基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)探討

沈堅(jiān)

摘 要：物理課程是高中教育階段中非常重要的一門課程。通過優(yōu)化高中物理課堂的教學(xué)效率，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，從而促使學(xué)生全面發(fā)展。本文以機(jī)械能守恒定律為例，深入探究深度學(xué)習(xí)下的高中物理教學(xué)策略，為強(qiáng)化高中學(xué)生的物理素養(yǎng)提供可參考的資料。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);高中物理;機(jī)械能

通過在高中物理課堂的教學(xué)過程中采取深度學(xué)習(xí)策略，引導(dǎo)學(xué)生在深入探究的過程中更加深入的理解物理課程的相關(guān)知識點(diǎn)。本文以機(jī)械能守恒定律為例，著力于探究深度學(xué)習(xí)下的高中物理課堂教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確的掌握好機(jī)械能守恒定律，并學(xué)會靈活的應(yīng)用該定律來解決相關(guān)的物理問題，從而達(dá)到提升高中學(xué)生物理水平的目標(biāo)。

一、高中物理機(jī)械能守恒定律深度學(xué)習(xí)的重要性

機(jī)械能守恒定律是高中物理課程教學(xué)中非常重要的組成內(nèi)容，也是需要學(xué)生準(zhǔn)確掌握的重要定律。通過在機(jī)械能守恒定律這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)過程中采取深度學(xué)習(xí)策略，引導(dǎo)學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確的掌握機(jī)械能守恒定律的知識點(diǎn)，并且能夠?qū)W會應(yīng)用這個(gè)定律來解決物理課程學(xué)習(xí)過程中存在的問題，這對增強(qiáng)學(xué)生的物理水平具有重要的促進(jìn)作用。

在高中物理的機(jī)械能守恒定律這部分內(nèi)容中主要涵蓋了力學(xué)知識與能量學(xué)的相關(guān)知識，其具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和綜合性，所以為學(xué)生更加準(zhǔn)確的掌握這個(gè)定律提出了較大的挑戰(zhàn)性。這樣一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律這節(jié)內(nèi)容的時(shí)候主要采取死記硬背的方式，對該定律理解不明確，導(dǎo)致學(xué)生無法準(zhǔn)確的掌握學(xué)習(xí)技巧，這樣不但難以讓學(xué)生在物理解題過程中更加準(zhǔn)確的掌握機(jī)械能守恒定律的知識，而且還會讓學(xué)生產(chǎn)生畏難的情緒，甚至讓學(xué)生對物理課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)失去興趣。其中，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律這部分內(nèi)容的時(shí)候，可堅(jiān)持從力學(xué)領(lǐng)域和能量領(lǐng)域這兩個(gè)方面著手，準(zhǔn)確把握能量守恒定律在力學(xué)上的體現(xiàn)或者是力學(xué)在能量守恒定律上的應(yīng)用，以此達(dá)到全面增強(qiáng)學(xué)生物理素養(yǎng)的目標(biāo)。

二、基于深度學(xué)習(xí)的高中物理教學(xué)策略

（一）設(shè)計(jì)精彩的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

針對機(jī)械能守恒這一高中物理重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教師除了要始終聯(lián)系教學(xué)目標(biāo)來設(shè)置課堂導(dǎo)入外，尚要確保所設(shè)計(jì)課堂與學(xué)生的認(rèn)知水平相符，以此方能激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠明確物理課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以便為打造高效的物理課堂奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其中，在設(shè)計(jì)精彩的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師可通過提問的方式來開啟，如“想必大家都玩過蕩秋千和過山車吧？”通過提問讓學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的情緒得到調(diào)動，而后促使同學(xué)們在相互分享自己深度學(xué)習(xí)經(jīng)歷的時(shí)候讓整個(gè)課堂氛圍變得更加活躍。然后，教師再充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備為學(xué)生播放蕩秋千或者是乘坐過山車的視頻，并再度提出與之相應(yīng)的問題，如“針對蕩秋千與過山車兩種娛樂項(xiàng)目，當(dāng)人到達(dá)頂點(diǎn)后并不再出現(xiàn)力，則后續(xù)是否還能再度達(dá)到最高點(diǎn)呢？”這樣學(xué)生在聽到教師所提出的這些問題之后便瞬時(shí)陷入到思考環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生主動投入物理課堂的學(xué)習(xí)過程中。同時(shí)，教師還可將上述的教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)閱螖[模型，讓學(xué)生在經(jīng)過思考與計(jì)算之后能夠更加準(zhǔn)確的了解機(jī)械能守恒，并能夠?qū)W會利用機(jī)械能守恒定律來解釋蕩秋千和玩過山車的這個(gè)現(xiàn)象，為達(dá)到深入學(xué)習(xí)的目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）深入了解機(jī)械能守恒定律的成立條件，著力探究整個(gè)力學(xué)系統(tǒng)的問題

在高中學(xué)生深度學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)該先準(zhǔn)確把握機(jī)械能守恒定律成立的基本條件和要求，讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中深入探究整個(gè)力學(xué)系統(tǒng)中是否出現(xiàn)了外界元素的干擾或者是內(nèi)部能量泄露的問題？整個(gè)機(jī)械能的總量在運(yùn)動的過程中是否保持穩(wěn)定一致？這樣學(xué)生在深度學(xué)習(xí)的過程中可假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)僅僅存在重力或者是彈力做功，卻忽略了摩擦力以及空氣阻力等因素對能量的干擾，所以在這樣的環(huán)境下，是否機(jī)械能守恒定律成立，而整個(gè)系統(tǒng)是否能夠理解為處于機(jī)械能守恒的狀態(tài)中，從而為強(qiáng)化高中物理課堂的教學(xué)水平創(chuàng)造良好的條件。

（三）采取合作學(xué)習(xí)方式，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式

在高中物理“機(jī)械能守恒定律”這節(jié)內(nèi)容的深度學(xué)習(xí)過程中，為了能夠幫助學(xué)生更加準(zhǔn)確的了解這部分的重難點(diǎn)知識點(diǎn)，教師便可以緊密結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的認(rèn)知水平設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)：首先，在一根直直的鐵棒上固定一個(gè)鐵架，而在鐵棒與鐵架登高的位置拉上一根細(xì)線，起初讓該細(xì)線保持在靜止?fàn)顟B(tài)，而后將力撤銷使細(xì)線也由靜止變?yōu)檫\(yùn)動。借助以上實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生能可得出的結(jié)論當(dāng)是有兩個(gè)點(diǎn)存在想通的重力勢能，而若將鐵棒等高處設(shè)為A點(diǎn)，則A、C兩點(diǎn)均將是0動能。由此可見，小球動能與重力勢能之間，兩則呈現(xiàn)出想通的狀態(tài)，繼而便可總結(jié)出動機(jī)械能守恒的概念。當(dāng)然，在此過程中，教師還需引導(dǎo)學(xué)生著重考量，即任意位置的機(jī)械能相等的概念可通過自由運(yùn)動的物體來證明，但該如何使用呢？

學(xué)生A：為了證明任意位置動能及重力勢能綜合與初始位置的機(jī)械能相等。這需確保重力做功后的產(chǎn)物是源自于任意位置上且為動能增量。明確此點(diǎn)便可借助動能定理來加以證明，具體則可假設(shè)小球的質(zhì)量為m，初始高度為h1，下落后的高度為h2，而此時(shí)的速度為v，這時(shí)便可將動能定理運(yùn)用到小球下落的過程中。

W合=ΔEk

即：E2=E1

學(xué)生：為了能夠證明，可將兩側(cè)的m消除，再從運(yùn)動學(xué)著手。這時(shí)可假設(shè)小球的質(zhì)量為m，初始高度為h1，下落后的高度為h2，此時(shí)的初始速度為v，小球下落的過程則可充分借助運(yùn)動學(xué)的公式來進(jìn)行求解：

這樣便可由2ax=v12-v02則可以得出2g（h1-h2）=v2，

即E2=E1

這時(shí)教師便可以對學(xué)生的物理解題過程進(jìn)行評價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生能夠從運(yùn)動學(xué)公式與能量的角度來進(jìn)行分析，在不計(jì)算空氣阻力做功的條件下，小球在下落過程中的機(jī)械能是守恒的。這樣當(dāng)學(xué)生在了解了這個(gè)知識點(diǎn)的規(guī)律之后，教師則可將機(jī)械能守恒的表達(dá)形式歸納為：

E2=E1

這樣通過在高中物理機(jī)械能守恒定律課程的教學(xué)過程中采取合作學(xué)習(xí)方式來引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，能夠幫助學(xué)生更加深入的理解物理課程的相關(guān)知識，為最大限度提升高中學(xué)生的物理水平創(chuàng)造良好的條件。

（四）靈活應(yīng)用拓展教學(xué)方法，鞏固學(xué)生的物理知識

在高中物理機(jī)械能守恒定律的深度教學(xué)過程中，除了讓學(xué)生掌握這節(jié)課程的基礎(chǔ)知識點(diǎn)外，還需要引導(dǎo)學(xué)生積極拓展物理課程的知識。這樣通過引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)，便能夠加深學(xué)生對機(jī)械能守恒定律知識點(diǎn)的認(rèn)知與理解，讓學(xué)生學(xué)會靈活的應(yīng)用所學(xué)的物理知識來解決綜合性的問題，全面提升高中學(xué)生的物理素養(yǎng)。

例如，在“機(jī)械能守恒定律”的內(nèi)容教學(xué)過程中，教師可緊密結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的實(shí)際情況來對這部分知識點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生逐步建立起完善的知識結(jié)構(gòu)體系。具體則可通過設(shè)計(jì)練習(xí)題的方式，通過列題再歸納總結(jié)，便能幫助學(xué)生有效探索機(jī)械能守恒定律。如現(xiàn)有質(zhì)量為1KG的物體呈放在水平面上。此時(shí)，若將之一端固定在一段勁數(shù)為100N/m的壓縮彈簧上，將彈簧的另一端固定在墻上，當(dāng)小球向墻的方向移動6m，彈簧便會呈現(xiàn)出壓縮狀態(tài)。至此，若松開彈簧則其恢復(fù)原長后將達(dá)到多少速度？

這樣學(xué)生通過緊密結(jié)合機(jī)械能守恒定律這個(gè)概念進(jìn)行探究分析，逐步總結(jié)除了：壓縮后的彈性勢能公式表示為：

這樣當(dāng)彈簧恢復(fù)到原來的長度時(shí)，其彈簧的彈性勢能則可以表示為0，而所有的彈性勢能便可以直接轉(zhuǎn)化為小球的動能，所以在探究之后則可得出公式：，而，從而在經(jīng)過計(jì)算之后可得出小球的速度v為60m/s。

這樣在高中物理機(jī)械能守恒定律這節(jié)內(nèi)容的深度教學(xué)過程中，通過全面優(yōu)化課程內(nèi)容的教學(xué)邏輯，引導(dǎo)學(xué)生從表層學(xué)習(xí)逐步過渡到深度學(xué)習(xí)，這樣能夠幫助學(xué)生更加深入的理解機(jī)械能守恒定律的相關(guān)概念和表達(dá)形式，從而真正達(dá)到強(qiáng)化高中學(xué)生物理水平的目標(biāo)。

（五）準(zhǔn)確把握機(jī)械能守恒定律的適用條件，著力培養(yǎng)學(xué)生的物理思想

在高中物理機(jī)械能守恒定律的深度學(xué)習(xí)過程中，教師需要指導(dǎo)學(xué)生明確機(jī)械能守恒定律的適用條件，學(xué)會根據(jù)適用條件去判斷機(jī)械能是否守恒這個(gè)問題，并將機(jī)械能守恒定律應(yīng)用于實(shí)際問題的解答過程中。然后，這部分內(nèi)容時(shí)高中物理課程教學(xué)中的重點(diǎn)，所以教師可在順勢將機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式推導(dǎo)出來后，便指導(dǎo)學(xué)生靈活的使用伽利略擺的模型和彈簧振子模型，引導(dǎo)學(xué)生積極思考擺球的受力情況和各力的做功情況，從而便可以總結(jié)出下列概念：只有重力做功和彈力做功，系統(tǒng)的動能和勢能便能夠相互進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而總體的技能卻始終保持不變的狀態(tài)。這樣在整個(gè)鞏固訓(xùn)練的環(huán)節(jié)中，教師所選取的第一組習(xí)題為重力勢能和動能間的轉(zhuǎn)化;第二組習(xí)題則主要講述的是彈性勢能和動能間的轉(zhuǎn)化問題。這樣學(xué)生在習(xí)題訓(xùn)練的過程中能夠更加準(zhǔn)確的判斷出機(jī)械能是否守恒。當(dāng)學(xué)生在每一組習(xí)題的練習(xí)過程中進(jìn)行思考時(shí)，可積極思考下列幾個(gè)問題：“只受重力與只有重力做功有何區(qū)別呢？”學(xué)生在通過討論與交流的過程中能夠更加深入的認(rèn)識物體只受重力或者是彈力作用。學(xué)生在通過不斷學(xué)習(xí)之后，能夠在良好的課堂情景中準(zhǔn)確判斷機(jī)械能是否守恒，從而幫助學(xué)生逐步樹立起最基本的物理思想，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的物理分析能力，全面提升高中學(xué)生的物理水平。

總之，機(jī)械能守恒定律是高中物理課堂教學(xué)過程中非常重要的內(nèi)容，而采取深度教學(xué)策略，能夠幫助學(xué)生在良好的物理課堂中更加準(zhǔn)確的理解物理課程中的力學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建起完善的知識框架，切實(shí)增強(qiáng)高中學(xué)生的物理素養(yǎng)。

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