摘 要：在如今的教學過程中，高效踐行素質教育變得越來越重要。深度學習作為深化素質教育的重要載體，能夠有效地培養(yǎng)學生的學習興趣，提高學生的創(chuàng)新思維能力，提升核心素養(yǎng)。本文以電學圖像的分析與計算為例，論述了教師在教學中根據(jù)教學目標和實際學情設計層層深入問題的方法，從而引導學生自主探究、對比歸納、總結經(jīng)驗，旨在通過層層遞進的教學環(huán)節(jié)，幫助學生達成深度學習、提高物理核心素養(yǎng)。

關鍵詞：深度學習；電學計算；圖像

1 指向“深度學習”的教學設計

1.1 深度學習

深度學習是指學習者在理解的基礎上能夠批判地學習新的思想和事實，將它們?nèi)谌胍延械恼J知結構中，通過在眾多思想間構筑聯(lián)系，將已有的知識不斷地遷移至新的情境中，以此作為問題解決的一種學習方式。［1］

1.2 教學目標的構建

在初中物理學科中，有關電學的題目具有較強的綜合性，對學生能力的要求較高，因此，學生在學習過程中普遍覺得困難。題干中出現(xiàn)圖像時，學生解答題目會變得更加困難。筆者通過梳理發(fā)現(xiàn)，電學計算題中的圖像大多為I-U圖像。因此，如果學生能夠對初中階段常見的三個電學元件——定值電阻、燈泡、滑動變阻器的I-U圖像有充分的認識，靈活掌握獲取電學規(guī)律的基本方法，通過類比和引申，就能夠高效地解決其他復雜電學圖像等一系列問題。綜上所述，筆者本節(jié)課的教學目標設定如下。

第一，以分析模擬調光燈電路為例，通過圖像甄別、圖像繪制和圖像計算（數(shù)形結合）三個階段，認識不同元件I-U圖像的特點以及圖像間的聯(lián)系。

第二，通過主動繪制圖像，總結和反思圖像甄別的方法，學會思考與分析，訓練科學思維能力。

第三，通過典型例題的練習，梳理相應題型的解決方法，進一步加深對不同元件的I-U圖像的理解和運用。在解決問題的過程中，形成科學探索精神和團隊合作意識，通過交流和合作，促進深度學習。

1.3 教學流程設計

為了將教學設計與深度學習有機結合，促進教學流程緊密銜接，本節(jié)課以學生常見的模擬調光燈電路為主線，讓學生歷經(jīng)圖像甄別、圖像繪制、圖像計算（數(shù)形結合）三個階段，強化學生對定值電阻、滑動變阻器和燈泡的I-U圖像的認識，使學生能夠通過自主對比與總結，找到解決此類電學圖像問題的方法，從而促進學生的深度學習。［2］筆者設計的教學流程示意圖如圖1所示。

2 指向“深度學習”的課堂教學實施

2.1 圖像甄別

【活動一】

如圖2甲所示的模擬調光燈電路，電源電壓恒定為3V，滑動變阻器的最大阻值為23Ω，如圖2乙所示是燈泡（U_額＝2.5V）的I-U圖像，你能從圖像中獲得哪些信息？

設計意圖：教師通過該活動，能夠幫助學生認識基本的圖像、尋找相關物理量，進而通過簡單計算得到新的物理量，以此開始本節(jié)課的學習。學生將由易到難，循序漸進地掌握定值電阻與燈泡的I-U圖像。

追問：當滑動變阻器的滑片撥到最右端時，電路的總功率是多大？

設計意圖：變式教學能從多個角度、多個側面反映事物的本質，提升學生思維的靈活性，拓展思維的廣度。首先，教師可以引導學生將R₁和R₂組合成一個阻值為25Ω的定值電阻；接著，向學生展示正確的解答方法——在圖2乙中再添加一條定值電阻的I-U圖像，通過這種方法便可以把復雜問題簡單化；最后，留一定的時間讓學生思考并總結應用圖像的意義——①由點描成線，可以更好地看出物理量的變化規(guī)律，②有時添加圖像能夠更簡單地解決問題。

2.2 圖像繪制

【活動二】

如圖3甲所示的電路，滑動變阻器從最右端移至最左端的過程中，電路中電阻R₁的I-U圖像如圖3乙所示，請你畫出滑動變阻器的I-U圖像。

設計意圖：通過活動一的學習，學生對定值電阻和小燈泡的I-U圖像已經(jīng)有了更為深刻的認識，但

問題一：請你總結畫出圖像的方法。

設計意圖：學生通過自己體驗作圖以及與同學間的相互評價過程，不僅能認識到圖像中特殊點的重要性，還可以學會利用元件物理量之間的關聯(lián)找到對稱軸，從而更容易地畫出圖像。

追問：如圖4甲所示的電路，將定值電阻換成小燈泡，滑動變阻器從最右端移至最左端的過程中，電路中小燈泡的I-U圖像如圖4乙所示，請你畫出滑動變阻器的I-U圖像。

設計意圖：再次通過變式培養(yǎng)學生的遷移能力，由簡單的直線圖像逐漸加大難度變?yōu)榍€圖像，雖然看似復雜很多，但是學生們應用之前總結的兩種方法——描特殊點連線或者找對稱軸畫線，可以輕松畫出此時滑動變阻器的I-U圖像，如圖4丙所示。

問題二：滑動變阻器的I-U圖像在以上兩個電路中，有什么異同點？

設計意圖：這個問題蘊含了豐富的思維挑戰(zhàn)，一旦學生能夠深入理解并解答此問題，他們便能夠準確把握三個元件的I-U圖像特性。在實際教學過程中，我們觀察到，學生通過積極地討論，能夠自主總結出滑動變阻器的I-U圖像是直線還是曲線主要取決于與其串聯(lián)的其他元件。此外，還有學生特別指出，他們被這種圖像所展現(xiàn)的對稱美深深吸引，并認識到利用軸對稱原理可以有效簡化復雜的物理圖像分析問題。鑒于前期學習已采用梯度式深度教學法，學生在面對此問題時并未感到特別吃力，反而通過相互討論與解答，進一步加深了對電學元件圖像特征的理解。

2.3 圖像計算

【活動三】

如圖5甲所示的模擬調光燈電路，電源電壓恒定。閉合開關S后，將滑動變阻器R₂的滑片P由最右端向最左端移動，直至燈泡正常發(fā)光。此過程中，電流表A的示數(shù)隨兩電壓表V₁、V₂（電壓表V₂未畫出）示數(shù)變化關系圖像如圖5乙所示。（1）畫出電壓表V₂的位置；（2）電源電壓和R₁的阻值分別為多少？（3）若要R₂的滑片可以自由移動，燈泡能正常發(fā)光且安全，需要串聯(lián)一個多大的電阻？

設計意圖：通過前期的學習，學生已經(jīng)對定值電阻、小燈泡及滑動變阻器的I-U圖像形狀有了初步認識。本環(huán)節(jié)旨在讓學生通過這些問題，進一步應用并鞏固他們剛剛總結的識圖經(jīng)驗。學生將能夠更準確地辨別以下信息。

圖5乙中的①為燈泡圖像，因其表現(xiàn)為一條過原點的曲線。令人欣慰的是，在判斷電壓表V₂的連接位置時，學生識圖速度顯著提升。一組學生分享了他們的解題思路：電壓表V₂不可能與R₁并聯(lián)，因為圖5乙中的②圖像并非過原點的直線；同時，V₂也不可能并聯(lián)在R₁和R₂兩端，因為①和②圖像并不構成軸對稱關系。由此推理，V₂只能并聯(lián)在R₂兩端。

讓學生掌握這種快速且有效的識圖方法正是本課期望達到的教學效果。

隨后，通過問題（2）的小組討論，學生基本掌握了解決相關計算題的方法。而問題（3）的解答則進一步體現(xiàn)了對圖像中特殊點的應用，有效提升了學生的科學思維品質。

2.4 板書設計

本節(jié)課的板書設計如圖6所示，該板書是在每個活動后對學生討論結果的實時總結，旨在突出滑動變阻器的I-U圖像和與其串聯(lián)元件的I-U圖像之間的關聯(lián)、識圖方法以及相關計算題的解題方法。

3 結語

深度學習的課堂鼓勵學生自主參與、積極發(fā)現(xiàn)問題、提煉總結并創(chuàng)造性解決問題。對于每一個知識難點，教師可以通過精心策劃的一系列有層次、結構化且具有可擴展性的問題，激發(fā)學生的思維活力，強化學生的主體參與感。同時，教師可以通過構建合理的教學情境和組織探究性學習活動，引導學生在學習過程中自主發(fā)現(xiàn)并提出新的、有價值的問題，進而幫助他們主動建構知識體系，有效突破難點，培養(yǎng)知識的建構轉化能力和實際應用能力。在此過程中，科學問題發(fā)揮引領作用，不僅推動了深度學習的實現(xiàn)，還促進了學生在理解力、批判性思維、知識整合能力和自我反思等方面的全面發(fā)展。最終，這些努力將綜合提升學生的創(chuàng)新思維和解決實際問題的關鍵能力。［3］

參考文獻

［1］李建鋒.指向“深度學習”的逆向教學設計與實施［J］.中學物理，2022，40（2）：18-21.

［2］解榮青.構建深度學習課堂 減輕學生作業(yè)負擔［J］.中學物理，2022，40（2）：45-48.

［3］盧敏翔.指向深度學習的習題教學探索［J］.物理教師，2023，44（4）：11-14.