念,但是浮于表层,记忆非常机械化,呆板。这往往与学生的物理学习重视程度不够导致的,也有部分学生是因为物理知识难度较大引起的。当然,我们教师也有责任,由于目前教学任务重,可是紧张,所以我们教师在某些知识点的讲授和推导过程上未必能做到完整,在当前以生为本的教学模式下,如果我们让学生自主完成相关推导和演算,这本身是好的,但是这个过程需要我们老师去巡视和监督,因为如果缺乏了老师的监督,有相当一部分学生就会忽略部分推导过程,不过,笔者发现处于深度学习层次的同学对推导和演算过程是很严谨的,他们会主动去进行有关的推导,并不拘泥于知识的识记,更多地则是从理解的层面出发。
  2。5 认真对待物理实验,尊重实验数据
  物理是一门实验味很浓的自然学科,我们的物理教材中安排了丰富的实验。有演示实验,也有分组实验,那么,实验教学现状如何呢?笔者发现对于实验学生还是蛮感兴趣的,但是热度维持的时间不长,特别是学生实验,开始进入实验室学生兴高采烈的,但是真正开始做的时候,学生又往往不能认真地   首先,作业要重视物理概念的回顾。物理概念是从大量的物理现象和过程中抽象出来,是知识的浓缩点,深刻反映事物的本质。复习中要遵循人的“从具体到抽象,再从抽象到具体”的认知规律。例,在《摩擦力》中可设计如下作业。
  用手握住一质量为m的矿泉水瓶,在竖直方向上瓶处于静止。
  问:①画出瓶的受力示意图;②判断摩擦力的性质;③计算此摩擦力的大小;④向瓶中不断加水,瓶保持静止,此时摩擦力如何在变化?若瓶向下运动,此时摩擦力又如何变化?
  通过阶梯式“稀释”的方法把物理概念的形成和应用过程通过层层式的展现,来检验学生的逻辑思维是否从形象思维转向抽象思维。
  其次,作业要重视物理公式的使用,通过由易到难图像的模式来加强物理公式的应用。
  [TP12GW71。TIF,Y#]
  如,初速度v0的物体做匀加速直线运动,其v-t图象如图1所示,请计算物体在t后的速度及在0~t时间内物体的位移?
  最后,通过理性的逻辑推理让知识形成清晰、完整的结构(如在运动学中先通过学习位移公式s=vt,加速度公式a=[SX(]Δv[]Δt[SX)]而逐渐过渡到s=v0t [SX(]1[]2[SX)]at2、vt=v0 at而推导出速度-位移v2t-v20=2as)。
  3。2。3 在实践中优化作业组合,强化主观能动性
  单一的作业具有基础性,组合式的作业要注重启发性和针 [LL]对性。而传统作业只片面注重机械式地练习,忽视不同形式的作业如小制作,小实验等既培养实践能力又带有实践性的组合式作业在尊重学生个性,激发创新意识等方面的意义。
  弹性地让作业满足学生不同的需求,使全体学生都得到相应的发展也是新课标素质教育的要求。在学习《自由落体运动》中让学生独立设计实验来验证影响自由落体下落快慢的因素;在《摩擦力》中让学生制作验证摩擦力存在的装置并附该装置的使用手册作为作业等。
  3。3 基于知识的投射点,把握讲解关键量的切入
  “尽可能的把物理知识交给学生,满足学生的求知欲”。站在问题开始的地方,认真分析各知识体系的“投射点”来落实讲解关键物理量的“切入”。在《平抛运动》中常用的公式h=[SX(]1[]2[SX)]gt2,x=v0t,其关键量在下落高度h及水平位移x。
  3。4 延迟作业反馈的判断
  “延迟判断”指在学生回答问题或提出新创意时,教师不立刻做出判断,而是给学生一些等待、自主思考或者辩论的时间,让学生可以发表各种见解的一种评价策略。通过对作业效果的延迟判断,即要给学生留有足够的思维空间,让学生在教师的指导下对作业内容进行“顺藤摸瓜”式的深入分析,挖掘附着在作业上所涵括的知识体系。
  4 小结
  新的教育理念赋予作业新的内涵。教师应正确分析学生的需求,贯彻素质教育理念,在情感、设计、讲解和评价等角度来优化物理作业,让作业从高一学生的“负担”转变为学生物理知识和素养提升的基石,顺利完成初高中的过渡。
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