基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實驗教學(xué)優(yōu)化策略獲獎科研報告

基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實驗教學(xué)優(yōu)化策略獲獎科研報告摘

要：基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實驗教學(xué)，可以讓學(xué)生學(xué)會思考、探究和質(zhì)疑，能夠?qū)嶒炘?、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，對高中生物實驗教學(xué)展開了研究與分析，皆為更好的優(yōu)化和創(chuàng)新實驗教學(xué)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);高中生物;實驗教學(xué)

前言

深度學(xué)習(xí)理論是針對淺層學(xué)習(xí)而言，將真實復(fù)雜的情境融入教學(xué)之中，引導(dǎo)學(xué)生運用已知知識獲取新知識，實現(xiàn)知識提取的遷移，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，拓寬學(xué)生知識視野，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。下面以《pH對酶活性的影響》實驗為例，談一談如何基于深度學(xué)習(xí)理論開展高中生物實驗教學(xué)。

一、對高中生物實驗原理的深度學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)高中生物實驗教學(xué)中，很多教師都會讓學(xué)生熟記實驗原理，忽略了實驗設(shè)計的理論依據(jù)。因此，在深度學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生在現(xiàn)有實驗基礎(chǔ)上，創(chuàng)新實驗原理和設(shè)計思路，弄清實驗要做什么、有什么樣的現(xiàn)象以及要達(dá)到什么樣的實驗結(jié)果。

例如，在進(jìn)行《pH對酶活性的影響》實驗時，原理是pH影響酶的活性，進(jìn)而使過氧化氫（H2O2）分解，會使單位時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣（O2）速度不同，實驗重點在于使用何種方法測試氧氣（O2）的生成量。通過開展深度學(xué)習(xí)，明確實驗原理和思路，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生實驗思維。

二、對高中生物實驗材料的深度學(xué)習(xí)

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

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

三、對高中生物實驗方案和過程的深度學(xué)習(xí)

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

例如，在進(jìn)行《pH對酶活性的影響》實驗時，會經(jīng)常用到試管、燒杯作為反應(yīng)室來廣場實現(xiàn)現(xiàn)象。比如觀察實驗過程中產(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)新實驗教學(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驗變化。如何設(shè)計實驗方案和實驗步驟完成實驗的全過程，能夠出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？以調(diào)動學(xué)生在實驗中尋找答案的欲望。

四、對高中生物實驗結(jié)果的深度學(xué)習(xí)

基于深度學(xué)習(xí)理論的高中生物實驗結(jié)果要進(jìn)行梳理和總結(jié)，對實驗過程中收集的數(shù)據(jù)要進(jìn)行整理和分析，絕不可以根據(jù)實驗?zāi)康暮皖A(yù)期編寫實驗結(jié)果，一定要實事求是，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。對實驗成敗因素、實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果要有質(zhì)疑心理，學(xué)會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對酶活性的影響》實驗時，讓學(xué)生根據(jù)實驗自行設(shè)計實驗表格來記錄數(shù)據(jù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出不同條件下酶活性的曲線圖，深度思考實驗中pH值對酶活性的影響，在利用逐級稀釋法進(jìn)行實驗會得到什么樣的實驗結(jié)果？此外，在深度學(xué)習(xí)理論下，還可以引導(dǎo)學(xué)生從實驗結(jié)果和目的出發(fā)，思考并質(zhì)疑實驗中的各個環(huán)節(jié)。比如，實驗原理的改進(jìn)、實驗材料的選擇、實驗步驟的取舍、實驗過程的改進(jìn)、實驗結(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，形成知識遷移的教學(xué)目的。另外，教師還需要針對學(xué)生實驗結(jié)果進(jìn)行點評，讓學(xué)生對比不同實驗結(jié)果，大膽提出猜測和質(zhì)疑，對實驗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)實驗成敗原因和實驗結(jié)果是否能夠達(dá)到預(yù)期的目的等，進(jìn)而達(dá)到真實探究實驗的教學(xué)目標(biāo)。

總結(jié)

總之，高中生物實驗教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科知識，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，教師要針對實驗原理、實驗材料、實驗方案、實驗過程和實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生深度思考和自