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指向深度学习的初中物理“沉浸式”教学实践研究

摘要：义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，“深度学习”是落实立德树人根本任务、发展学生核心素养的重要途径。基于“具身认知理论”的“沉浸式”教学则可以有效实现和推进学生的深度学习。在初中物理教学中，基于现代技术的智慧课堂，以沉浸式教学为主要抓手进行实践研究，让学生的深度学习真正发生。

关键词：深度学习，沉浸式教学，实践研究。

引言：义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，学生充分体验自然科学概念和规律的形成过程，改变在与自然和社会接触中形成的错误的、模糊的或片面的认知，形成对自然的正确观念，具有构建模型意识、批判性思维、分析论证能力等高阶思维。这与深度学习理念相契合。所以，在初中物理教学中进行深度学习的培养十分必要。如何构建促进学生深度学习的教学结构？相比传统课堂，“沉浸式”教学能够更好地赋能深度学习的需求，把传统的理解性学习导向深度学习。

一、深度学习理论与沉浸式教学

深度学习最初是机器学习领域中一个新的研究方向，它被引入机器学习使其更接近人工智能。随着学习科学的不断发展，深度学习的概念和思想在教育中兴起，并不断发展。2005年，黎加厚教授在《促进学生深度学习》一文中认为：“深度学习是指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，并将它们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，能够将已有的知识迁移到新的情境中，作出决策和解决问题的学习”。这与物理学科核心素养对于中学生的要求不谋而合。物理学科知识结构立体﹐逻辑性、思维性强，实验众多，很多学生学习物理的时候都非常的吃力。应试教育下，物理与实验、与生活脱节﹐仍存在“填鸭式”教学方法，学生产生学习物理没有用的错觉，更难以引起学生兴趣。落实立德树人根本任务、发展学生核心素养，深度学习不乏为重要途径，在初中物理教学中对学生进行深度学习的培养具有十分重要的意义。

沉浸式教学兴起于二十世纪中后期的加拿大魁北克省，最初是一种针对第二语言的语言教学模式，即教学中使用第二语言进行教学的全封闭语言教学模式。

发展至今，沉浸式教学模式早已不仅仅局限于语言的学习。“镜像神经元”的相关研究成果告诉我们：只有亲身体验，才能真正了解。如何激活这些镜像神经元？

有研究发现：社会交往参与程度与镜像神经元系统激活程度呈正相关。学生亲身参与到学习知识的过程中去，镜像神经元越能保持活跃，认知能力越好，学习的效果就越好。“具身认知理论”告诉我们生理体验能“激活”心理感觉，我们的身体是会思考的。让身体参与到学习过程中去，能极大提高学习效果。基于具身认知理论的“沉浸式”教学倡导生动的问题情景、交互的具身体验、意义的自主整合、批判的自我反思和真实的问题解决。这与深度学习不谋而合。“沉浸式”课堂教学可以有效实现和推进学生的深度学习。

教师想要有效的进行沉浸式课堂教学的构建，首先就需要在充分契合学生学习实际情况的基础上，创建出具有思维空间的生动、逼真的问题情境，让学生获得与环境交互的具身体验。学生在相关问题情境的切身体验中，通过问题驱动，展开积极的、有效的思考，促进高阶的思维发展，引发深度学习。下面以八年级物理《机械效率》为例，基于“智慧课堂”，进行沉浸式教学的实践研究。

之所以选取《机械效率》，是因为这是一节知识与能力涵盖面非常广的集大成章节，而在传统课堂中，这节课缺少探宄，过于程序化。许多教师在处理教材时，将有用功、额外功、总功三种功以概念的形式直接告诉学生，并详细规定了学生实验设计，且将实验中所有可能出现的问题以及解决方案全部详细地告诉了学生。学生则根据教师的设计，按照程序化的实验步骤，机械的进行实验，完全无需思考如何设计实验、如何发现和解决实验中的问题，其深度学习无法展开。

二、沉浸式教学实践研究

1．教材与学情分析

机械效率》这节内容不仅包含简单机械、功、功率等相关知识，还用到了《受力分析、物体运动等众多知识，基本上把本册大部分知识都融汇于此，可以认为是八年级物理收关之课。本节教材的编排从实际出发，实验探究加理论分析，具有生动活泼的特点，有助于提高学生学习的兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，考验学生归纳总结、团队合作、创新等多方面的能力。可以说是对八年级所学内容的综合分析和实际应用，体现了物理知识最终要服务于生产和生活的理念。

八年级物理学习已近尾声，学生均能熟练操作学生平板。学生已储备了一些力学的基本知识，了解了物理的学习方法，具有了一定的实验探究能力，并且，于生活中也经常接触“效率”一词，但对“效率”的认知有一定的误区。“机械效率”涉及到“总功”、“有用功”、“额外功”等概念，功的概念又比较抽象，因而要区分并理解这些概念，对八年级学生来说，有一定的难度，需要老师引导和帮助。教学中应尽量把抽象的知识生活化和形象化。当学生真正弄清有关概念，便能轻松