基于深度学习的高中物理单元教学研究

严剑洲

高中生思维能力活跃，对事物有独到见解。高中是学生发展各种物理学科能力的重要阶段。高中物理教学活动直接影响学生物理能力的发展。然而，在当前高中物理教学中，部分教师更注重培养学生对物理课程知识的记忆能力，“盲目”地向学生灌输物理理论，要求学生有效地记住不同的物理概念或者物理公式。这种固化的教学模式缺乏有效的师生互动和学生的自我思考，难以培养高中生的物理理解能力和知识应用能力。与传统物理教学方法相比，基于深度学习的高中物理单元教学更倾向于培养学生对物理知识的理解能力，并在此基础上构建高效的高中物理教学课堂。由此可见，在高中物理教学中采用单元教学推动学生进行深度学习是必要的。因此，本文以基于学生深度学习的高中物理课程单元教学展开研究，以期提升高中物理课程教学成效，为学生个人学习能力的全面发展提供一些参考。

一、高中物理学教学现存问题

（一）缺乏对单元教学设计的重视，偏形式化，难以达到预期效果

优秀的教学设计是提高高中物理课程质量的必要前提。在这种情况下，应优化传统物理知识讲解与应用方面的教学内容。优秀的物理课程教学设计是推动学生主动思考、组织学生进行知识应用和语言表达能力的重要前提。然而，在当前的高中物理课程中，许多教师对深度学习的教育理念重视不够，对学生自主学习物理知识缺乏信心，导致教师设计的自主学习活动形式化，从而忽視了高中生物理知识应用能力的培养。

（二）重结果轻过程，难以教学理念转变，教学目标达成情况差强人意

高中物理教师开展物理单元教学，关键在于转变传统的“例题讲解+题海训练”的物理教学模式，需要教师结合不同学生的实际学习特点和学习需求，通过“先学后教”的方式，使学生在自主学习和物理问题探索的过程中获得物理知识，达到“先学后教”的效果。然而，在当前的高中物理课程中，许多教师在教学过程中本末倒置，一味注重学生的学习质量，忽视了教师在单元整合教学过程中的指导作用。如在实验教学中，教师重点关注“学生是否通过自己的探索接近正确答案”，忽视了是否在学生个人理解能力的范围以及学生的实验过程。这种重结果、轻过程的教学理念，导致实验课程的教学目标与学生能力的培养过程存在偏差，降低了课程的教学质量。

（三）重视概念分析，忽略思想指导，培养核心素养难达成

在高中物理课程中，每一个物理概念和规律都是前人通过反复实验推演出来的。然而，在当前物理教学过程中，为了给学生留出更多的做题时间，许多教师通常不重视引导学生探索物理，而是直接采取“理论知识灌输”的形式要求学生记忆物理知识，以此提高解题能力，从而在考试过程中进行有效的应用。在这样的课程教学模式下，很多学生认为学习物理知识是为了解决考试问题，误解了物理知识学习活动的意义和价值。在“应试教育”理念下，教师忽视了学生物理核心素养的培养，如现象观察能力、逻辑推理能力、模型构建能力等，学生难以从日常生活中发现物理知识，难以形成衍生思维。在这种情况下，不利于培养学生的物理思维。

二、基于深度学习的高中物理教学的主要原则

（一）坚持循序渐进的原则

在物理课程教学过程中，推动单元教学活动的开展首先需要坚持循序渐进的原则。不同的学生在物理知识掌握能力和应用能力上是有所不同的。坚持循序渐进的原则意味着教师在单元教学过程中，能逐渐帮助学生建立物理课程知识体系，这对提高学生理解物理知识的能力有着重要影响。深度学习活动注重学生知识体系的构建。构建物理核心素养是深入学习的主要目标。那么，要开展高中物理课程的深度学习，教师需要立足于不同课程单元主题，对物理课程知识进行有机分解，制定若干学习目标，形成循序渐进的物理知识内容。

（二）坚持探究创新的原则

新课标表明科学探究过程反映了学生知识建构的过程，是深入学习的重要目标。在深入学习的过程中，物理教师需要精心设计物理探究活动，在组织探究不同物理知识的过程中培养学生基本的科学推理能力，让学生在探究与创新的基础上总结各种物理的一般规律，从而提高物理课程教学质量。

三、高中物理单元教学深度学习的重要性

（一）能够推动学生理解能力发展

在新时期物理教学理念的指导下，高中物理教师不仅要向学生传授基础理论知识，还要增强学生的知识应用能力，引导学生从日常生活中发现物理知识，感受物理的魅力，从而实现从被动学习到主动探索的转变，加深对物理课程知识的理解和应用。此外，物理思维与物理能力是相辅相成的，只有推动学生养成良好的物理思维，才能加深其对物理课程知识的理解，进而提高物理知识应用能力。同时，良好的学习能力和应用能力可以促进学生物理思维的进一步发展。因此，以深度学习活动为依托，组织学生进行物理课程知识的单元学习活动，不仅符合高中生的实际学习特点，也是深化高中物理课程改革的重要举措。

（二）能够培养学生物理课程素养

课堂教学活动是物理课程开发的关键环节。课程教学环节注重物理思想与课程内容的有效结合，注重在教学中渗透物理概念、物理知识推导和物理实验的基础知识，使学生在潜移默化的课程环境中培养良好的物理学科素养，是高中物理深度学习的关键环节之一。物理思维的培养不是一蹴而就的，应该建立在学生解决实际物理课程问题的过程中，应为学生提供培养良好物理素养的机会，使其在寻求物理、物理规律和物理现象之间关系的过程中掌握良好的学习方法。在具体的学习过程中，可以引导学生采取模仿的形式，根据教师解决问题的步骤，针对不同类型的物理问题找到解决方法和策略。教师可设计一些问题来训练学生的物理思维，引导学生在“思维最近发展区”内解决，促进学生物理素养的进一步发展。

学生只有经历物理理论和物理实验现象之间的相互作用，才能真正理解物理学科知识，掌握物理课程学习方法。在教学过程中，教师可以组织学生模仿教师解决不同物理问题的方法和思路，并为学生设置一些针对性的物理问题和物理实验项目，特别是那些在学生“思维最近发展区”可以解决的问题，从而培养学生的物理课程学习方法和物理思想，使其掌握基本的物理学科知识。

四、基于深度学习的高中物理单元教学的主要策略

（一）转变教学观念，提升教学水平

要推进整体单元教学，首先要转变以教师为主导的物理知识理解与应用教育观念，以更高质量的教学活动提高教学水平。在这一过程中，教师的能力和素质问题凸显出来。作为教学活动引导者的教师，必须从提高自身能力和专业素质入手，才能达到更好的教学效果。为了提高教师的能力、素质和教学水平，要转变传统教学观念，深刻认识自身教学中存在的问题。基于深度学习的高中物理单元整体教学活动的开展，要求教师优化教学观念，在教学活动中以单元为基础，不再过多地使用传统的灌输式教学方法，而应注重主题意义对学生的启发性教学活动，从而实现新的教学层次和水平。教师在教学活动中应改变直接的物理教学方式，关注学生的探究行为，引导学生提高自主学习能力。

以“万有引力与航天”单元教学为例，教师在课程中没有直接向学生讲解万有引力的理论知识，而是根据学生知识理解能力和应用能力的实际发展需要，结合本课程中心点，为学生设计教学情境，即“在日常生活中看电视节目时，我们发现发射的太空卫星都是围绕着地球做圆周运动的。那么在我们的太空卫星运转过程中，都会受到哪种力的影响”。然后，利用多媒体设备展示具体情境，向学生展示一些传统卫星运动的轨道图，以及相关力的说明，从而加深学生的体验。这种情境建构的方式，可以有效地改变传统教学模式中学生参与不足的问题，引导学生利用以前学到的物理知识去理解新知识，从而有效地实现单元教学价值。

（二）实践主题意义，激发学生兴趣

高中物理课程知識具有抽象性、理论性、差异性特点，尤其是物理知识的差异性，使许多学生难以理解。在传统的教学活动中，学生在头脑中形成了一定的学习模板，对教学活动缺乏足够的兴趣。为此，在应用单元学习开展物理深度教学的过程中，教师要注重单元教学内容的趣味性设计，吸引学生主动开展物理学习活动，加深学生对物理知识的理解，激发学生学习物理知识的兴趣。

以“机械能及其守恒定律”单元教学为例，为了调动学生对知识理解和应用的兴趣，并能将物理的内容与个人现实生活联系起来，教师可以根据本课主题内容联系实际生活进行教学设计。学生对各种生活电器都十分熟悉，但是很多学生对不同电器的功率知识的理解能力有限。因此，教师可以在课前组织学生搜集不同家用电器的功率，要求学生结合相应的物理公式来计算不同家用电器的功率。学生在搜集并计算相应电气功率内容的过程中，对“功率”的基本概念形成有效的理解，并且能拓展到能量守恒定律的相关知识。在完成教师布置的课堂任务时，学生将与教师一起进行主题学习，以提高学习效果，从而实现深度学习。

（三）创新教学手段，丰富教学内容

在单元整体教学活动的主题意义背景下，教师应善于运用新的教学手段，丰富教学内容，提高教学活动质量。然后，为了减轻理论性物理课程知识带来的学习畏难心理负担，教师可以在教学过程中为学生构建视听化物理课程内容，直观地展示微观或宏观物理知识结构，有效地提高学生对不同物理的理解。

以“曲线运动”单元教学为例，为了使学生对曲线运动的基本轨迹和相关物理公式的记忆与应用以及对运动的合成与分解形成直观理解，在课程教学过程中，教师不能直接为学生讲解曲线运动的主要过程，而是要结合多媒体技术为学生展示曲线运动过程，应用PPT的函数功能，为学生展示曲线运动、平抛运动的函数关系图，并以动态演示的方式组织学生分析物体在运动过程中不同位置的函数关系公式。在向学生展示视听化函数知识过程中，要求学生有效理解和记忆相关的课程内容，在增强课程内容直观性的基础上，促进学生对曲线运动知识的深入学习和理解，增强学生对不同曲线运动公式的理解和记忆。

（四）学习物理文化，提升物理素养

高质量的物理课程要求学生具有相应的文化视野，要求学生能自主思考为什么物理学对我们的生活如此重要？因为物理知识与我们的现实生活息息相关，每个人的衣食住行都与物理知识息息相关。为了促进高中生物理教学质量的提高，教师需要充分利用物理文化教学因素，在营造生活化的课程环境的同时渗透物理文化的主要内容，加深学生对不同物理的理解，实现课程教学质量的提高。

以“万有引力与航天”单元教学为例，鉴于万有引力定律的推导过程是一个漫长的过程，如果只采用视听教学的方法促进学生的理解，学生的学习只能停留在表面上，学生个人学习兴趣不够，则难以进行有效的深度学习。所以，在教学过程中，教师可以为学生讲解历代物理学家万有引力定律的探索历程以及经典力学的局限性，推动物理文化在物理课程教学中的有效渗透，促进学生进行深入思考。此过程不仅能帮助学生理解物理学的基本原理，还能促进学生物理思维能力的发展，从而有效实现深度学习。同时，教师将物理文化融入课堂教学，不仅能够吸引学生的注意力，还能够为学生营造良好的学习氛围，促使学生在物理文化思考和探索中感受物理科学的奇妙和价值。最终，学生借此可有效认知和理解物理文化，也在此过程中实现物理素养的提升和优化。

（五）结合实验内容，推动学生发展

实验课对学生物理知识的发展具有重要意义。高质量的物理实验教学可以直观地呈现大部分微物理课程知识，从而在加深学生理解的基础上实现课程知识的深入学习。因此，教师需要结合教学内容合理设定物理实验，鼓励学生在实验中探索物理现象、学习物理知识。最终，学生将借此顺利完成物理知识的感性体验和理性认知，并借此高效完成物理知识的全面掌握，逐步实现全面发展。

以“曲线运动”单元实验教学为例，一些较为有趣的物理原理由于传统教学手段的限制，物理实验教学形式和内容通常较为单一，导致学生在长时间学习之后对这些实验内容失去兴趣。此时，教师可以从网络资源当中寻找一些形式新颖却蕴含物理原理的实验视频、实验方法为学生提供新的实验指导内容。在这一活动当中，教师要启发学生认识到物理原理所衍生的物理实验是不拘一格的活动形式，引导学生可以针对某一物理原理在网络当中寻找新的实验验证方法，对物理实验原理加以验证和深层次学习，借此开展深度学习并得到新的理解。

五、结语

综上所述，高质量的高中物理教学可以培养学生的自主学习能力和合作探究能力，可以促进学生的全面发展。单元教学在高中物理课程中的应用，不仅可以加深学生对理论课程知识的理解，也可以促进学生在实验过程中应用物理知识，提高学生的物理成绩，为培养高中学生物理思维和学习能力提供动力。然而，在实际教学过程中，受传统教学观念等因素的影响仍存在不少问题，如学生学习积极性不高、难以形成自主探究能力、家长对学生缺乏有效监督等问题，或教学过程中要求学生使用机械记忆的方式进行知识理解和应用，导致学生缺乏知识理解能力和应用思维。这些因素使得学生的学习效果难以提高，从而降低了教师物理的教育质量。面对这一不足，教师应意识到单元教学在物理教学中的重要性，要通过多种教学模式开展基于深度学习的高中物理单元教学活动，提高学生对物理知识的理解能力和应用能力，有效提升高中物理课程教学质量，推动学生开展深度学习，为学生的未来发展打下坚实的基础。