原创《在科学实验教学中开展深度学习》
本文是实验教学方面论文怎么撰写与实验教学和科学实验教学和深度方面论文范本。
［摘 要］ 实验是科学教学的基础,教学实践表明许多教师还停留在“实验教学是为了探究或验证科学规律,实验过程需要规范操作技能”等浅层学习的层次.实验在发挥传统教学功能的同时,适度开展深度学习势在必行.鼓励学生质疑,发展批判性思维；注重探究过程,重视科学方法的渗透；构建思维导图,加强新旧知识融合；培养迁移能力,注重实际问题的解决；激发内在动机,引导学生改进实验方案.
［关键词］ 科学教学；实验；深度学习
［中图分类号］G633.7［文献标志码］A［文章编号］1002-1477（2018）10-0066-03
深度学习是一种基于理解的学习,是指学习者以高阶思维发展和实际问题的解决为目标,以整合的知识为内容,积极主动地、批判地学习新的知识和思想,并将它们融入原有的认知结构中,且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习［1］.科学是一门以实验为基础的综合学科,通过实验建立和得出科学概念.但在教学实践中,许多实验往往要求学生机械训练或记住结论,仅仅为了探究或验证科学规律,属于浅层次学习,不利于学生理解知识、意义建构和问题解决；或者走向另一个极端,如实验超越课程标准,过度拓展教材内容,表现为对实验教学核心知识的把握不准,由此造成实验教学气氛热闹、实际效果令人担忧的局面,为此通过开展科学实验适度地进行“深度学习”势在必行.
一、鼓励学生质疑,发展批判性思维
深度学习强调批判性思维,要求学生在深度学习时不要轻易相信实验所呈现的内容或者教材中现有的结论,应对实验保持一种批判、怀疑的态度.对于一个科学实验而言,其中往往隐含着许多疑问,如实验原理、过程、现象、方法、结论等要素,都是引导学生质疑的好素材,并且在解决疑难问题的过程中,培养学生的创造能力.质疑是指学生在学习的过程中对“未解之惑,未通之理”加以发问的过程［2］,在实验教学中,教师要善于创设学生质疑的情境,引导学生质疑,启发学生释疑,图1声音在空气中传播实验进而促进学生积极思维、主动探究,发展学生批判性思维品质.
如在探究声音在空气中传播实验时（如图1所示）,有学生提出质疑,鉴于电铃与固体接触,当发出铃声时,会带动底盘振动,实验就会受到固体传声的影响.为此,经过学生课外查阅资料、小组讨论,对实验进行了改进：运用磁悬浮技术,将声源悬在真空玻璃罩内,从而避开了固体传声这个干扰因素.通过学生质疑,既发展了学生的批判性思维,又对实验进行了改进创新,培养了学生创造性思维品质.
二、注重探究过程,重视科学方法的渗透
《科学课程标准》指出,在科学探究过程中始终要贯穿各种思维活动,如比较、分类、判断、归纳、演绎、想象和分析、综合等［3］.实验是科学方法的载体,科学方法常常蕴含在实验之中,教师可结合实验教学,在探究过程中渗透科学方法的教学,培养学生的理性思维能力.
如在学习“声音产生与传播”时,通过橡皮筋、笔套、钢尺发声时的振动,以及树叶振动、讲话时喉咙振动、琴弦振动等小实验,引导学生运用归纳的科学方法得出声音是由物体振动产生的结论.通过将不易观察的音叉振动,转换为将悬挂在旁边的泡沫塑料球弹开的现象,让学生体会放大法的实质.针对在“探究声音在空气中传播”时,当用抽气机将罩内空气抽出时,声音越来越小,但实际上无法得到真空,于是运用推理方法得出真空不能传播声音的结论.根据“声音是由物体的振动产生”这一规律,运用演绎方法即可解释蝉是由腹部的两个薄膜（发声器）振动发声的,又如用水面波来类比声波等.
科学探究和理性思维是学生重要的科学核心素养,过程和方法是初中科学教学的三维教学目标之一,科学方法就是过程和方法教学目标的重要内容.教师有必要将隐于实验中的科学方法显性化,引导学生感悟科学方法、交流学习科学方法,进而把科学方法内化成学生知识结构中的程序性知识,既增进学生的科学探究能力,又发展学生的理性思维品质.
三、构建思维导图,加强新旧知识融合
深度学习实质上是一种知识以及意义的建构过程,它要求激活学生先前已有的知识基础,并对所学习的新知识进行有效的深度加工.建构主义的学习理论认为,要记住知识并懂得意义,新知识就应当与已有的知识结构整合.在实验教学中,教师可以思维导图为组织者,寻求所学新知识与学生原有知识的“切合点”,引导学生把新知“植入”学生业已形成的认知结构中［4］,从而建立新旧知识间的联系.
如通过探究小灯泡的电功率跟哪些因素有关,得出P等于UI,然后推导出P＝I2、R等于U2/R,接着根据W等于Pt,可推导出W等于UIt＝I2Rt等于(U2/R)t,通过思维导图建立电功率与电功的联系（如图2所示）.通过该思维导图,不仅加深了学生对电功率实验的理解,加强了电功率与电功之间的联系,也为焦耳定律实验的开展做了知识的铺垫,较好地发展了学生的推理思维和比较思维.
思维导图是按照大脑思维结构进行放射性“网状”思维的一种方式,有助于学生更好地梳理知识,激发学生原有知识经验,形成知识网络,促进新、旧知识经验的相互作用,构建知识体系,对实验教学也有很大的促进作用.
四、培养迁移能力,注重实际问题的解决
新课程理念要求学生具有运用科学知识和技能解决实际问题的能力,将学生已有的知识、技能迁移到新的情境中,是培养学生深度学习能力的重要内容.作为教师,在实验过程中或结束时,可联系学生实际,创设问题情景,引导学生运用所学知识去解释或者解决相关问题.
五、激发内在动机,引导学生改进实验方案
浅层学习是一件基于外在动机的学习,而深度学习是学生主动参与知识建构的行为,内在动机是学习活动的基础［1］.教师在教学活动中要善于激发学生的学习动机,引导学生开展有意义学习,促使学生主动建构知识、丰富认识结构.在实验教学中教师应充分尊重学生,调动学生学习的主观能动性,引导学生积极开展创造性的学习活动,鼓励学生主动改进科学实验.
如在学习了凸透镜成像规律的实验后,教师可引导学生结合显微镜成像的原理开展教学.如对图3进行分析,物体AB通过物镜Lo成倒立放大的实像A′B′,目镜Le把物镜所成的实像A′B′放大成虚像A″B″,结果观察到的像A″B″相对于标本AB是倒立的、放大的虚像.
美国学习理论家加涅认为,提高学生或人们在问题解决中的认识策略能力,最重要的问题是提高人们认识和掌握学习迁移的能力［5］.通过迁移来解决问题,表现为接收到信息之后,迅速与有关的知识建立联系,并把问题所涉及的新知识、新情境纳入原有的认识结构中,最后运用有关概念、规律等知识来解决问题.
在用弹簧秤拉木块来测量滑动摩擦力的大小时,由于用弹簧秤拉着木块做匀速直线运动不易控制,弹簧秤在运动时不易读数等问题,经学生小组讨论,设计了如图4所示的改进方案.即利用相对运动,将弹簧秤与木块固定,拉动下面的木板,这样就可以直接测量摩擦力的大小.教师可引导学生基于现有实验,通过开发突破难点实验、开发低成本实验等去创新改进实验,并引导学生分析为什么要这样改进？改进的优点是什么？通过激发内在动机,使改进实验这一创造性活动成为学生一项自觉行为,不仅有助于提高学生的动手操作能力,也有利于学生创造性思维品质的培养,进而达到深度学习的目的.
基于深度学习的实验教学,不应否定浅层学习,学习是一个从浅层到深层的连续的过程,深度学习和浅层学习是紧密相关互相渗透的,学生必须在一定的浅层学习的基础上,如掌握实验的基本知识和技能,关注学生对知识的体验和探究经历,才能进行深度的更富有意义的学习,充分发挥实验的教学功能,进而提高学生的核心素养.
实验教学论文参考资料：
上文点评,这是一篇大学硕士与实验教学本科实验教学毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料，关于免费教你怎么写实验教学和科学实验教学和深度方面论文范文。
