高中物理核心概念深度学习的教学路径探究

引言

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的集中反映，是观察、实验和思维相互作用的产物。作为物理知识的基础与核心内容，物理概念的形成与迁移应用过程是科学思维和科学探究能力的内化与外显过程，其在学 生头脑中的内化与升华是学生形成个体物理观念、培养科学态度的基本前提。 因此，概念学习一直以来都是物理教学的重点。但长期以来，受传统教学观念的影响，物理概念教学并未实现应有的育人功能。如何引导学生超越表层学习，实现物理本质的深度理解，成为亟待解决的问题。

一、核心概念深度学习的理论基础与价值

深度学习强调学生对知识的批判性理解、整合与迁移，其核心在于思维参与与意义建构。在物理教学中，注重焦力、能量、场等核心概念的教学，能帮助学生跳出零散知识点堆砌的误区。通过创设真实问题情境和设计递进式任务，学生可以深入理解概念的本质联系，形成系统的学科知识框架。这种学习方式不仅提升科学思维与探究能力，还能促进知识在新情境中的灵活应用。研究表明，核心概念的深度学习能有效解决学生“学而不透”“用而不活”的问题，使学习从表面记忆转向本质理解。

二、高中物理核心概念教学现状与问题分析

目前高中物理教学普遍存在重视知识覆盖面与解题能力训练，但对核心概念的深层教学仍显不足。由于课时紧张和应试压力，许多教师倾向于快速讲解概念定义后立即进入解题应用阶段，对于概念的形成过程、物理意义以及不同概念之间的内在联系缺乏充分阐释。这使得学生往往停留在表面记忆层面，能够背诵公式和套用解题模式，却难以真正理解概念的本质内涵。具体表现为：面对新的物理情境时无法准确调用相关知识，运用概念解释实际现象的能力较弱，更难以建立跨章节的知识联系。这种教学方式容易导致知识碎片化，学生虽能应付常规题目，但科学思维能力和物理观念的培养受到限制。主要原因在于教学过程中缺乏对深度学习理念的有效落实。

三、深度学习导向的教学路径设计

（一）遴选核心概念，明确深度学习目标

深度学习的开展首先需要明确教学的核心概念。这些概念应具有基础性、统摄性和迁移性，能够连接多个知识点并形成学科主干框架。教师应对课程标准与教材内容进行系统分析，筛选出贯穿不同章节的核心概念，并制定出层次化的理解目标。以“牛顿运动定律”这一核心概念为例，其教学不应仅限于公式记忆和计算训练，而应当引导学生理解定律的建立过程、适用条件以及与其他概念的联系。具体可设定三个层次的目标：第一层次是理解定律本身的内容和数学表达式；第二层次是掌握运用定律分析实际问题的基本方法；第三层次是能够将定律与能量守恒等其他核心概念建立联系，形成整体认知。通过这样的目标分层，使学生的学习过程呈现出清晰的递进性。

（二）创设问题情境，激发认知冲突

教师应当从学生的前概念和实际生活经验出发，设计能够引发认知冲突的情境，使学生在解决矛盾的过程中产生深入学习的内在动力。以自由落体运动教学为例，可以设计这样的情境：先让学生观察羽毛与铁片在空气中的下落情况，学生通常认为重物下落更快；随后展示真空管中两者同时落下的实验现象，这一与原有认知相矛盾的情境自然会引发学生的疑惑和思考。此时教师适时提出问题：影响物体下落快慢的因素究竟是什么？不同物体在真空中下落的规律如何？通过这样的情境创设，学生不仅对自由落体运动产生了浓厚兴趣，也更愿意深入探究现象背后的物理本质。

（三）设计递进任务，促进思维深化

围绕核心概念设计具有层次性和连贯性的学习任务，是引导学生实现深度学习的重要方式。这种任务设计需要遵循学生的认知发展规律，从感性认识到理性分析，从具体现象到抽象规律，逐步搭建思维发展的阶梯。通过设置环环相扣的学习活动，帮助学生完成从浅层了解到深度理解的思维跃迁。以探究加速度与力、质量的关系为例，教师可以设计四个阶段的任务序列。初始阶段从生活经验入手，让学生观察汽车加速、推车等常见现象，初步形成加速度与作用力大小有关、与物体质量有关的感性认识。第二阶段引导学生进行实验探究，使用气垫导轨或小车打点计时器装置，学习控制变量法的应用，亲自测量并记录不同作用力、不同质量下的加速度数据。第三阶段转向数据分析，指导学生处理实验数据，发现加速度与力成正比、与质量成反比的定量关系，并尝试用图像和数学表达式描述这种关系。最后阶段进入理论提升，引导学生推导牛顿第二定律的表达式，讨论定律的物理意义和适用范围，并与牛顿第一、第三定律建立联系。这样的任务设计使学生不仅掌握了知识结论，更重要的是经历了科学探究的完整过程，培养了观察、实验、分析和推理的能力。

（四）推动迁移应用，巩固概念网络

物理概念的学习不能止步于理解和记忆，更重要的是能够在新的问题情境中灵活运用。教师应当精心设计具有代表性的应用任务，引导学生将孤立的知识点串联成有机的整体，在解决问题过程中主动建立不同概念之间的联系，从而形成完整的认知网络。比如在学习机械能守恒定律后，教师可以引导学生用能量观点分析过山车运动这一典型实例。过山车运动包含了丰富的物理过程，为学生提供了综合应用多个物理概念的良好载体。学生首先需要运用机械能守恒定律计算过山车在不同位置的速度大小，这时他们会发现单纯依靠能量观点并不能完全解决所有问题。当分析到过山车在环形轨道上的运动时，学生还需要结合圆周运动的知识，考虑向心力的要求，计算保证过山车安全通过最高点所需的最小速度。此外，在实际情境中，还需要讨论空气阻力、摩擦力等造成的能量损耗问题，这又涉及到功能关系的应用。通过这样的综合应用训练，学生不仅加深了对机械能守恒定律适用条件和局限性的理解，更重要的是建立了力学中多个核心概念之间的联系。他们能够体会到同一物理现象可以从不同角度进行分析，各种物理规律之间存在着内在的统一性。

结语

本研究构建的教学路径，旨在推动学生实现从“知其然”到“知其所以然”的跨越，促进物理核心概念的深度理解与迁移应用。未来研究可进一步围绕不同门类核心概念的教学策略差异，并关注评价机制改革对深度学习实践的推动作用，从而为高中物理教学提供更具操作性的支持。

参考文献：

[1] 徐怡萍 . 基于深度学习的高中物理核心概念教学研究 [D]. 渤海大学 ,2022.

[2] 董子颖 . 深度学习视域下高中物理概念教学研究 [D]. 山东 : 曲阜师范大学 ,2023.

[3]吕艳坤,唐丽芳. 基于高中物理概念教学的深度学习:逻辑与路径[J].现代基础教育研究 ,2022,47(3):118-124.