基于深度學習的高中物理單元學習設計研究

孫群潔

(杭州市余杭實驗中學 浙江杭州 311100)

深度學習具體表現為一個個學習活動，但是這些活動并不是孤立存在的，而是存在于系統中的教學活動，因此學生的物理學習是一個體系，應當注重整體性把握，需要根據教學規律具體展開，借助以單元為單位的物理學習指導教學設計，有助于落實新課程教育目標。

因此，要想讓學生的深度學習發生，教師應建立在學生理解物理知識框架的基礎上，并在各個物理知識之間構建起有意義的聯系，善于從整體視角出發合理把握物理課程，使學生所獲得的物理知識結構更加完整。

一、深度學習與單元學習之間的內在聯系

深度學習實質上關注知識整體性框架的構建以及知識的遷移，并強調學生的深度反思，這恰好與單元教學的整體性功能相契合，單元教學本質上是基于整本書與課時教學之間的中立式課堂教學模式。

要想展開單元教學實質上依然需要落實到課時教學中，單元教學與傳統的課時教學存在一定的差別，其具體的差異在于單元學習設計相對于傳統課時教學模式而言具有更強的整體性，并克服了課時教學中知識過于碎片化的缺陷，能使學生的知識學習更加系統化與完整化。另外，單元教學形式也比較豐富，不同形式下單元教學與物理學科教學之間的內在聯系也更加密切，有利于培養學生解決實際問題的能力。同時，在完成單元學習任務之后，還應當注重對學生的評價，評價要素更加全面，便于學生深入反思單元教學內容。因此，在具體教學中，深度學習與單元學習之間關系密切，有助于實現新課程教學目標[1]。

二、基于深度學習的高中物理單元設計具體實施策略

（一）搭建單元整體框架，規劃物理教學目標

要想展開深度學習，首先應對高中物理單元教學內容有個全方位的了解，理順單元詳細內容，并整體出全新單元知識框架。為了避免單元知識點的重復，教師可借助思維導圖的方式將單元知識點呈現出來，并進行系統化設計。之后明確單元具體教學目標，明確培養學生的哪方面能力，有效抓住知識與價值之間的映射關系，同時單元目標的確定并不是將每個知識點都明確規定好，而是注重從整體視角出發，設計大概知識框架，這樣便于教師對單元整體教學框架了然于胸[2]。

例如，“運動的描述”教學過程中，教師借助思維導圖方式圍繞“運動的描述”詳細展開物理知識點講述，具體包含機械運動、加速度、速度與速率、位移和路程、時刻和時間、參考系和坐標系等，以這些內容為支點，詳細呈現，并以支點為出發點，有效抓住物理教學目標，明確物理課程整體教學方向。具體思維導圖設計如下：

教師明確了“運動的描述”單元思維框架圖之后，要結合單元教學內容明確單元教學目標，具體設定目標如下：

1.通過對質點的學習，了解物理模型，深入體會物理模型的作用。

2.經歷勻變速直線運動的實驗過程，了解其規律。

3.善于運用物理知識解決生活實際問題，感受到學以致用的樂趣。

整體單元設計整體目標制定完成之后，幫助學生明確物理整體學習方向，遵循物理學習規律，并按照循序漸進的原則深入探究運動的描述相關物理知識點，在物理學習中感受到科學的巨大力量。

（二）精心搭建單元臺階，形成合理構思方案

單元臺階的搭建主要依賴于物理課堂問題的引導，問題的難易程度以及是否抓住了物理知識的要害，其答案是否正確等都值得探討，物理教師需要做的則是為學生搭建單元臺階，而不是將物理知識探究過程直接呈現在學生面前，直接告訴學生最終答案并不是目的，教師需要為學生做好墊腳石，具體的選擇及方案制定依然需要學生主動構思。組織學生以小組合作的形式完成物理方案的制定，形成屬于自己的獨特解決路徑，這樣有助于學生創新意識的形成[3]。

例如，在“勻變速直線運動的研究”單元教學過程中，本單元教學內容主要是基于第一單元運動的描述基礎上，借助實驗的方法，深入探索勻變速直線運動的規律與特點，借助打點計時器設計物理實驗探索運動規律，運用語言、公式及圖像等進行有效描述，提高學生的邏輯思維能力。之后教師進行引導：“同學們，我們已經學習了利用打點計時器測量物體運動的速度，那么接下來讓我們繼續探索利用打點計時器研究小車速度伴隨時間變化的規律?！睂W生們熟練操作，得到一條點跡清晰的紙帶，但有的學生在操作過程中遇到了問題，有的學生直接松手，之后打開打點計時器的電源，有的學生則反過來操作，學生之間則針對兩種方法進行討論，明確其優缺點，之后學生們面對打印出的紙帶，思考如何探究小車的速度與時間之間關系，學生們以小組為單位學會了計算各個點瞬時速度的方法以及速度表格處理方法，從而得到了紙帶上的點代表物體運動速度的結論，最后結合數據表格猜想出小車運動速度會隨著時間變化的規律，也就是速度與時間是成正比的，整體的物理探究過程中，組織學生深入思考，促進學生思維能力與探究能力的有效提升。

（三）發揮多元評價作用，構建單元評價體系

在物理教學評價環節中，教師為學生制定詳細等級目標，并注明關鍵詞，在完成物理教學任務的時候，進行自我反思，了解哪個環節沒有落實到位，同時讓學生完成自我學習鑒定表格，反思自己的物理學習程度。最后注重小組成員的評價，在自我評價的下面列出小組成員評價，對該學生的物理課堂表現進行綜合性評價，總結與反思物理學習環節的不足之處，通過多元化評價了解自身優點與不足，并對缺點加以改正[4]。

例如，在“相互作用——力”的教學過程中，教師為學生設計物理練習題：某人把一根細繩的下端綁著一支圓珠筆，上端臨時固定在地鐵豎直扶手上。地鐵啟動后繩子偏離了豎直方向，他用手機拍攝了當時的照片，拍攝方向跟地鐵前進方向垂直。請根據照片估算此時地鐵的加速度大小，并判斷加速度方向，寫明解答過程。學生回歸生活，自行建立坐標系，設計測量方案，從而獲得真實的數據。在這個過程中，學生對自己的探究過程進行點評：“在上述物理問題中，題目中沒有提供一組數據，我是通過上網查找相關數據，并建立坐標系，詳細測量并獲得真實數據，但是在測量過程中可能會出現誤差?！崩蠋煟骸斑@位學生做得非常好，出現誤差是難免的，只要誤差在允許范圍內就是合理的。我們唯一能做的就是盡可能地減少誤差?！毙〗M成員評價：“我們跟著這位同學一起學習，了解地鐵的運動情況，并將物理理論知識與現實生活相結合，有效提升了我們解決問題的能力，希望能再次合作?！睆纳鲜鳇c評中讓學生意識到自己的優點，同時注重改正自己的缺點，完善物理整體學習過程，為后續物理學習與探究做好鋪墊。

三、結束語

綜上所述，高中物理單元整體性教學強調遞進性與系統性等，便于學生有效把握物理知識，是促進學生深度學習以及培養學生物理核心素養的必然途徑，同時，物理單元教學設計也便于教師從單元視角出發，合理開發物理系統知識，幫助學生形成完整的物理知識框架，為學生后續物理問題解決能力的提升奠定基礎。