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核心素养视角下的高中物理深度学习策略思考
邱仁和 摘要：培养学生的物理核心素养逐渐成为高中物理教学的重要目标，高中物理教学从用问题串引领、全方位体验和激发高阶思维三个方面来研究和使用有效的策略方法，引导学生进行高中物理深度学习，可以高效地发展学生的物理观念，培养高阶思维能力，提升物理学科核心素养。
关键词：高中物理;核心素养;深度学习 高中物理学科核心素养已经写入新的课程标准，它是评价学业质量水平的重要依据，体现在 “ 物理观念 ”“ 科学思维 ”“ 科学探究 ” 和 “ 科学态度与责任 ” 四个方面，从四个方面指出了学生在学习了物理学科后应具备的、能够适应社会和自身发展需要的必备品格和关键能力。
深度学习是相对于浅层学习而言的，指学习者能够批判地学习新的物理知识，能够进行内化和学科渗透，然后融入到已有的知识体系中，并且可以将已经拥有的知识迁移到全新的情境中，以此作为问题决策和解决的一种学习方式 [1] ，高中物理深度学习是学习者的主动建构，并积极主动地进行迁移应用 ，在此过程中进行多领域的知识整合与重组，积极开展高阶思维活动，并通过交流与自我反思达到自我激励，是自我导向的终身学习。
高中物理教学中使用更为恰当有效的策略和方法，引导学生进行物理学科深度学习，旨在引导学生进行高阶思维活动，是物理深度学习的要求，也是提升学生物理学科核心素养的有效措施。
1 用层次化的物理问题串引领高中物理课堂教学的策略 问题意识是学生的关键能力之一，高中物理教学将物理知识内容进行重组，设置知识建构的主题问题，以问题串来引领课堂教学，引导学生透过物理现象来提出物理问题，思考物理问题，解决物理实。
际问题，逐步提高学生的物理问题意识。
1.1 物理教学的内容问题化 教师要创设物理情境引导学生充分思考，提出疑问，形成问题意识，根据物理教学内容设置物理知识建构的主题问题串，用问题串引领学生物理学习过程，思考物理现象背后的物理规律，体现的物理思想。同时重视学生思维过程渐进化和思维能力的层次化。比如平抛运动概念教学我们可以提出：①什么是平抛运动？②平抛运动初速度要沿什么方向？③受三个力作用的物体有没有可能是平抛运动？④平抛运动的物体加速度的大小和方向怎样？⑤我们可以用什么方法来研究平抛运动？⑥做平抛运动的物体它的运动时间由哪些因素来确定？⑦已知每级台阶的水平和竖直位移，物体从最上面台阶水平抛出，要落在第四级台阶，物体的初速度要多大？如何研究？
用问题串来引导学生进行小组合作学习，使学生能够沿一个主线去思考问题和讨论问题，既能聚焦问题的核心点，激发学生的激烈讨论，也能避免小组学习的讨论漫无目的，从而提高课堂学习的效率。这种合作学习在独立思考和小组讨论过程中既能发展物理观念，也能培养科学思维。
1.2 物理问题的产生情境化 教师要能够创设真实的物理情境，设置激发学生思考提出质疑的小实验，实验结果对学生已有的知识体系产生 冲击，逼迫学生对物理现象进行深入思考，激发同学们学习物理的兴趣，从而提升同学们提出物理问题的能力。如一节干电池我们用两手指按住两端没事，把它和镇流器串联在一起，接在10 个手拉手的同学两端，在断开电路的瞬间，同学们都感觉到被电击，如果电源电压是 1.5V，按照串联电路每个同学分到的电压是 0.15V，怎么可能有电击的感觉？这是一个不可思议的现象，引发学生的思考和讨论，然后聚焦问题讨论，能不能用仪器测出电压来呢？如果用电压传感器就可以发现电路两端电压瞬间得到放大。为什么会得到放大？这就要来学习电感线圈的自感问题？如何用电路来研究自感规律？经过学生小组讨论认为，可以用灯泡亮度来定性研究自感电流的大小，用电流计偏转方向来研究自感电流的方向。这样的学习过程是触发学生心灵过程，学生在这一学习过程中学会了如何提出问题、思考问题和用实验来研究问题，发展学
生的问题意识。
1.3 物理问题的设置开放化 改变问题设置方式，提出开放式问题来改变学生的学习方式，由学习小组来生成和改编作业题，引导学生深入思考决定物理过程发展的内在因素，找到解决物理问题的根本著力点。比如：如何研究物体做平抛运动所花费的时间有哪些途径和方法，并举例说明。学生经过讨论得到的办法有①h=gt2，②x=vt，③vy=gt，④tanα=，⑤tanθ=，学生也可以通过小组讨论来编写求解平抛物体下落时间的作业题，从而更加深刻理解平抛运动的特点和解决平抛运动问题切入点。这个过程培养学生学会深入思考质疑、勇于探索实践的科学精神。
2 设计丰富的体验高中物理教学过程的策略 高中物理教学内容复杂而抽象，只有让学生充分体验后进行高阶思维活动，通过真实物理问题解决的历练，学会迁移和应用物理知识，才能逐步理解和掌握物理规律，把它融入到自身的物理知识体系中去，从而发展物理观念，提升科学思维能力 ，培养创新精神。
2.1 物理教学表达关注可视化 由于高中物理内容繁多而且抽象难懂，所以在物理课堂教学过程中尽量将复杂的物理规律和关系可视化，主要方法有：板书、板画、 PPT 、模拟动画、生活现象、体育视频、演示实验、思维导图，比较规律的表格、物理图像、物理章节内
容归纳图等等，用可视化的方法结合讲授来学习和研究物理学，会使复杂问题简单化，抽象问题具体化，更容易将学生注意力集中到问题关键点上，引导学生进行深入思考和讨论，从而开展物理深度学习，逐步理解和掌握物理规律。比如物理图像，它非常简洁地表达了两个物理量之间的关系，通过对物理图像的交点、直线的斜率、直线的截距、包含的面积和对应的函数的研究，深入理解图像物理意义、物理内容和物理过程，是一个从抽象图像到具体物理情境的建模过程，高效培养学生的物理建模能力。
2.2 物理教学过程重视体验化 物理课堂教学过程中，如果能够充分调动学生的感官进行体验，调动内在积极性深入思考，必然是事半功倍，有些体验会让学生终生难忘。比如波的形成实验——人浪：让 10 个学生排成一列，第一个同学下蹲、站立做上下运动，第二个同学比第一个同学慢一个节拍，第三个同学比第二个同学又慢一个节拍，以此类推，通过这个实验，有体验过的同学再看看所拍下来的视频，已经在心中树立了坚定的信念，波传播的只是形式和能量，质点只是在附近来回振动，每个质点的振动情况完全相同，只是起始时刻不同，能够准确把握机械波的特点。再比如将书本平托在手掌上，绕手肘转动，体会思考书本和手之间的静摩力如何做向心力，调整转动的快慢，体会和分析向心力的大小变化规律，物理学习过程中，
亲身体验加上深入的思考与小组讨论，能够将物理规律的理解浸入到自己的内心深入，难以忘怀。这样既培养了物理学习的兴趣，也发展了物理观念。
2.3 物理规律分析提倡探究化 物理学是一门 以实验为基础的自然科学，在高中物理课堂教学设计中，多开发演示实验和自制教具，引入学生小实验加以辅助。比如用单摆球做圆锥摆运动来研究向心力大小和运动的速度、角速度、转动半径之间的关系，由于单摆球只受两个力，合力等于 mgtanθ，做向心力与 v、w、r 的关系研究起来比较容易，学生可以独立进行体会和研究，对研究的结论理解比较深刻。高中物理课堂教学过程中适时纳入科学探究，应用物理实验来研究物理规律。比如探究加速度与合外力关系，磁场对电流的作用力大小和方向等等这些实验探究的过程，既能提升学生用实验来研究物理规律的意识，提高科学探究能力。也能培养科学研究的态度与责任。
3 研究和解决实际物理问题促进高阶思维的策略 深度学习其核心是知识迁移、问题解决、思维提升、其本质是学会学习和应用 [2] ，利用生活经验和日常生活中的实际问题来激发学生深入思考，进行高阶思维活动，达到培养高阶思维能力，提升科学思维品质和创新能力。
3.1 物理学习融入生活化 物理知識和规律充斥我们日常生活的每一个角落，如果我们
能引导学生在日常生活中观察和思考其中的物理学原理，既能提高学生学习物理的兴趣，也能帮助学生深刻理解和迁移应用物理规律，做到从生活中来到生活中去。比如讲到汽车刹车距离，与什么因素有关？一是反应时间，二是动摩擦因数，因此高速交警主要治理“超速、雨天超速、超载、酒驾”四种违法行为。这四种行为分别怎样影响停车距离，从而对行车安全造成隐患？经过深入讨论，学生理解超速会使在同样的加速度情况下刹车距离变大;下雨天地板与轮胎之间的动摩擦因数变小，加速度变小，刹车距离变大;超载会改变汽车刹车结构，制动力并不与质量成正比，从而使加速度变小，刹车距离变大;酒驾则会使驾驶员的反应时间变大，使刹车开始时间推迟，从而使刹车距离变大。这样的学习过程，学生倍感亲切，提升了学生高阶思维能力，增强了学生的交通安全意识和社会责任感。
3.2 物理真实问题解决综合化 解决复杂的实际问题，促进高阶思维的升华，学习物理知识和规律，遵从由感性到理性，从定性到定量，从简单到复杂的过程，学生的思维过程也是一个逐步螺旋上升的过程，而解决复杂的现实物理问题能够逼迫学生如何将物理规律的迁移应用，激发高阶思维能力，整 合自我的思考和学习小组的讨论，融合各项物理知识和规律，通过深度学习的过程提升解决物理问题的能力。比如我们学习上下两个物块 A、B
通过弹簧连接，将 A 向下压放开后 B 在什么条件下可以向上弹起，教师讲评分析后布置学生动手制作玩具（跳蛙）;学习和研究磁场对电流的作用力（安培力）的大小和方向后，布置学习小组研究电磁炮的设计方案，然后通过物理实验来进行验证，提出设计大功率电磁炮的设想，建设国防保家卫国。学生通过解决现实生活的复杂物理实际问题，做到高中物理深度学习，高效培养学生迁移应用的能力和科学探究能力，也能培养学生的科学研究态度和建设国防保家卫国的责任意识。
3.3 评价反馈与自我反思结合化 物理学习必然经过情境创建、独立思考、小组讨论、规律总结、自我反思等过程，对物理规律的理解才能逐步深刻，思维能力才能得到提高。物理课堂教学是一个借助老师及学习伙伴的帮助，利用必要的学习资源，通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程[3]。所以物理课堂必须要有民主、平等的小组交流讨论合作学习的环境，教师要关注对学生学习过程的评价反馈，注重对学习价值的评价和反馈。学生要做到小组交流讨论与自我反思相结合。比如学习超重与失重，教师通过弹簧秤挂一个 100g 的钩码，稳定时读数约是 1N，如果上下震动则可以大于也可以小于 1N，把它放到电梯里，小组讨论研究什么时候大于 1N 什么时候小于 1N，然后用视频和演示实验进行验证，再用牛顿第二定律理论分析，得到
当加速度向上（或斜向上）时超重，支持力大于重力，当加速度向下（或斜向下）时失重，支持力小于重力，再到研究物理沿电动扶梯斜上楼，什么情况下会出现超重现象？什么情况下会出现失重现象？为什么？最后同学们进行总结和自我反思，找到产生超重和失重的核心支撑点是什么？再到完全失重是什么？每个人只有通过独立思考，小组讨论研究，自我总结反思，做到深度学习，才能对物理规律进行内在的重组和建构，达到准确掌握和灵活应用。
总之，高中物理教学只有采用正确的策略和方法，引导学生深度学习，激发学生进行高阶思维活动，才能高效培养学生物理学科核心素养和关键能力。
参考文献：
[1]何玲，黎加厚.促进学生深度学习[J].现代教学，2022（5）：29. [2]李春来.在问题解决中通过深度学习发展物理观念[J].物理教师，2022（4）：17. [3]吴志明.促进深度学习的问题驱动教学研究[J].中学物理教学参考，2022（12）：6.
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