基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考、探究和質(zhì)疑，能夠?qū)?shí)驗(yàn)原理、材料、方案、過程、結(jié)果等產(chǎn)生深刻的理解與認(rèn)知，達(dá)到深度提取和遷移生物知識(shí)的教學(xué)目的，從而培養(yǎng)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力，以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。本文以深度學(xué)習(xí)理論為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開了研究與分析，皆為更好的優(yōu)化和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);高中生物;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

前言

深度學(xué)習(xí)理論是針對(duì)淺層學(xué)習(xí)而言，將真實(shí)復(fù)雜的情境融入教學(xué)之中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已知知識(shí)獲取新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)提取的遷移，并在常規(guī)思維下進(jìn)行創(chuàng)新和思考，以探究更深層次的內(nèi)容和知識(shí)，拓寬學(xué)生知識(shí)視野，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。下面以《pH對(duì)酶活性的影響》實(shí)驗(yàn)為例，談一談如何基于深度學(xué)習(xí)理論開展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)原理的深度學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多教師都會(huì)讓學(xué)生熟記實(shí)驗(yàn)原理，忽略了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。因此，在深度學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)計(jì)思路，弄清實(shí)驗(yàn)要做什么、有什么樣的現(xiàn)象以及要達(dá)到什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

例如，在進(jìn)行《pH對(duì)酶活性的影響》實(shí)驗(yàn)時(shí)，原理是pH影響酶的活性，進(jìn)而使過氧化氫（H2O2）分解，會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣（O2）速度不同，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)在于使用何種方法測(cè)試氧氣（O2）的生成量。通過開展深度學(xué)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)原理和思路，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維。

二、對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)材料的深度學(xué)習(xí)

在高中生物實(shí)驗(yàn)材料的深度學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)為學(xué)生提供多樣性的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)想象，促使學(xué)生自主探究、自主學(xué)習(xí)，在拓寬學(xué)生知識(shí)視野的同時(shí)，也可以增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣[1]。

例如，在進(jìn)行《pH對(duì)酶活性的影響》實(shí)驗(yàn)時(shí)，教材中是利用的新鮮動(dòng)物肝臟研磨液，其中含有過氧化氫酶來作為實(shí)驗(yàn)的催化劑，此時(shí)開展深度學(xué)習(xí)時(shí)，如果為學(xué)生提供洋蔥、馬鈴薯、酵母菌等作為實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生比較各種生物材料對(duì)過氧化氫酶的反應(yīng)效果，以增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究思維和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

三、對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)方案和過程的深度學(xué)習(xí)

在傳統(tǒng)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和維持課堂秩序，讓強(qiáng)行要求學(xué)生按照原有的實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)現(xiàn)全過程，忽略了學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和感受，很難啟迪學(xué)生思考和探究意識(shí)[2]。在深度學(xué)習(xí)理論下，設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)方案是教學(xué)重點(diǎn)，尤其是實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)在實(shí)驗(yàn)過程中起著非常重要的作用。所以教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生遵循科學(xué)性、對(duì)照性、等量性等原則，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和目的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和理論展開分析，以調(diào)整和完善實(shí)驗(yàn)方案。

例如，在進(jìn)行《pH對(duì)酶活性的影響》實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)經(jīng)常用到試管、燒杯作為反應(yīng)室來廣場(chǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。比如觀察實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣泡，或利用排水法、排空氣法收集氧氣（O2）等。在進(jìn)行深度學(xué)習(xí)過程中，教師可以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生用一次性注射器作為反應(yīng)室，盛裝過氧化氫（H2O2）和過氧化氫酶溶液，通過壓縮注射器活塞來觀察實(shí)驗(yàn)變化。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)的全過程，能夠出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？以調(diào)動(dòng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中尋找答案的欲望。

四、對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深度學(xué)習(xí)

基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果要進(jìn)行梳理和總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中收集的數(shù)據(jù)要進(jìn)行整理和分析，絕不可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖A(yù)期編寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一定要實(shí)事求是，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)成敗因素、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果要有質(zhì)疑心理，學(xué)會(huì)用批判性的思維思考問題，這樣才能到達(dá)深度學(xué)習(xí)的效果。

例如，在進(jìn)行《pH對(duì)酶活性的影響》實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格來記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出不同條件下酶活性的曲線圖，深度思考實(shí)驗(yàn)中pH值對(duì)酶活性的影響，在利用逐級(jí)稀釋法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會(huì)得到什么樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？此外，在深度學(xué)習(xí)理論下，還可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)結(jié)果和目的出發(fā)，思考并質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。比如，實(shí)驗(yàn)原理的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的取舍、實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等方面，都可以引導(dǎo)學(xué)生深度挖掘和創(chuàng)新知識(shí)，形成知識(shí)遷移的教學(xué)目的。另外，教師還需要針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生對(duì)比不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大膽提出猜測(cè)和質(zhì)疑，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和方法提出邏輯分析，激發(fā)學(xué)習(xí)創(chuàng)新思維，總結(jié)實(shí)驗(yàn)成敗原因和實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能夠達(dá)到預(yù)期的目的等，進(jìn)而達(dá)到真實(shí)探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)。

總結(jié)

總之，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果和理解能力的主要途徑。在深度學(xué)習(xí)理論下，教師要針對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生深度思考和自