【摘 要】實(shí)驗(yàn)是物理的靈魂，在物理教學(xué)中起著基礎(chǔ)性、決定性的作用，但當(dāng)下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中卻存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題制約著學(xué)生物理素養(yǎng)的發(fā)展。為解決這些問(wèn)題，教師可以依據(jù)物理實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)的特性，實(shí)施以能力為導(dǎo)向的高中物理深度教學(xué)。

【關(guān)鍵詞】高中物理；深度教學(xué)；物理實(shí)驗(yàn)；能力導(dǎo)向

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009（2024）11-0069-03

【作者簡(jiǎn)介】楊鳳樓，江蘇省江陰市教師發(fā)展中心（江蘇江陰，214400）黨委書(shū)記、主任，高級(jí)教師，無(wú)錫市優(yōu)秀教育工作者，無(wú)錫市物理學(xué)科帶頭人，江陰市名教師。

高中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理解、驗(yàn)證和鞏固理論知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）中指出高中物理實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維方式、科學(xué)研究能力等方面發(fā)揮著獨(dú)特而重要的作用。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，通過(guò)設(shè)計(jì)深度教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)他們主動(dòng)探究，從而提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

一、問(wèn)題分析：為什么要在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施深度教學(xué)？

1.破解物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體錯(cuò)位困境之需

物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)通常包含教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)兩類，在現(xiàn)實(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，忽視學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位的情況很普遍。演示實(shí)驗(yàn)中，有些教師為達(dá)到預(yù)想的實(shí)驗(yàn)效果，確保實(shí)驗(yàn)精確無(wú)誤，將講臺(tái)當(dāng)作舞臺(tái)，教師成了演員，學(xué)生成了觀眾，本應(yīng)是課堂主體的學(xué)生，只是看著教師“表演”，等待實(shí)驗(yàn)結(jié)論。分組實(shí)驗(yàn)中，有些教師將課堂完全交給學(xué)生，高估了學(xué)生的動(dòng)手能力和自我控制能力，實(shí)驗(yàn)室里一片嘈雜，本應(yīng)處于課堂主導(dǎo)地位的教師成為旁觀者。要破解以上問(wèn)題，就必須改變物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)指向，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)僅是教授物理知識(shí)，還應(yīng)提升學(xué)生能力、培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“教”與“學(xué)”的主體應(yīng)向?qū)W生轉(zhuǎn)移，幫助學(xué)生深刻理解所學(xué)物理知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

2.破解物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)表象化問(wèn)題之需

“聚焦課堂，高效教學(xué)”是物理教師的共識(shí)，但追求高效教學(xué)引發(fā)的兩種現(xiàn)象值得反思，一是成績(jī)提升后興趣不足，二是教學(xué)有所成效后教育本質(zhì)缺失。其原因主要是當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)表象化問(wèn)題突出，重知識(shí)講解，輕過(guò)程探索；重解題練習(xí)，輕能力培養(yǎng)；重知識(shí)傳授，輕情感交流。傳統(tǒng)教學(xué)模式存在價(jià)值目標(biāo)淡化、學(xué)習(xí)過(guò)程受限、教學(xué)方式效率低等問(wèn)題，導(dǎo)致教力與學(xué)力發(fā)展不平衡。

二、概念闡述：高中物理實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)是什么？

深度教學(xué)是一種教育教學(xué)的方法，其核心理念是幫助學(xué)生更深刻地理解和運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，而不僅僅是表面記憶或機(jī)械掌握。與淺層教學(xué)相比，深度教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層次理解以及思考和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，它不僅關(guān)注學(xué)科知識(shí)的傳授，更注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的探究和理解。深度教學(xué)重視學(xué)生的主動(dòng)性和參與性，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)討論、實(shí)驗(yàn)、探究等方式，深入理解知識(shí)的內(nèi)涵和原理。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施深度教學(xué)，就是師生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)探究，獲得大量事實(shí)，通過(guò)概括、抽象獲得概念、規(guī)律等知識(shí)，并發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的“教”是為了引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)“學(xué)”，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，深度教學(xué)不是簡(jiǎn)單“告訴”知識(shí)，也不是讓學(xué)生按部就班重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，而是“引導(dǎo)”學(xué)生探索知識(shí)本質(zhì)，“激發(fā)”學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)能，“培養(yǎng)”學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、價(jià)值觀等。在具備了相應(yīng)的能力以及素養(yǎng)后，學(xué)生將在物理學(xué)習(xí)中有所思、有所悟，并在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)的意義，感悟知識(shí)的魅力，從而將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Α?/p>

三、策略實(shí)施：高中物理實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)怎么做？

1.理解性教學(xué)策略

理解是教學(xué)的最基本要求，是教學(xué)的前提和基礎(chǔ)。教學(xué)不應(yīng)僅限于傳授知識(shí)，學(xué)習(xí)也不應(yīng)只停留在獲取知識(shí)上，而應(yīng)通過(guò)具體知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深入理解知識(shí)所代表的事物規(guī)律、價(jià)值內(nèi)涵、思維方式和情感態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)的基礎(chǔ)上建立與外部世界的內(nèi)在聯(lián)系。

以人教版高中物理必修一“實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”教學(xué)為例，傳統(tǒng)教學(xué)方式下教師通常是在做實(shí)驗(yàn)之前，先講解實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)。根據(jù)教師的要求和提醒，學(xué)生是能完成實(shí)驗(yàn)的，但不一定能理解為什么要這樣操作，這樣操作的必要性是什么。深度教學(xué)方式下教師則讓學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)器材，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并嘗試操作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生兩次拉動(dòng)圓環(huán)至不同點(diǎn)時(shí)，再與學(xué)生交流“兩次操作的作用效果是不是相同？不相同的作用效果背后是不是合力與分力的關(guān)系？”通過(guò)學(xué)生錯(cuò)誤操作、師生交流糾正錯(cuò)誤，學(xué)生才能真正理解此實(shí)驗(yàn)的原理。

2.問(wèn)題導(dǎo)向性教學(xué)策略

問(wèn)題導(dǎo)向性教學(xué)以問(wèn)題為核心，推動(dòng)整個(gè)教學(xué)過(guò)程和學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)具體知識(shí)及其潛在思想與方法進(jìn)行探究和體驗(yàn)。在知識(shí)傳授時(shí)，教師可以將教學(xué)內(nèi)容劃分為多個(gè)小問(wèn)題，并通過(guò)師生問(wèn)答的方式，使學(xué)生逐步深入學(xué)習(xí)，經(jīng)歷記憶、理解、分析和探究等多個(gè)階段。

以人教版高中物理必修一“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)為例，在“平衡摩擦力”這一重要步驟中，傳統(tǒng)教學(xué)方式下教師通常是這樣操作的：布置平衡摩擦力的任務(wù)，學(xué)生根據(jù)布置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這樣看似“規(guī)范”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，其實(shí)是無(wú)效的。因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有深入理解平衡摩擦力的前因與后果，只是在機(jī)械地執(zhí)行教師的“命令”。深度教學(xué)方式下教師則是通過(guò)一系列精心設(shè)置的、相互聯(lián)系的問(wèn)題，如“牛頓第二定律表達(dá)式中的力是合力還是分力？”“小車受到幾個(gè)力的作用？”“小車受到的合力如何求？”“摩擦力求不出來(lái)怎么辦？”“如何平衡摩擦力？”與學(xué)生一起探討為什么要平衡摩擦力，從而使學(xué)生達(dá)到對(duì)知識(shí)的真正理解。通過(guò)這樣的問(wèn)題式學(xué)習(xí)，在今后遇到類似問(wèn)題時(shí)，學(xué)生能夠做到觸類旁通、舉一反三。

3.結(jié)構(gòu)導(dǎo)向性教學(xué)策略

結(jié)構(gòu)導(dǎo)向性教學(xué)是基于結(jié)構(gòu)主義理念提出的，注重教學(xué)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)性和豐富性，是相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式、符號(hào)式、表層式教學(xué)而言的，是指立足知識(shí)的三個(gè)構(gòu)成要素——符號(hào)表征、邏輯形式和意義，學(xué)生自覺(jué)尋找知識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)從而主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程。

以人教版高中物理選擇性必修二“自感現(xiàn)象演示”教學(xué)為例，在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)方式下教師為了達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的效果，往往在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后使小燈泡突然變亮，從而給學(xué)生留下深刻的印象，然后再與學(xué)生一起分析為什么發(fā)生這樣的現(xiàn)象。這樣的教學(xué)雖然實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?。深度教學(xué)方式下，教師首先提出問(wèn)題：“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后燈泡突然變亮呢？”讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇器材，操作實(shí)驗(yàn)，分析原理。在學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)成功后，再追加問(wèn)題：“是不是只要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，燈泡總是突然變亮的？能不能設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，燈泡并沒(méi)有突然變亮？”再讓學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)。兩次思考、兩次實(shí)驗(yàn)、兩種不同現(xiàn)象，讓學(xué)生明晰燈泡忽然變亮與忽然變暗的原理及規(guī)律。此教學(xué)過(guò)程充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位，不僅達(dá)到知識(shí)點(diǎn)教學(xué)的目的，也達(dá)到優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的目的。

4.回應(yīng)性教學(xué)策略

知識(shí)教學(xué)并不是教學(xué)的最終目的，教學(xué)要回到教學(xué)的主體——學(xué)生身上，關(guān)注學(xué)生的發(fā)展。回應(yīng)式教學(xué)指從以教材為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生自身感知為中心的模式，它要求將知識(shí)的理解與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系起來(lái)，促使學(xué)生更加自覺(jué)地進(jìn)行反思，并提高學(xué)生的思考能力，豐富其內(nèi)心世界。

以人教版高中物理必修三“實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量”教學(xué)為例，首先教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考為什么導(dǎo)體會(huì)有電阻。接下來(lái)，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自操作測(cè)量導(dǎo)體的電阻率。例如，教師可以提供不同材料制成的導(dǎo)線，讓學(xué)生用伏安法測(cè)量它們的電阻值。教師還可以提供溫度計(jì)等儀器，讓學(xué)生在不同溫度下進(jìn)行多次測(cè)量，觀察電阻率是否受溫度影響。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要及時(shí)給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。同時(shí)，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的假設(shè)和推理，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證或修正這些假設(shè)。

以能力提升為依托開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)深度教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”的有機(jī)統(tǒng)一。教學(xué)不局限于知識(shí)的傳授，而是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，理解知識(shí)背后的方法、價(jià)值與思想，一旦激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)，學(xué)生將在大腦中構(gòu)建知識(shí)體系、尋找方法措施，實(shí)現(xiàn)能力的提升。

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃普教立項(xiàng)課題“促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”（D/2018/02/24）階段性研究成果。