基于深度学习的初中物理实验探究素养培育策略
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作者:杨小春
摘 要：随著初中物理核心素养由“概括理解”“实验探究”“实践应用”“求实创新”四个方面构成的提出，在物理学科教学中，如何使素养培育“落地生根”，是当前物理学科教学重点关注的话题。而深度学习的应运而生，如同“及时雨”一般。本文在厘清深度学习与实验探究素养的关系下，重点探寻以开展实验探究为载体，提炼有效的素养培育策略，使得学习者从表层学习走向深度学习，促进学生物理学科核心素养的养成。
关键词：深度学习; 初中物理; 研究性学习; 实施路径
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2019）07-022-001
2016年国家正式对外发布了《中国学生发展核心素养》，其明确“培养全面发展的人”是育人核心目标。而核心素养落地生根的重要载体便成了学科教学的重要任务。
一、物理课堂深度学习的基本内涵
深度学习是核心素养培育与发展的基本途径，是我国课程教学改革走向深入的必需。物理课堂中的“深度学习”更多的指向：一是深入对物理核心概念和基本规律有正确认知的基础上知道合理的转化，在物理知识深度学习过程中表现出较出色的能力;二是通过深度学习，提升学生实验探究与实践应用的能力，以此提高学生的思维方法和思维品质。
二、实验探究与深度学习联系
“实验探究”是指学生在观察、实验和科学探究过程中表现出的能力，包括“问题与猜想”“设计与操作”“证据与论证”等。为培育此方面的物理学科素养，就需要物理教师在教学实践中尝试保持学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，引导学生对自己感兴趣的话题进行深入探究。让学生深度的把握知识的本质，在实验探究学习中积极参与思辨，变被动为主动，不断的探究，勇于求实创新，培养质疑和实证、知识迁移能方面的能力，促进物理学科素养的养成。
三、深度学习下实验探究素养培育策略
深度学习下的初中物理研究性学习应当是通过研究，促进学生从知识本位学习到知识的本质学习过程，实际上也是一种在最近发展区的学习过程。
1.提高演示实验的“可信度”
初中物理演示实验的“可信度”是践行深度学习的根本前提。比如利用托里拆利实验，需要用到水银，而学生接触水银不太安全，所以不适合做学生实验。有的实验属于现象篇，没有太多探究价值，属于一目了然之类的实验，比如声音是由于物理振动产生的。学生通过摸喉结、“听”桌面的声音来感觉声音是由于物体振动产生的。在进行“声音是由于物理振动产生的实验”会启发学生应该如何设计实验才能证明声音是由于物体振动产生的？使实验探究从浅层学习走向深度习得的过程。
2.拓展实验的研究内容
教材中很多物理实验都是为了某一个知识点，而这些实验本身的研究价值很大，通过对这些实验的深入探究，可以提高学生的研究性学习水平。在“直线运动”一课中有“研究气泡的直线运动规律”，在一个两端封口的玻璃管中装满水，并留一点空隙。当玻璃管略微倾斜的时候，分别记录运动距离及时间，从而研究气泡在玻璃管中的运动状态。学生得出数据后进行计算，一方面对速度的计算进行强化，另一方面也发现在气泡运动一段时间后，后续的运动几乎可以看成是匀速直线运动。研究到这里本节课的实验活动几乎就已经结束。但是笔者提出请同学们思考一个问题，为什么同学们实验得出来的匀速运动的数据不一样？影响匀速运动的速度大小的因素有哪些？本来看似“完美收官”的课堂又激起了千层浪，有的当时就开始研究玻璃管的倾斜角度对匀速运动速度的影响，有的比较气泡大小对匀速运动速度的影响，有的学生课后翻阅资料学习液体的粘滞系数相关知识，试图建立一个物理模型来归纳所有现象。这样的课堂学生的收获远远超过预设，学生主动学习的热情也高涨。
3.鼓励质疑刨根问底
在“实验研究”的初中物理核心素养中明确提出，问题与猜想是指向“实验研究”素养提升的重要学科关键能力之一。在学习密度知识的时候，关于阿基米德测皇冠的故事一直广为传颂。叙古拉国王艾希罗交给金匠一块黄金，让他做一顶王冠。王冠做成后，国王拿在手里觉得有点轻。他怀疑金匠掺了假，但是皇冠确实与原来的金块一样重。阿基米德由澡盆溢水找到了解决王冠问题的办法：相同质量的相同物质泡在水里，溢出的水的体积应该相同。如果把王冠放到水里，溢出的水的体积应该与相同质量的金块的体积相同，否则王冠里肯定掺有假。可是一个掺了银的皇冠与纯金皇冠体积到底相差多少？放在一个可以让皇冠浸没的盆中，水位可以影响多少？以当时科学技术能否达到这样一个精度确实会引起人的质疑，根据学生查找数据，通过计算得出：1000g纯金的体积是51.81cm3掺了300g银的皇冠体积为64.57cm3，两者浸没在400cm2的桶中使水面上升的高度相差0.0319cm，以当时的技术0.3mm的高度差能不能精确的判断？尽管由于史料记载不完整，无法还原历史真相，但是学生的这种质疑精神非常值得学习，在质疑过程中对密度知识的理解也更加深刻。
4.甄选课题自主研究
“设计与操作”是初中物理“实验探究”的物理学科关键能力之一。在实际的研究行为学习中，学生能依据物理的原理，应用科学方法甄选主题，进行有效的设计实验，提升此方面的能力。如在学习导体的电阻与温度有关实验的时候，讲到普通的白炽灯为什么在刚开灯的时候容易烧断，那是因为刚开灯的时候灯丝的温度比较低，电阻比较小，电流比较大，所以灯丝容易烧断。一个学生受到启发，发明了一个电灯保镖，其实就是白炽灯串联一个电阻，当电路接通后0.1秒马上用时间继电器把串联的电阻局部短路，白炽灯就可以独立接入电路正常工作。这样很好地解决了开灯的时候由于电流过大而烧断灯丝的问题。
深度学习，使初中物理学科素养的培育从零散走向整合，从被动走向主动，从浅层的学习走向深度的探究习得。通过深度学习，不断培养学生概括理解、实验探究、实践运用、求实创新素养下的各个关键能力，在物理学科学习内化中提升学科特征的品质，让学生具备良好的思维品质、掌握科学探究的方法、形成正确的物理观念、科学态度与责任。
参考文献：
[1]何捷.深度学习的写作教学转变[J]中小学教师培训，2018（8）：42
[2]江苏省中小学教学研究室.江苏省义务教育学科核心素养与关键能力框架（试行）[M]2017.5
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