基于深度学习的高中物理习题教学探索
摘要：深度学习理念与物理学科核心素养存在必然的联系，习题教学是学生核心素养形成的关键环节，基于深度学习的习题教学是落实学科核心素养的重要途径。从高中物理习题教学的现状出发，以真实案例为基础，以深度学习理念为引领，旨在探索高效、实用、清晰可行的习题教学路径。
关键词：深度学习；习题教学；迁移拓展
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2024）12-0011-4
高中物理习题教学是学生巩固知识、形成技能、形成学科核心素养的重要教学形式，但在实际操作中会出现教师费力不讨好，学生感觉枯燥无味，教学效果大打折扣。据笔者观察，高中物理习题教学中存在着以下共性问题。
（1）课堂以教师为主体，学生自主性低
为了完成诸多教学内容，提高时间的利用率，课堂上教师往往沉浸在自导自演的“独角戏”之中，学生被动学习，整堂课下来，学生自主参与度低。
（2）惯于模仿，新情境中问题依旧
习题课后往往有很多学生对新情境中出现的类似问题仍然不懂，这就说明习题课中学生没有真正领会问题解决的技能和方法，更重要的是没有培养起学生自主发现问题、自主思考、自主解决问题的思维习惯，导致学生出现“教一会一”，面对新情况就会束手无策。
（3）变式拓展效用不显著
变式拓展训练是对例题中没有涉及到的要点的补充，对核心知识的再巩固。教学中，教师们往往“照本宣科”，一味地依赖参考资料，没有精挑细选或二次加工，致使变式拓展深一脚浅一脚，层次感、渐进性和拓展功能没有完全体现，自然无法让学生产生深度学习。
针对以上问题，笔者以深度学习理念为基础，通过对高中物理典型案例的剖析，试图在习题教学中引导学生深度学习，提升学生的高阶思维能力。
1深度学习理念
深度学习倡导在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将它们融入到原有的认知结构中，在众多思想间建立联系，并将已有的知识迁移到新情境中，作出决策和解决问题［１］。郭元祥教授认为，深度教学不是无限增加知识难度和知识量，而是克服对知识的表层学习以及对知识的简单占有，基于知识的内在结构，通过对知识的完整处理，引导学生从符号学习走向学科思想和意义系统的理解和掌握，并导向学科素养的教学［2］。彭红超认为，“深度学习是一种基于理解、追求迁移应用的有意义的学习，它通过促使学生深度参与学习，采用高级学习方略来促进高阶知能的发展，实现这些知能在全新情境中的应用或新高阶知能的生成”［3］，相关研究表明深度学习能发展学生的高阶思维，培养学生的深层次认知能力，提升其问题解决和创新能力。
通过对深度学习理论的梳理，可以归纳深度学习具有以下特征：（1）深度学习是建立在知识理解基础上的有意义的学习，而非机械化记忆性的学习；（2）深度学习是在一定的方法策略导引下重视知识的迁移融通并适应新情境；（3）深度学习促使学生认知、创新、解决问题等高阶能力的形成；（4）深度学习理念与近年提出的科学核心素养有异曲同工之妙。
本文的深度学习是指在教师的引领下，学生深度参与并调动其主观能动性，以问题链等形式评判性地建构综合能力，实现在各种变式下对问题的通透理解，对知识的融会贯通，对方法和技能的合理掌握，并能将所学应用到新的情境中解决问题，最终使学生获得高阶思维能力。
2深度学习的习题教学
2.1案例呈现
如图1所示，匀强电场与水平面夹角为60°，斜向左上方，绝缘直杆上套着一个重为G的带负电荷的滑环，滑环受到的电场力大小等于重力的一半，当直杆与水平面夹角为30°时滑环受到的摩擦力和直杆与水平面夹角为60°时滑环受到的摩擦力大小相等。求：
（1）摩擦力的大小；
（2）滑环与直杆间的动摩擦因数。
图1案例示意图
该题重在检测学生对电场中带电体动力学问题的理解，核心知识点考查受力分析和摩擦力的深入理解，模型虽常规，但是条件的给定和问题的设置角度独特、新颖，学生刚接触题目时觉得似曾相识，但是随着思考的进一步深入，发现每一步的进展都需要充分挖掘条件。学生错误率较高，甚至将解析分发给学生，也有一部分学生仍是云里雾里。
2.2概要解析
（1）当直杆与水平面夹角为30°时，在垂直于斜面方向上有
FN1=Gcos30°+qE=（+）G（1）
当直杆与水平面夹角为60°时，在垂直于斜面方向上有
FN2=Gcos60°+qEcos30°=（+）G（2）
比较（1）（2）式知FN1FN2，学生往往就会很容易得出，在动摩擦因数相等的情况下，直杆倾角为30°时滑环所受的是静摩擦力，直杆倾角为60°时滑环所受的是滑动摩擦力，于是就会有以下过程。
直杆倾角为30°时滑环受力平衡
Ff=Gsin30°=G（3）
（2）直杆倾角为60°时滑环受摩擦力为
Ff=μFN2=μ（G+G）（4）
由（3）（4）式可得μ==4-2