基于深度学习的“创设情境、问题探究式”高中物理实验教学推广

深度学习强调学习者在真实情境中通过问题解决实现知识迁移与高阶思维发展，与物理实验教学的本质高度契合。创设情境可降低抽象概念的认知门槛，问题探究则能引导学生经历“观察假设验证反思”的科学循环。

1 生活化情境激活认知兴趣，搭建物理与现实的桥梁

物理教学融入实际生活现象，能将抽象规律变得可感知。比如关于“摩擦力”的实验，教师安排一种活动：两名学生分别握住光滑木板和粗糙砂纸两端进行对抗，观察摩擦力的作用如何影响结果。学生随后被引导去思考“如何改变摩擦力大小”，并自行设计方案，比如换材料或增加物体重量。这个做法把“静摩擦力”、“动摩擦力”这些术语放进了真实场景，同时通过设置疑问促使学生主动探索，实验因此不再是机械操作，转而成为有目标的探究。设计这类情境有两个关键点：一是“贴近性”，二是“启发性”。所谓“贴近性”，指情境必须紧密联系学生已有的日常经验。用“手机充电发热”讲“能量转化”，或者用“电梯超重失重”演示牛顿第二定律，都是例子。而“启发性”则需制造认知上的冲突。一个典型例子是“水流星”实验：水杯倒置水却不洒落，这直接挑战了学生“水会流出”的直觉，从而激起研究向心力的兴趣。为了增强学生的参与感，教师可以尝试不同方法。让学生扮演“小科学家”，分析交通事故里的力学问题，这是一种方式。直接用磁铁和铁屑展示磁场的分布，是另一种方式。这些努力的目标是一致的，就是让课本上的物理定律走进生活，让抽象的概念变得具体可触。通过观察真实的对抗活动，学生能直观理解力的作用。

2 问题链驱动探究过程，构建“观察假设验证”的科学循环

问题链是实验探究过程的核心驱动力量，其设计必须关注梯度性与开放性的平衡。梯度性意味着问题需要逐步深入，从简单到复杂。例如围绕“向心力”概念的学习过程，教师可以提出一系列问题：“为什么旋转的雨伞水滴会沿切线飞出？”这个问题引导学生观察基本现象。紧接着“若在伞面涂抹润滑油，水滴飞出距离会变化吗？”这个问题促使学生思考可能的影响因素。最后“如何通过实验测量向心力大小？”这个问题指向了定量的关系探讨。这条线索从现象开始，逐步引导学生关注方向、影响因素及定量关系，形成一个探究的完整闭环。开放性则强调鼓励学生提出个性化的假设。在“弹簧弹力与伸长量关系”实验中，学生可能想到“材料硬度”或者“环境温度”这些因素。教师此时的作用是引导他们设计对比实验方案，通过实际操作检验这些假设的真伪，这个过程有效培养了批判性思维。问题链如何呈现直接影响学生参与探究的效果。教师可以尝试“悬念式提问”来激发学生的好奇心。在“自由落体”实验进行之前，给学生播放一段“羽毛与硬币同时落地”的视频片段，然后提问：“为什么在真空中两者下落速度相同？”这个悬念自然引导学生设计实验去验证空气阻力对落体运动的影响作用。

3 分层任务适配多元需求，实现“人人参与、个个成长”的个性化发展

分层任务设计的关键在于承认学生个体差异，采用“基础任务”“进阶任务”“挑战任务”的三级架构，旨在匹配不同学习能力学生的具体需求。以“电路连接”实验为例，“基础任务”要求所有参与者完成“串联电路连接”并记录灯泡亮度变化，目标是确保基本实验技能的掌握；能力中等学生面对的“进阶任务”，则是设计“并联电路”并尝试分析其中电流分配的规律；对于学习能力突出的学生，“挑战任务”引导他们探究“混联电路中电阻的计算方法”，或者尝试设计类似“自动控制路灯”的实用电路系统。这种设计思路保证了学习基础薄弱的学生能够达标，同时为能力强的学生提供了充分探索的空间，有效解决了“学困生跟不上、学优生吃不饱”的常见教学矛盾，利用“任务驱动”机制激发全体学生的投入热情。分层任务的有效执行离不开两个关键操作：“动态调整”与“合作互补”。“动态调整”意味着教师需要根据学生在任务过程中的实际表现，灵活地调整任务的难度水平；例如，观察到某小组在“平抛运动”实验中反复失败，教师可以临时将任务要求降低为“测量水平位移”，待该小组掌握基本操作后再逐步提高挑战难度。而“合作互补”则通过精心的小组分工实现“以强带弱”；比如，将“测量重力加速度”这一复杂实验分解为“数据采集”、“误差分析”、“报告撰写”等具体子任务，依据小组成员的不同特长进行分配。

综上所述，基于深度学习的“创设情境、问题探究式”实验教学模式，通过生活化情境激活认知兴趣、问题链驱动探究过程、分层任务适配多元需求三大策略，构建了“情境共鸣问题引领分层实践”的立体化教学框架。该模式不仅突破了传统实验教学的“操作化”局限，更通过“真实情境深度探究个性化发展”的设计，推动了学生从“被动接受”向“主动建构”的转变。

参考文献

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