深度学习指导下的高中物理教学设计 — 以“牛顿运动定律的应用”为例论文

SCI论文（www.lunwensci.com）
关键词 :深度学习；教学设计；牛顿运动定律

对于物理学科来讲，当我们把目光聚焦到一线教学的时候，发现教育教学活动的组织开展，囿于应试教育“唯分数论”的影响，仍存在一些桎梏 :一方 面学生对待自身的学习相对功利化，学习过程机械化，缺少积极体验；另一方面，教师教学设计有时存在迷信课本，教学内容重在让知识服务于解题做题的情况，而忽略对学生物理观念、思维训练、迁移应 用能力等学习品质的提升，使学生学习层次处于较低的水平，不利于核心素养的培养.

1 深度学习与高中物理

“深度学习(Learning in Depth)”这一概念最早是由马顿(Marton) 和赛尔乔(Sajlo ) 在布鲁姆认知目标分类理论的基础上提出的，深度学习强调学习的过程应该把握知识的联想与结构、关注学生的活 动与体验、注重学习内容的本质与变式、提升迁移与 应用能力、引导价值与评价，是一种围绕具有挑战性 的学习主题开展，引导学生高意志情绪投入，促进学生高阶思维、批判性思维发展的学习方式.


2 教学分析

2. 1 现行教材不足

以现行人教版高中物理必修 1 为例，笔者基于 深度学习理论分析教材内容，发现教材存在两处不 足. 第一，教材以两道例题的讲解为主要内容，教学 进程单一，使学生思维活跃度处于较低的水平. 第 二，深度学习强调学习关注的焦点应该是“解决问 题所需的核心论点和概念”，然而，整体法与隔离法 作为分析物体受力情况的核心方法，教材中却没有 重点强调，影响学生掌握解决问题的核心科学方法.

2. 2 教学目标制定

基于以上分析，结合普通高中物理课程标准，制 定本节课如下的教学目标.

知识与技能上，帮助学生进一步掌握牛顿第二 定律公式F合  ＝ma，学会结合受力分析和公式求解 物理问题；过程与方法上，学生体会从整体到局部的 分析路径，掌握整体法和隔离法的使用方法以及使 用原则；情感态度上，培养学生严谨的思维习惯，能辩证、批判地看待知识与方法，通过使用科学的方法来 高效地解决物理问题，从而提升对物理学习的兴趣.

3 基于深度学习的教学设计案例

下面以高中物理“牛顿运动定律的应用”为例， 笔者将基于深度学习理论呈现该节内容的教学设 计，基本教学流程图如图 1，希望为一线物理教师提 供教学实践参考.

3. 1 创设情境，受力分析

趣味游戏:教师准备好两块木板、细绳和若干相 同的红色砖头放置地面，邀请班里两位同学上台根 据老师的指示完成游戏挑战. 同学好奇挑战内容，纷纷积极举手参与，老师随机挑选两位同学上台. 如图 2 所示，老师要求甲同学左右手分别用手掌托起两块木板，乙同学将一块砖头递给甲同学，甲同学迅速使          木板相对，用木板夹起乙同学递送的砖头. 要求甲同 学只能水平发力. 为了避免砖头掉落误伤自己，甲同 学需要蹲下操作.
师  甲同学，告诉下同学们感受如何，夹起一块 砖头费力吗?

学生甲  不费力老师，我还能再加 10 块!  (同 学们嬉笑)

师  好，乙同学，给甲同学慢慢“上菜”!

随着砖头数量的增多，砖头最终开始滑落，甲同 学挑战失败. 此时教师再次邀请甲同学用同样的办 法夹起一块砖头.
师  哪位同学可以告诉我，砖头为什么不掉落? 砖头的受力情况是怎样的呢?

同学们  因为砖头与木板之间的摩擦力与重力平衡，所以砖头能不掉落!

设计意图:深度学习强调学习者学习意志情绪 的投入，强调知识的整合和关联，因此教师可以通过 趣味挑战游戏调动同学们情绪，激发学习兴趣，提升 学习体验；通过情景互动让同学们直接参与到实际 的物理问题，同时可以引导学生结合之前学过的静 摩擦、受力分析来分析物理现象，做到巩固旧知.

3. 2 案例变形，问题再现

教师将砖头一分为二，再次邀请甲乙两位同学进行配合，甲同学使用同样的方式夹起断裂为两块的砖头，如图 3 所示.

师  请甲同学告诉大家，现在你感受有什么不一样吗?学生甲  没有老师，还是和刚才的感觉一样.

师  那请问同学们，将砖头一分为二之后，受力 情况还和完整的时候是一样的吗? 两块砖接触的地 方是否存在摩擦力呢?

同学们议论纷纷，有的认为是一模一样的，因为 甲同学说感觉一样；有的说不一样，觉得断裂部分需 要重新分析受力.

师  在回答同学们的疑惑之前，我们再来看一 种情况，还是请甲乙同学参与配合.

教师另外拿起一块一样的砖头，将砖头均匀地分成三份，如图 4 所示，让乙同学协助甲同学用同样的方式夹起三块小砖头，保持砖头静止. 同学们纷纷把目光投向台上操作的 两位同学.


师  请甲同学告诉大家，夹着三块小砖头和一 块完整的砖头，感觉有什么不一样吗?

学生甲  老师，感觉还是一样的.

师  那问题来了，同学们，将砖头一分为三之 后，受力情况还和一分为二、完整的时候是一样的 吗? 三块砖接触的地方是否存在摩擦力呢?

学生丙  老师，砖头一分为三的时候，中间的砖头一定和旁边的砖头之间有摩擦，不然甲同学就夹 不住它，肯定会掉落! 一分为二的时候，不好说.

师  丙同学思考的角度非常正确，一分为三的 时候，砖头之间存在摩擦力，但是老师这里先告诉大 家答案，砖头一分为二的时候，砖头之间却不存在摩 擦力，同学们知道为什么吗?

学生议论纷纷，分别表示疑惑.

设计意图 :深度学习需要学习者带着批判性思 维进行学习. 同样规格的砖头，采用同样的方式夹 起，在完整、一分为二、一分为三的不同情况下，并不 能因为同学甲的感觉不变，就判断砖头各部分受力 情况相同，需要借助科学方法严谨分析. 教师通过情 景对比，先给出答案，让学生产生认知冲突，再顺势 导入隔离法和整体法的教学.

3. 3 方法导入，整体与隔离

根据以上三次游戏场景，教师在黑板上依次画 出受力示意图，针对砖头一分为二和一分为三的情 况，教师演示先从整体法分析砖块受力情况，再用隔 离法分析各小部分受力情况的过程，从而引入整体 法与隔离法的教学.

3. 4 情景变换，公式运用  引导学生通过整体法和隔离法分析连接体在加速状态下的受力情况. 如图 5 所示.


师  假设老师所用的拉力是 F，砖头与地面的动摩擦因素为 μ，大砖头重 力为 G，小砖头重力为 G/2，那么请问同学们，中间的小砖头在水平方向受力情况是怎样的呢? 有没有 同学可以说一下思路，其他同学可以补充.

学生丁  老师我有思路! 既然三块砖头一起匀 加速，那么我们可以把它们看成一个整体，分析水平 方向上绳子的拉力和地面的摩擦力，就可以求出整 体的加速度 a.

师  思路非常正确!

学生甲  老师我接着补充! 知道了整体加速度 a，就可以采用隔离法，结合公式F合  ＝ma 求出上面砖头在水平方向受到的摩擦力f1   和中间砖头在水 平方向合外力F合2 !  而中间砖头在水平方向上只可 能受到上面和下面砖头的摩擦力，分析f1   和F合2 的大小和方向，便可知下面砖头对中间砖头的摩擦力 的方向和大小了!

3. 5 整体法与隔离法运用原则阐释

教师应当向学生阐明，整体法和隔离法并非两 种对立的方法，各有自身优缺点和应用场景(见表 1)，在实际运用中，往往是需要同学们把二者相互 结合才能高效地解决运动问题.

表 1 

方法	应用场景	优点	缺点
整体法	研究系统外力、整体 加速度	受力分析简单	不能 求 解 内 部 相互作用力
隔离法	研究系统内部相互作 用力	受力分析精细	相对复杂

基于深度学习理论制定的教学设计，意在帮助学生成为学习的主导者，帮助教师转变为学生思维 的牵引者，让学生学习最终转化为有意义学习.  要正确将深度学习理论用于指导教学实践，教师至少需要做到三点 :一是正确理解深度学习的理 念，了解其基本特征；二是科学地组织教学环节，促进深度学习的发生；三是针对具体的教学内容，结合理论合理安排各知识点要素呈现的逻辑. 总之，只有教师做到心中有数，教学有方，才能高效地实现教学目标，长远来看，才能更利于培养学生核心素养.

参考文献 :

[ 1 ] 戴歆紫，王祖浩. 国外深度学习的分析视角及评价 方法[J ]. 外国教育研究，2017，44(10) :45 - 58.

[2 ]  郭华. 深度学 习 的五个特征 [ J ] . 人 民 教 育， 2019 (06 ) :76 - 80 .

[3 ] 张浩，吴秀娟. 深度学习的内涵及认知理论基础探 析[J ]. 中国电化教育，2012(10) :7 - 11＋21.

关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/43585.html