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【摘 要】在当前教育改革背景下，学生的自主学习受到教育行业的广泛关注。学生自主实验是有效促进学生自主学习能力发展的方式之一，即学生和教师基于有关实验，以相关物理问题为核心驱动任务，学生自己选择实验器材，优化实验方案，真正参与实验设计、信息收集、交流沟通等工作，通过完整的实验过程掌握物理知识，学会借助已有知识来处理问题的方式。自主创新既是一种教学理念，也属于一种教学方式。本文以初中物理“滑轮”教学为阐述案例，对在其教学各个阶段促进物理深度学习的策略进行分析和研究，以期促使学生形成正确且完善的价值理念，养成所必需的品格及能力。
【关键词】初中物理;自主学习能力;教学策略;深度学习
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）10-0076-02
相较于其他类型的学科，物理学科有着极强的特殊性，它的本质特征要求教师在教学中必须对实验探究给予高度重视。科学探究既是学生物理学习的重要目标，也是物理教学中一项极为关键的手段。针对部分学生自主学习意识薄弱、动手实践较少以及缺乏创新意识等问题，本文提出通过让学生自主实验来推动学生深入学习物理，帮助学生形成正确的价值观、学习的必备品格以及关键能力。
1 物理实验属于一种教学方式
自主实验通常由教师以类似实验为启发，把初中物理有关知识和问题作为任务驱动，让学生自己选择实验装置，优化现有实验方案，参与实验方案设计、问题分析、交流合作等环节，并在实验中对相关问题以及研究方法产生深刻理解，学会通过已有的物理知识解决遇到的各种问题。在新课改背景下，要进行自主学习，就要鼓励学生学会应用身边较为普遍的物品进行物理实验探究，并在实验中形成敢于质疑以及探索的良好精神[1]。自主实验属于极真实的解决问题的过程。
2 物理深度学习中对学生自主能力培养的策略
以沪粤版物理教材八年级“滑轮”教学为例，教学中学生自主实验的应用策略分析如下。
如先设置教学情境：学校正在进行校园基础设施的维修作业，在施工过程中需要将一些施工设备与材料搬运到教室中，但因部分教室所在楼层高且没有电梯，搬运难度较大，所以会运用滑轮进行材料搬运工作。然后为学生制定对应的学习任务单：①请学生自行搜集与滑轮有关的资料，找到并记录滑轮在实际生产和生活中应用的案例;②仔细观察现实生活中应用滑轮的实例，思考滑轮在不同场景中的应用意义以及价值？各种类型的滑轮分别具有哪些优点与缺点？怎样应用滑轮才可以做到更加省力？③请学生设计出通过滑轮搬运设备及施工材料到楼层较高的教室的对应方案。
教师可以将学生划分成不同的小组，让学生以小组为本次实验的基本单位，借助团队协作等方式进行问题研究活动。
学生参照教师给出的任务清单理清思路，根据分组情况构建学习共同体。小组成员进行分工合作，自行搜集资料，对滑轮进行观察和分析，制作滑轮模型来做进一步的实践研究。上述工作完成之后，组内成员可以阐述自己的观点、结论等。在明确认知或发现滑轮的实际特点以及具有的作用后，学生需进行下一步的实验设计，制定最终的解决方案，最后以PPT的形式进行实验过程、结果展现。
2.1 学生展示最终研究成果，教师适当辅助学生解决难点问题
边说边做是学生自主实验最鲜明的一个特点。学生自主实验实际上是将动作表征、符号和图像表征完美整合的一个完整过程，其能够促使学生内化物理知识，教师要引导学生讲明自身实验的过程以及创意与思路。
2.1.1 团队展示实验成果，小组间分享交流
在教学前的铺垫中，学生在课程开始前会做大量研究和细致观察，另外自制一些滑轮模型，因此教师在教学时可以先让学生充分展示实践成果，并以此为基础，师生共同处理其中的不足。在此过程中，教师需要和学生共同倾听各个小组的论述，及时提出自己的疑问[2]。
2.1.2 教师分析学生实验存在的问题，促使学生摆脱束缚
一方面，教师可以通过可拆卸式磁性滑轮，对滑轮进行拆分处理（磁性滑轮各个部分均依靠磁铁连接），通过这种直观的方式将滑轮拆分为一根简单的杠杆。利用拆解后的滑轮进行演示，使学生对滑轮以及动滑轮支点的位置有明确认识与理解，实现观察难点的有效突破。这是本部分内容的一个教学重点，学生通过这种方式能够相对轻松地掌握定滑轮和动滑轮实质上是一根杠杆，只是支点的位置不相同。
另一方面，教师可以将多媒体软件（如希沃白板等）中的直尺工具与滑轮变形圖相结合，通过大屏幕对杠杆力臂进行直观、示范化的展示，同时指导学生在杠杆平衡的基础上进行理论性且更深层次的研究与分析，得到结论，即定滑轮实质上就是等臂杠杆，而与之对应的动滑轮等同于阻力臂是动力臂二分之一的省力杠杆。这样为何用动滑轮能省一半的力但是用定滑轮无法省力的问题可以得到有效解决。
2.1.3 进阶学习，让学生自主实验的价值得到充分发挥
在学生明确动滑轮和定滑轮的作用后，教师便可以引导学生进一步探究：想要在省力的基础上改变力的作用方向，应当如何做？
开放型实验能够有效激发学生物理学习和实验的热情以及兴趣，部分小组会制作出自己的滑轮模型。
学生展示的作品均满足省力且改变力作用方向的目的，然而在这种情况下还存在以下几个问题：滑轮最省力的极限是多少？绳子自由端拉力与承担物个体重量的绳子的长度存在何种关系？倘若存在关系，是哪一种定量关系？借助多个不同层次问题的驱动，推动学生仔细思考，完成思维进阶，同时引导学生利用小组合作的形式进行实验设计、辩证研究和交流沟通。由于不同小组学生制作的滑轮模型不同，教师需借助开放课堂提供更多更优秀的教学资源，最终让学生关于滑轮的各种问题得到完美解决。 2.2 课后指导学生利用所学知识解决常见问题
2.2.1 首尾呼应，处理课前存在的疑惑
学生在遇到简易型升降机以及起重机运输问题时，会在潜意识中将学习内容变成工程问题。此时，教师需要适当引导学生通过所学知识解决此类问题，在攻克物理难题的前提下制定有效解决问题的处理方案，最终实现学以致用的目标。
2.2.2 鼓励学生深入探究，提升学生自主学习能力与科学实践水平
教师布置的作业应当包括两种形式，分别是书面作业、实践作业，并给予学生具体要求，由学生自行挑选作业形式[3]。
对未进行起重机模型组装的学生，应让其完成一些质检物理习题，详情如下：
对吊车来说，起重的重量是它的核心参数，起重重量即能够正常提升的极限重量。如果在工作过程中，物体重量远大于设备可承载的极限重量，那么吊车极有可能出现倾覆的意外事故。对一台吊车而言，它的起重重量会随着吊臂倾角与长度变化发生改变。有学生在专业人员的指导之下，对某型号的吊车做了起重重量检测，实验数据如表1。
①你认为当吊臂的倾角是30°时，所选用的吊车能不能将重量为5000 kg的重物吊起，且不会出现倾覆事故，分别对1、4、5次实验进行分析得出相应的结论。②通过实验能够发现，采用下列哪项措施能够增加吊车的起重重量（ ）。
A.提高吊臂的倾角 B.加大吊臂的长度
C.降低吊臂的倾角 D.减小吊臂的长度
对组装了起重机模型的学生，请他们通过制作的起重机模型研究吊臂长度、吊臂倾角与起重机起重重量之间的关系，同时完成相应的实验报告。
总之，学生自主实验不是一个简单的理念，而是一种特殊的教学方式。该教学方式能够让学生的主体性得到最大程度的展现。想要真正转变教师的教学理念，就应当给予学生充分的信任，促使学生观察生活，将學习与实际生活联系，让学生自己解决简单问题，进行简单实验，甚至在学习中给予同伴一定的帮助。
【参考文献】
[1]郑晋军，汪震，王雨蒙，等.基于自主学习模式的开放性创新实验教学研究[J].中国教育技术装备，2020（6）.
[2]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（7）.
[3]郭真.聚焦核心素养 初中物理深度学习课堂有效构建[J].中学物理教学参考，2019（22）.
【关键词】初中物理;自主学习能力;教学策略;深度学习
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2021）10-0076-02
相较于其他类型的学科，物理学科有着极强的特殊性，它的本质特征要求教师在教学中必须对实验探究给予高度重视。科学探究既是学生物理学习的重要目标，也是物理教学中一项极为关键的手段。针对部分学生自主学习意识薄弱、动手实践较少以及缺乏创新意识等问题，本文提出通过让学生自主实验来推动学生深入学习物理，帮助学生形成正确的价值观、学习的必备品格以及关键能力。
1 物理实验属于一种教学方式
自主实验通常由教师以类似实验为启发，把初中物理有关知识和问题作为任务驱动，让学生自己选择实验装置，优化现有实验方案，参与实验方案设计、问题分析、交流合作等环节，并在实验中对相关问题以及研究方法产生深刻理解，学会通过已有的物理知识解决遇到的各种问题。在新课改背景下，要进行自主学习，就要鼓励学生学会应用身边较为普遍的物品进行物理实验探究，并在实验中形成敢于质疑以及探索的良好精神[1]。自主实验属于极真实的解决问题的过程。
2 物理深度学习中对学生自主能力培养的策略
以沪粤版物理教材八年级“滑轮”教学为例，教学中学生自主实验的应用策略分析如下。
如先设置教学情境：学校正在进行校园基础设施的维修作业，在施工过程中需要将一些施工设备与材料搬运到教室中，但因部分教室所在楼层高且没有电梯，搬运难度较大，所以会运用滑轮进行材料搬运工作。然后为学生制定对应的学习任务单：①请学生自行搜集与滑轮有关的资料，找到并记录滑轮在实际生产和生活中应用的案例;②仔细观察现实生活中应用滑轮的实例，思考滑轮在不同场景中的应用意义以及价值？各种类型的滑轮分别具有哪些优点与缺点？怎样应用滑轮才可以做到更加省力？③请学生设计出通过滑轮搬运设备及施工材料到楼层较高的教室的对应方案。
教师可以将学生划分成不同的小组，让学生以小组为本次实验的基本单位，借助团队协作等方式进行问题研究活动。
学生参照教师给出的任务清单理清思路，根据分组情况构建学习共同体。小组成员进行分工合作，自行搜集资料，对滑轮进行观察和分析，制作滑轮模型来做进一步的实践研究。上述工作完成之后，组内成员可以阐述自己的观点、结论等。在明确认知或发现滑轮的实际特点以及具有的作用后，学生需进行下一步的实验设计，制定最终的解决方案，最后以PPT的形式进行实验过程、结果展现。
2.1 学生展示最终研究成果，教师适当辅助学生解决难点问题
边说边做是学生自主实验最鲜明的一个特点。学生自主实验实际上是将动作表征、符号和图像表征完美整合的一个完整过程，其能够促使学生内化物理知识，教师要引导学生讲明自身实验的过程以及创意与思路。
2.1.1 团队展示实验成果，小组间分享交流
在教学前的铺垫中，学生在课程开始前会做大量研究和细致观察，另外自制一些滑轮模型，因此教师在教学时可以先让学生充分展示实践成果，并以此为基础，师生共同处理其中的不足。在此过程中，教师需要和学生共同倾听各个小组的论述，及时提出自己的疑问[2]。
2.1.2 教师分析学生实验存在的问题，促使学生摆脱束缚
一方面，教师可以通过可拆卸式磁性滑轮，对滑轮进行拆分处理（磁性滑轮各个部分均依靠磁铁连接），通过这种直观的方式将滑轮拆分为一根简单的杠杆。利用拆解后的滑轮进行演示，使学生对滑轮以及动滑轮支点的位置有明确认识与理解，实现观察难点的有效突破。这是本部分内容的一个教学重点，学生通过这种方式能够相对轻松地掌握定滑轮和动滑轮实质上是一根杠杆，只是支点的位置不相同。
另一方面，教师可以将多媒体软件（如希沃白板等）中的直尺工具与滑轮变形圖相结合，通过大屏幕对杠杆力臂进行直观、示范化的展示，同时指导学生在杠杆平衡的基础上进行理论性且更深层次的研究与分析，得到结论，即定滑轮实质上就是等臂杠杆，而与之对应的动滑轮等同于阻力臂是动力臂二分之一的省力杠杆。这样为何用动滑轮能省一半的力但是用定滑轮无法省力的问题可以得到有效解决。
2.1.3 进阶学习，让学生自主实验的价值得到充分发挥
在学生明确动滑轮和定滑轮的作用后，教师便可以引导学生进一步探究：想要在省力的基础上改变力的作用方向，应当如何做？
开放型实验能够有效激发学生物理学习和实验的热情以及兴趣，部分小组会制作出自己的滑轮模型。
学生展示的作品均满足省力且改变力作用方向的目的，然而在这种情况下还存在以下几个问题：滑轮最省力的极限是多少？绳子自由端拉力与承担物个体重量的绳子的长度存在何种关系？倘若存在关系，是哪一种定量关系？借助多个不同层次问题的驱动，推动学生仔细思考，完成思维进阶，同时引导学生利用小组合作的形式进行实验设计、辩证研究和交流沟通。由于不同小组学生制作的滑轮模型不同，教师需借助开放课堂提供更多更优秀的教学资源，最终让学生关于滑轮的各种问题得到完美解决。 2.2 课后指导学生利用所学知识解决常见问题
2.2.1 首尾呼应，处理课前存在的疑惑
学生在遇到简易型升降机以及起重机运输问题时，会在潜意识中将学习内容变成工程问题。此时，教师需要适当引导学生通过所学知识解决此类问题，在攻克物理难题的前提下制定有效解决问题的处理方案，最终实现学以致用的目标。
2.2.2 鼓励学生深入探究，提升学生自主学习能力与科学实践水平
教师布置的作业应当包括两种形式，分别是书面作业、实践作业，并给予学生具体要求，由学生自行挑选作业形式[3]。
对未进行起重机模型组装的学生，应让其完成一些质检物理习题，详情如下：
对吊车来说，起重的重量是它的核心参数，起重重量即能够正常提升的极限重量。如果在工作过程中，物体重量远大于设备可承载的极限重量，那么吊车极有可能出现倾覆的意外事故。对一台吊车而言，它的起重重量会随着吊臂倾角与长度变化发生改变。有学生在专业人员的指导之下，对某型号的吊车做了起重重量检测，实验数据如表1。
①你认为当吊臂的倾角是30°时，所选用的吊车能不能将重量为5000 kg的重物吊起，且不会出现倾覆事故，分别对1、4、5次实验进行分析得出相应的结论。②通过实验能够发现，采用下列哪项措施能够增加吊车的起重重量（ ）。
A.提高吊臂的倾角 B.加大吊臂的长度
C.降低吊臂的倾角 D.减小吊臂的长度
对组装了起重机模型的学生，请他们通过制作的起重机模型研究吊臂长度、吊臂倾角与起重机起重重量之间的关系，同时完成相应的实验报告。
总之，学生自主实验不是一个简单的理念，而是一种特殊的教学方式。该教学方式能够让学生的主体性得到最大程度的展现。想要真正转变教师的教学理念，就应当给予学生充分的信任，促使学生观察生活，将學习与实际生活联系，让学生自己解决简单问题，进行简单实验，甚至在学习中给予同伴一定的帮助。
【参考文献】
[1]郑晋军，汪震，王雨蒙，等.基于自主学习模式的开放性创新实验教学研究[J].中国教育技术装备，2020（6）.
[2]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（7）.
[3]郭真.聚焦核心素养 初中物理深度学习课堂有效构建[J].中学物理教学参考，2019（22）.