發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)研究

【摘" 要】 科學(xué)課程作為一門綜合性課程，特別強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，力求跨越學(xué)科邊界，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融合與貫通。文章以初中科學(xué)教材中的“酸堿溶液混合”一課為例，詳細(xì)闡述了以發(fā)展科學(xué)思維為導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)策略。通過深入挖掘教材背后的核心價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生親歷探究過程；利用學(xué)生的前認(rèn)知進(jìn)行合理推斷，促進(jìn)跨學(xué)科的知識(shí)遷移；在糾錯(cuò)與改進(jìn)中構(gòu)建知識(shí)體系，推動(dòng)學(xué)生高階思維的發(fā)展。文章旨在打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的桎梏，實(shí)現(xiàn)從“記憶科學(xué)事實(shí)”向“培養(yǎng)科學(xué)思維”的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 科學(xué)思維；深度學(xué)習(xí)；初中科學(xué)

一、深度學(xué)習(xí)與科學(xué)思維的培養(yǎng)

深度學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)方式，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和靈活應(yīng)用，以及在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)的高級(jí)思維能力。相較于淺層學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)更加注重知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和整體性，要求學(xué)生通過批判性思維、問題解決和創(chuàng)造性思考等策略，將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力。

科學(xué)思維是科學(xué)教育的核心目標(biāo)之一，它指的是學(xué)生在科學(xué)探究過程中所形成的思維方式和方法體系。科學(xué)思維涵蓋觀察、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、推理和結(jié)論等多個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生具備邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維等高級(jí)思維能力。通過科學(xué)思維的培養(yǎng)，學(xué)生不僅能夠更深入地理解科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，還能在面對(duì)實(shí)際問題時(shí)，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)進(jìn)行理性分析和有效解決。

在初中科學(xué)教學(xué)中，酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)是一個(gè)典型的科學(xué)探究實(shí)例。通過這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以觀察到酸堿溶液混合后的顏色變化、溫度變化等現(xiàn)象，進(jìn)而提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。

二、以“酸堿溶液混合”為例的深度學(xué)習(xí)策略

（一）挖掘教材背后的核心價(jià)值

教材是教學(xué)的基本依據(jù)，但教材背后的核心價(jià)值往往易被忽視。在“酸堿溶液混合”這一課中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)掌握情況，更要深入挖掘教材背后的科學(xué)思維方法和科學(xué)探究精神。

首先，教師要引導(dǎo)學(xué)生理解酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)的基本概念和原理。酸堿溶液混合是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，涉及溶液的酸堿性、pH值、離子反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)通過生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)演示和直觀的圖表展示，幫助學(xué)生掌握這些概念和原理。

其次，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能。在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需觀察溶液的顏色變化、溫度變化等現(xiàn)象，并準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，學(xué)生還需掌握實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法和實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)。教師應(yīng)通過示范和練習(xí)相結(jié)合的方式，提高學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)技能。

最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生挖掘?qū)嶒?yàn)背后的科學(xué)思維方法和科學(xué)探究精神。酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)不僅是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，更是一個(gè)科學(xué)探究的過程。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，親身體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，并鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于探索和創(chuàng)新，培養(yǎng)他們的批判性思維和創(chuàng)造性思維。

（二）引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究的過程

科學(xué)探究是科學(xué)思維的核心組成部分，它要求學(xué)生親身體驗(yàn)提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論等全過程。在“酸堿溶液混合”這一課中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和探究能力。

首先，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出問題。問題是科學(xué)探究的起點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。在教學(xué)過程中，教師可以通過設(shè)置情境、引發(fā)沖突等方式，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。例如，教師可以展示兩種不同顏色的溶液混合后的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生的好奇心，然后引導(dǎo)他們提出問題：“為什么兩種不同顏色的溶液混合后會(huì)變成另一種顏色的溶液？”

其次，教師要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，要求學(xué)生根據(jù)問題提出假設(shè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析問題的本質(zhì)和關(guān)鍵要素，幫助他們提出合理的假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)：“酸堿溶液混合后的顏色變化可能與溶液的酸堿性有關(guān)。”然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過改變?nèi)芤旱乃釅A性來觀察顏色變化。

再次，教師要引導(dǎo)學(xué)生收集和分析數(shù)據(jù)。收集和分析數(shù)據(jù)是科學(xué)探究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)通過示范和練習(xí)相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生掌握數(shù)據(jù)收集和分析的方法。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用pH試紙測(cè)量溶液的酸堿性，使用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度變化，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

最后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生得出結(jié)論并進(jìn)行反思。得出結(jié)論是科學(xué)探究的終點(diǎn)，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果得出合理的結(jié)論。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和討論，幫助他們得出正確的結(jié)論，并鼓勵(lì)他們進(jìn)行反思和總結(jié)，思考實(shí)驗(yàn)過程中的得失和改進(jìn)方向。

（三）利用前認(rèn)知進(jìn)行合理推斷

前認(rèn)知是指學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前已經(jīng)具備的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在“酸堿溶液混合”這一課中，教師可以利用學(xué)生的前認(rèn)知進(jìn)行合理推斷，幫助他們理解新知識(shí)并建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

首先，教師要了解學(xué)生的前認(rèn)知情況。在教學(xué)過程中，教師可以通過提問、討論等方式，了解學(xué)生對(duì)酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。例如，可以向?qū)W生提問：“你們知道什么是酸和堿嗎？”“你們以前做過酸堿溶液混合的實(shí)驗(yàn)嗎？”通過這些問題了解學(xué)生的前認(rèn)知情況，為后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

其次，教師要利用學(xué)生的前認(rèn)知進(jìn)行合理推斷。在教學(xué)過程中，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生回顧舊知識(shí)、類比推理等方式，幫助他們理解新知識(shí)并建立知識(shí)之間的聯(lián)系。例如，可以引導(dǎo)學(xué)生回顧以前學(xué)過的酸堿指示劑的知識(shí)，通過類比推理理解酸堿溶液混合后顏色變化的原因。同時(shí)，還可以引導(dǎo)學(xué)生利用已有的化學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和解釋，培養(yǎng)他們的邏輯思維和推理能力。

最后，教師要及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤前認(rèn)知。在教學(xué)過程中，教師會(huì)發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生的認(rèn)知存在錯(cuò)誤或偏差。針對(duì)這種情況，教師要及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤認(rèn)知，幫助他們建立正確的知識(shí)框架和思維方式。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，有些學(xué)生會(huì)認(rèn)為酸堿溶液混合后一定會(huì)產(chǎn)生沉淀或氣體等明顯現(xiàn)象。針對(duì)這種錯(cuò)誤認(rèn)知，教師可以通過實(shí)驗(yàn)演示和數(shù)據(jù)分析等方式進(jìn)行糾正和解釋。

（四）在糾錯(cuò)與改進(jìn)中建構(gòu)知識(shí)

在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生難免會(huì)遇到錯(cuò)誤和困難。在“酸堿溶液混合”這一課中，教師要通過糾錯(cuò)與改進(jìn)的方式幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)并發(fā)展科學(xué)思維。

首先，教師要鼓勵(lì)學(xué)生勇于面對(duì)錯(cuò)誤。在教學(xué)過程中，教師要通過表揚(yáng)和鼓勵(lì)的方式激發(fā)學(xué)生的自信心和積極性，讓他們勇于面對(duì)自己的錯(cuò)誤和困難。同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生正視錯(cuò)誤的價(jià)值和意義，認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤是學(xué)習(xí)過程中不可避免的一部分。

其次，教師要引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤的原因。在教學(xué)過程中，教師要通過引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過程、分析數(shù)據(jù)等方式幫助他們找出錯(cuò)誤的原因。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符或存在明顯偏差，教師可以引導(dǎo)他們分析實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性等方面的問題。

再次，教師要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)和修正。教師可以通過提供改進(jìn)建議和指導(dǎo)等方式幫助學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)和修正。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在偏差或錯(cuò)誤，教師可以引導(dǎo)他們重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作或調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件等。

最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生在糾錯(cuò)與改進(jìn)中建構(gòu)知識(shí)。在教學(xué)過程中，教師要通過引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)、提煉規(guī)律和原理等方式幫助他們建構(gòu)知識(shí)并形成知識(shí)體系。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)酸堿溶液混合后顏色變化、溫度變化等規(guī)律，并提煉出相關(guān)的化學(xué)原理和知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中去，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

三、實(shí)施深度學(xué)習(xí)策略的保障措施

（一）提高教師的專業(yè)素養(yǎng)

首先，應(yīng)組織教師參與專業(yè)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)交流活動(dòng)。通過此類活動(dòng)，教師能夠了解最新的教育理念和教學(xué)方法，進(jìn)而提升自身的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平。同時(shí)，教師間的經(jīng)驗(yàn)交流和分享也有助于共同提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

其次，鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)改革和創(chuàng)新。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)勇于嘗試新的教學(xué)方法和手段，不斷創(chuàng)新教學(xué)方式和模式。教師可采用探究式教學(xué)方法或項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

最后，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)教師的考核和評(píng)價(jià)。通過定期考核和評(píng)價(jià)教師的教學(xué)工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決教學(xué)中存在的問題和不足，進(jìn)而采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，考核和評(píng)價(jià)也可作為激勵(lì)教師不斷提升自身專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平的手段。

（二）提供豐富的教學(xué)資源

首先，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理。實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要場(chǎng)所，其建設(shè)和管理水平直接影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。因此，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理，提高實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施水平和安全性能，并確保實(shí)驗(yàn)器材的正常使用和安全性。

其次，積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)軟件和工具。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的教學(xué)軟件和工具層出不窮，它們能為學(xué)生提供更加直觀、生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。因此，應(yīng)積極引進(jìn)并應(yīng)用這些教學(xué)軟件和工具于實(shí)際教學(xué)中。例如，在酸堿溶液混合實(shí)驗(yàn)中，可利用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件來模擬實(shí)驗(yàn)過程，以幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)原理和操作步驟。

最后，要加強(qiáng)圖書資料的建設(shè)和管理。圖書資料是學(xué)生獲取知識(shí)的重要途徑之一，因此必須加強(qiáng)圖書資料的建設(shè)和管理，為學(xué)生提供豐富的圖書資源和良好的閱讀環(huán)境。同時(shí)，還要注重圖書資料的更新和維護(hù)，以確保其時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

（三）營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍

首先，要注重課堂環(huán)境的營(yíng)造。課堂環(huán)境是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所，其氛圍直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和思維活躍度。因此，教師應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)寬松、自由、積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言、提問和討論，以激發(fā)他們的思維活力和創(chuàng)造力。同時(shí)，還要注重課堂紀(jì)律的管理，確保課堂秩序的穩(wěn)定和良好。

其次，要建立良好的師生關(guān)系。良好的師生關(guān)系可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)他們的思維發(fā)展。因此，教師應(yīng)尊重學(xué)生的個(gè)性差異和興趣愛好，關(guān)注他們的學(xué)習(xí)和生活情況，給予適當(dāng)?shù)膸椭椭С帧Ｍ瑫r(shí)，還要注重與學(xué)生的溝通和交流，了解他們的想法和需求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和方法。

最后，要鼓勵(lì)同伴之間的合作與交流。同伴之間的合作與交流是學(xué)生學(xué)習(xí)和思維發(fā)展的重要途徑。通過同伴間的合作與交流，學(xué)生可以互相學(xué)習(xí)、互相幫助、互相啟發(fā)，促進(jìn)彼此的思維發(fā)展和知識(shí)建構(gòu)。因此，應(yīng)鼓勵(lì)同伴之間的合作與交流，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論、合作學(xué)習(xí)等活動(dòng)，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和社交技能。

四、結(jié)語

本文以初中科學(xué)教材中的“酸堿溶液混合”為例，詳細(xì)闡述了以發(fā)展科學(xué)思維為導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)策略。通過挖掘教材背后的核心價(jià)值、引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究的過程、利用前認(rèn)知進(jìn)行合理推斷以及在糾錯(cuò)與改進(jìn)中建構(gòu)知識(shí)等措施，成功地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提升了他們的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維水平。然而，在實(shí)際教學(xué)中仍存在一些問題，如學(xué)生的個(gè)體差異較大、實(shí)驗(yàn)條件有限等。因此，在未來的教學(xué)實(shí)踐中，需要進(jìn)一步探索和優(yōu)化深度學(xué)習(xí)策略的實(shí)施方式和方法，以適應(yīng)不同學(xué)生的需求和特點(diǎn)。同時(shí)還需要加強(qiáng)與其他學(xué)科的融合和貫通，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 武越，陳名瑞. 推動(dòng)科學(xué)思維發(fā)展的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐探索［J］. 理科愛好者，2024（04）：202-204.

［2］ 徐立海. 基于深度學(xué)習(xí)的延展教學(xué)策略［J］. 物理教師，2024，45（05）：14-18.

［3］ 陳方方. 在深度學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維［J］. 中學(xué)生物教學(xué)，2023（30）：7-10.