摘要
知识经济时代对学生的学习提出了更高要求，有关深度学习的研究应运而生。教育学中的深度学习是一种关注批判理解、面向问题解决的高阶学习，强调学生对知识的深层挖掘，关注学生对事物本质追问的高阶学习能力、解决复杂问题的综合能力。而这些能力的培养有利于学生成为具有创新能力和实践能力的优秀人才，在未来智能化创新型社会环境中立足。《地平线报告》指出高等教育应该提倡深度学习，因为它利于学生在自主学习、相互协作中解决实际问题。 物理学是现代技术革命的先导，是科学的世界观和方法论的基础，大学物理课程中所教授的物理概念、规律以及渗透的科学本质观教育，对我国发展基础研究、建设成为人才强国有着重要意义。但是，普通高中物理课程标准(2003年版本)的模块选修模式与高考选考模式，使得学生在进入大学物理课堂前先修知识不一，导致教师教学难度增加。鉴于此，有必要运用深度学习理论来研究和指导学生的学习、进而转变学生学习方式、改善教学、促进教学质量提高。 本研究以大学物理波动光学部分内容为例，基于深度学习理论、SOLO分类理论对2020级电子通讯专业大一新生的学习质量进行研究，主要从学生的学习水平、学习效果、个体学习特点三个维度进行调查与研究，并运用深度学习理论指导、改善波动光学部分教学，在此基础上对教师、学生提出建议，以期促进学生学习方式的转变，深度学习的达成。 笔者首先在研读有关深度学习内涵、特征及其评价方式等文献的基础上，参考、分析国内外波动光学概念测试题组，针对中学、大学对该部分内容学习要求的不同，结合大学物理课程的学习要求，确立了整体的研究思路并编制《大学生波动光学概念测试》问卷、设计相应地访谈提纲。其次，采用问卷调查法与访谈法，对大一学生的波动光学概念进行追踪式调研，即通过前测、后测，以及半结构访谈实现对学生个体学习特点的较为全面的研究;同时，借助SPSS软件，从整体上对学生深度学习水平分布、存在认知基础差异学生的深度学习情况等进行统计分析，完成学习水平、学习效果两个维度的研究。最终，通过以上工作得出的主要结论如下: (1)约43.69％的大一学生波动光学学习的思维结构为多点结构，可划分为浅层学习层次，约49.51％的学生思维结构为关联结构，可划分为深度学习层次;这表明经过大学物理课程学习，学生在波动光学部分具备了一定的知识储备，能将波动光学部分相关知识点进行简单关联并应用于问题解决中去。仅有约4.85％的学生思维结构为抽象拓展结构，说明波动光学对于大一新生有很大学习难度，仅有少数学生具备抽象、拓展应用的能力。 (2)对于波光学的基本概念，例如波的几何表示、波的特征量、光程、光程差、惠更斯原理，大部分学生都能识别出波形图的特征量、比较不同介质的光程差大小、应用惠更斯定理解释衍射现象，但是超过半数的学生(71.85％)对波阵面缺乏理解。而面对复杂的、综合的波动光学情境，例如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射，超过一半学生(51.96％)能够结合光的相干叠加、光程差解决双缝干涉、薄膜干涉等干涉问题，能将实验装置与干涉图像对应起来;而低于一半的学生(47.57％)学生能解决单缝衍射问题，极少数的学生(28.15％)能解决圆孔衍射问题，大部分学生仅能机械记忆公式，24.23％的学生具有“增大狭缝会导致中央亮纹更宽”的非科学心智模型，这表明单缝衍射知识较干涉对学生学习难度加大。最后对于考查光栅衍射情境的题目，只有少数学生(36.89％)能考虑干涉、衍射的综合效应，抽象拓展衍射的光强分布，定性、定量的考虑光栅衍射图样并正确解决相关问题，20.38％的学生具有“N-1个次极大”的非科学心智模型。 (3)大部分学生经过波动光学学习后，学习收益显著，同时，具备波动光学知识基础学生的学习增益更高。可见学生在学习时会寻找波动光学概念间的联系、区别，主动建构波动光学知识体系，学习效果显著，但是对于部分知识点的学习，仍有学习效果不佳的现象，这部分学习效果不佳的知识点具体涉及光栅衍射、圆孔衍射、相长干涉、相干光。 (4)波动光学学习具有个体差异性，即使是处于相同学习水平的学生，其波动光学的知识结构、解决问题的思维结构、选择的学习方法都不尽相同。 根据以上研究结论，为了促进学生的学习深度，改善教师教学，笔者提出几点建议。一方面建议学生可以关注基本概念，牢固知识基础;注重多元学习策略，协调认知发展;加强知识迁移，建构概念体系;培养思维品质，达成深度学习。另一方面建议教师强调知识网络，促进学生自主迁移;关注评价方式，多元评价学生学习;兼顾个体特点，实现深度学习。
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