陈玉谨
广州市第一中学
摘要：目前高中物理课堂教学中学生学习往往存在对知识的浅层学习，我们主张通过对教学知识的深度处理，激发学生的深度学习，有效提升学生的科学思维能力。本文以粤教版高中物理必修一第3章第1节“探究形变与弹力的关系”为例，从教材的深度解读、物理科学思维方法渗透、问题解决等三个方面入手开展深度教学,培养学生的科学思维能力。
关键词：深度教学 科学思维 物理课堂教学
正文：
一.高中物理课堂开展深度教学的重要意义
深度教学就是要克服平时教学中无限增加知识量和知识难度，避免教师的表演教学和学生对知识的表层学习，让学生的学习不再是对知识的简单占有和机械训练。在教学中教师要基于知识的内在结构，通过对知识完整深刻的处理，指引学生从简单的符号学习走向对学科思想和意义的系统理解和掌握，并导向学科素养的教学。它要求学习者深度理解知识内涵，主动建构个性化的知识系统和意义系统，并有效迁移运用于解决真实情镜中的问题，追求在获得知识意义、建立学科思想、发展学科能力、丰富学科经验的基础上养成学科核心素养。
通过实践研究发现，高中物理课堂开展深度教学会促使教师的教学水平不断发展，教师教学水平的发展是教学最根本的价值追求。在深度教学中，教师投入更多的情感去激发学生的深度学习，引起学生们在认知、情感和技能等方面不断发生变化，从而实现学科核心素养和关键能力的整体提升。
二.案例研究：粤教版高中物理必修一第3章第1节“探究形变与弹力的关系”
1.深度解读，抓住物理学科知识本质。
深度的课堂教学是建立在全面和深刻的理解教学知识和技能的基础上的。首先要研读课程标准，理清教学内容的目标。其次分析教材，充分挖掘知识的深度、广度和关联度。教师必须钻研教材，撰写深度教学课堂教学设计，这是课堂深度教学的重要保障。只有对教材进行深度解读，真正读透了教材，明确了重、难点，才能做到心中有底，才能选准切入点和教学方法，才能更好的在课堂上开展深度教学。最后要深入摸查学情，充分了解班级学生对物理课堂教学的认知能力，情感态度和学习的意志品质。这样才能在课堂教学中合理的分配、维持和激发学生的不同学习投入，从而提升学生对知识的理解水平和转化能力。
以“探究形变与弹力的关系”为例，（1）必备知识是了解弹性，认识常见形变，知道弹力产生的原因、条件和方向；（2）关键能力是理解胡克定律，实验探究影响弹力的因素，培养独立思考解决问题的能力；（3）学科素养是掌握“微小放大”的科学思维方法和通过改进实验体验创新的精神；（4）核心价值是理解科技是第一生产力，感受学习的乐趣。本节教材在文字叙述上非常简洁并配有大量的插图，内容直观、感性，较易为学生接受。但对知识的应用和抽象思维、科学方法上要求提高而使不少学生学习倍感困难，所以帮助高一学生跨好初、高中台阶很重要的一件事是教会他们学习物理的方法。根据本节教材知识内容学生较为熟悉、易学易懂的特点，将课堂教学重心放在对物理研究方法的教学上，使学生学会观察与思考、分析与归纳。学生在学习本节知识之前，在初中阶段就对物体的形变、弹力的产生已经有了初步了解，并能对弹力的大小进行定性的分析。由于弹力在我们日常生活中普遍存在，学生亲身体验过的实验比较多，所以学生学起来比较感兴趣，并且比较容易接受。但学生对弹力产生的原因：“弹性形变”，特别是“微小的形变”还没有认识，因此对这个问题理解起来有困难。基于以上分析，本节课的设计思路：以“提出问题——实验与探究——分析与归纳——拓展与提升”为认知程序，培养学生掌握研究物理规律的方法。
2.物理科学思维方法渗透，提升课堂教学深度
物理知识的学习离不开物理思维方法，学生只有掌握了隐含在物理知识体系中的科学思维方法，才能更全面，更深入的学习物理，应用物理。潜移默化地把物理思维方法渗透到课堂教学中，会收到意想不到的教学效果。
在“弹力”的引入环节中，从日常生活的观察、经验和感受出发，紧密结合物理情景，要符合学生认知规律，列举生活中几种常见的形变。
生活中常见的形变容易被观察，学生不难理解。但对于一些肉眼不容易被观察的微小的形变，例如玻璃瓶形变和桌面形变，如何观察，通过设问提出问题。为了帮助学生“能”观察到，进行了以下设计：
【小组活动：实验与探究】
问题设置：在外力的作用下，是不是任何物体都能发生形变？例如生活中用力挤压玻璃瓶和桌面是否有形变？学生结合生活情境列举相关的例子。
实验探究：（1）对于玻璃瓶可以通过液柱高度变化“放大”形变，如图1所示；（2）桌面可以通过光线“放大”形变，如图2所示。
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在课堂教学中通过学习小组活动，有效促进学生的深度学习。没有对话就没有思想的碰撞，没有互动就没有真正意义上的深度学习。所以课堂教学中要组成多个探究小组，由组长带领组员进行实验探究，完成实验后小组内要组织研讨并得出相应的实验结论，再进行课堂分享，实现课堂的深度教学。
分析与归纳：通过课堂教学的引导，构建真实的情境，让学生在情境中通过师生之间和学生之间交流研讨实现知识的迁移，掌握“放大”的科学思维方法解决实际问题。基于实际情境创设的问题，才能让学生真正感受到科学思维方法的价值，从而促进课堂教学的深入开展。
3.问题解决，培养学科科学思维
教学就是一个不断提出问题和解决问题的过程。学生带着问题进课堂，带着问题离开课堂，这样的课堂教学才有深度，才有价值。所以深度的课堂教学就应该是基于问题的探究性教学，教学的中心任务就是问题的发现、提出和解决。学生课堂学习不再是简单的知识记忆的过程，而是一个从浅层思维走向高阶思维的过程。
在实验探究“弹簧的弹力（F）与弹簧伸长量（x）的关系”中，常规物理实验采用轻质弹簧，测量数据后，实验的处理往往采用两种方法，一种是计算法：可求F/X的比值，另一种是图像法：建立F-x图象。该实验装置学生在实际操作中往往实验误差很大，不管是计算法还是图像法，结果很难有说服力，学生只能是硬性的记忆相关结论，使得学生停留在浅层次的学习中。
为了解决该问题，我们对实验进行了改进：采用力学传感器和位移传感器的实验装置，如图3所示,改进实验装置能够有效精准的测量出弹簧的形变量和弹力的大小。
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【活动设计】教师对仪器进行介绍，学生分小组讨论用此装置探究的原理和注意事项。培养学生的合作、探究、实验操作能力，提升科学思维能力。
实验结束后，利用计算法和图像法都可以验证胡克定律。通过实验的改进，培养学生的发散思维和创新能力。同时让学生们体验物理探究的成功感，感受物理实验的魅力，极大增强物理学习的动力。
三．基于深度教学培养科学思维的课堂教学的几点建议
1.教师只有对教材深度解读，吃透教材才能抓住学科知识本质进行教学，抓住重点和难点，否则课堂教学只能停留在浅层教学。教师授课前不仅应清楚知识间的横向联系，同时更应关注到其纵向衔接，理清各知识点间的纵横关系，才能更好地在课堂上进行深度教学。
2.物理课堂教学不仅仅传授给学生知识，还具有独特的育人功能。将生活中的实际情境融入到教学中时，学生多动手，我们的课堂就充满了生机和活力，学生也会慢慢的理解物理，爱上物理。我们要在课堂教学中借助真实情境提升教学的深度，让学生在物理深度教学中不断提升物理科学思维能力。
教师课堂深度教学方式和学生深度学习方式的转变是核心素养落地生根的关键，没有教学方式和学习方式的转变，核心素养只能是一句空话。深度教学课例研究是核心素养课程化的有力支撑。
注：本文系广东省教育科研“十三五”规划2019年度重点项目“基于高中生核心素养提升的深度教学与课堂评价研究”（课题编号2019ZQJK002）的研究成果.
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