促進深度學習的初中科學教學實踐研究

【摘要】本文探討了深度學習在初中科學教育中的應用及其對提升學生科學素養的潛力。文中介紹了深度學習及其核心要素，隨后探索了科學教育與深度學習的結合點以及深度學習對學生科學素養的影響，并評估了當前初中科學教育中深度學習的應用現狀，包括教學模式的融合程度、學生學習的主要障礙及教師的理解與運用情況。還提出了一系列促進深度學習的教學策略和實踐方法，如優化課程設計、實施互動式與探究式學習活動、利用技術工具和構建有效的評估與反饋機制。通過這些策略，希望為初中科學教育提供更為深入和持續的學習體驗。

【關鍵詞】深度學習；初中科學教學；實踐

【中圖分類號】G633 " 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2025）02-0070-03

一、引言

隨著教育領域對學生能力全面發展的需求增加，深度學習已成為教育改革的重要方向。深度學習強調理解、應用和創新能力的培養，特別是在科學教育中，這種學習方式對學生的長遠發展尤為關鍵。本文旨在探索深度學習在初中科學教育中的實際應用和可能面臨的挑戰，分析現有教學模式與深度學習的融合程度，并提出有效的策略和方法來實現教育目標。通過深入分析，本文期望幫助教師更好地設計課程和教學活動，以促進學生的深度學習，從而提升學生的科學素養和綜合能力。

二、深度學習的理論框架及其在科學教學中的意義

（一）深度學習的定義與核心要素

深度學習涉及對學習內容的深入理解，使學生能夠將所學知識運用于新的情境中，這種學習方式鼓勵學生超越簡單的事實接收，進而分析、評估并創造信息，從而培養其自主學習和終身學習的能力。而核心要素包括學習動機、認知策略和元認知三個方面，學習動機是深度學習的推動力，動機驅動的學習過程更可能促使學生投入到復雜和挑戰性的學習活動中。同時，認知策略的運用，如概念映射、問題導向學習等，可以幫助學生構建穩固而有意義的知識框架。還有元認知能力的培養可使學生能夠監控自己的學習過程，評估學習策略的有效性，并據此調整自己的學習行為。

（二）科學教育與深度學習的結合點

科學教育與深度學習的核心在于利用深度學習的教學策略，促進學生對科學知識的深層理解和應用能力的發展，且科學本質上是探索未知、解決問題和批判性思維的領域，這與深度學習強調的學習深度和質量高度契合。

（三）深度學習對學生科學素養的影響

在初中科學教育中實施深度學習，可使學生能夠通過探究活動，深入理解科學概念及其背后的原理。深度學習鼓勵學生將理論與現實世界相連接，從而提升他們的應用和分析技能，使他們能夠在面對復雜科學問題時，展現出更高的適應性和解決問題的能力。[1]同時，通過深度學習策略，學生會被激勵去提問題、尋找答案并對結果進行評價，這種學習方式有助于形成一種持續學習和自我提升的態度。這種教育模式不僅能增強學生對科學的興趣和熱情，還可以幫助他們發展自我驅動和自我效能感，而這些都是現代科學素養的關鍵要素。

三、深度學習在當前初中科學教育中的應用現狀

（一）現有教學模式與深度學習的融合程度

隨著教育改革的深入，越來越多的教育者開始認識到深度學習對于培養學生批判性思維、解決問題能力以及自主學習能力的重要性。引入課堂的教學策略鼓勵學生通過實際操作、小組討論和獨立研究等方式，深入探索科學原理和概念。盡管這標志著現有教學模式向深度學習的積極轉變，但整體融合程度仍顯不足，部分學校因資源、培訓或課程設計的限制，不能全面實施深度學習。同時，在現有教學模式與深度學習的融合問題方面，由于許多教師在職業生涯中習慣了以考試成績為導向的教學方式，難以轉變為以學生為中心，注重過程和技能培養的深度學習模式。并且現有的課程結構和評估系統也不夠靈活，往往強調理論知識的掌握而非實際應用能力的培養，這限制了深度學習策略的有效整合。

（二）初中生在科學學習中遇到的主要障礙

在當前初中科學教育中，許多學生往往在抽象概念的理解和實際應用之間存在斷層，如在學習物理學中的力和運動時，學生可能能夠記憶牛頓的運動定律，但在解決與之相關的實際問題時卻無法準確運用這些定律。出現這種現象的一部分原因是傳統教學方法過于側重理論知識的傳授，而缺乏足夠的實驗操作和問題解決的練習，導致學生在知識的應用層面遇到困難。同時，許多學生未能找出適合自己的學習方法，仍舊采用被動、機械的記憶方式來應對學習壓力。

（三）教師對深度學習理解與運用的現狀

部分教師能夠有效地將深度學習策略如探究式學習、合作學習和項目導向學習融入日常教學活動中，通過這些策略促進學生對科學知識的深入理解和應用，如，一些教師會設計以學生為中心的實驗項目，讓學生在實踐中探索科學原理，通過小組合作解決具體科學問題，從而深化對科學概念的理解。[2]但仍有相當比例的教師在深度學習的理解和運用上存在缺陷，這部分教師可能由于自身對深度學習核心理念的理解不足，或是缺乏將這些理念轉化為教學實踐的方法和技巧，導致在課堂上依然采用傳統的講授法，重視知識點的覆蓋而忽視學生能力的培養。

四、促進深度學習的教學策略與實踐方法

（一）課程與教學設計的優化建議

在初中科學教育中，優化教學設計應注重學生核心能力的培養，將理論知識與實踐技能相結合，以促進學生對科學概念的深入理解和應用。且教學設計應當具體到能夠調動學生的主動學習態度和探究精神，如通過問題導向學習（PBL）和案例研究等策略，引導學生主動探索并解決問題。[3]這些策略不僅有助于學生建立扎實的知識基礎，還能激發他們的創新思維和批判性思考能力。以初中科學“生物體的結構層次”為例，在探討細胞、組織、器官到系統的結構層次時，教師可以設計一個項目，讓學生通過顯微鏡觀察不同類型的細胞，并記錄其特點和功能。同時學生還可以分組進行研究，探索不同器官如何協同工作支持生物體的生命活動，通過這種方式，學生不僅能夠直觀地看到理論知識與實際觀察的聯系，而且能通過小組合作和討論，增進對生物體復雜結構和功能間相互依賴關系的理解。這種教學設計充分利用了實踐活動和小組互動的優勢，可使學生能夠在親身體驗和合作學習的過程中，深化對科學概念的理解和記憶。

（二）互動式與探究式學習活動的實施

互動式學習側重于學生與學生之間或學生與教師之間的互動，通過討論、合作解決問題來增強學習的社會性和參與感。[4]探究式學習則鼓勵學生通過設置問題、收集數據、分析結果并得出結論的方式，主動探索未知的科學領域。這兩種學習方式不僅能夠激發學生的好奇心，還能培養他們獨立思考和科學探究的能力。以初中科學“物種的多樣性”為例，教師可以引導學生觀看一系列關于地球上不同生態系統的紀錄片，讓學生了解不同環境中物種多樣性的現象。同時，教師設定一個探究任務，要求學生小組選擇一個具體的生態系統，通過網絡和圖書館資源收集該系統中存在的各種生物種類的信息，每個小組需要整理他們的發現，并設計一個互動展示，用以說明這些物種是如何相互作用及其對環境的適應策略。并且小組成員需要通過模擬生態系統的方式，展示人類活動如何影響物種多樣性，并提出保護建議。這樣的教學設計不僅能讓學生在實際操作中理解物種多樣性的科學概念，還可以通過小組合作和展示加深他們對生態平衡重要性的認識。

（三）利用技術工具增強學習體驗與效果

在初中科學教育中，技術的融入能夠幫助學生以直觀和互動的方式理解復雜的科學概念和過程。利用技術工具不僅可以增加學習的趣味性，還可以通過模擬、可視化和實時反饋等功能，幫助學生深入理解科學理論，并促進其批判性思維和問題解決能力的發展。且技術也可以為教師提供更多樣化的教學方法，使課堂更加靈活和多元，能夠滿足不同學習風格和需求的學生。以初中科學“地球的繞日運動”為例，教師可以使用星球運動模擬軟件來展示地球在太陽周圍的運動軌跡，通過這種直觀的視覺展示，學生不僅可以清楚地看到地球的公轉軌跡，還能理解不同位置對季節變化的影響。同時，交互式白板可以用來繪制地球和太陽之間的相對位置，幫助學生通過互動操作深入探索夜晚和白天的形成機制，這種技術應用不只局限于展示和觀察，更可以通過問題解決的實際操作讓學生參與到學習過程中，如設置虛擬實驗，讓學生預測并驗證地球不同位置時的日照情況，這樣的互動體驗可以有效地提升學生的學習興趣和科學探究的深度。而且通過這些技術工具的應用，地球的繞日運動這一抽象的天文現象能被轉化為學生可以操作和探索的具體任務，極大地增強學習的效果和深度。

（四）構建有效的評估與反饋機制以支持深度學習

評估與反饋機制在促進深度學習中不僅能衡量學生的學習成果，更可以通過持續的反饋來引導學生的學習過程和思維發展。而有效的評估應當超越傳統的知識記憶測試，更多地融入分析、評價和創造等高階思維能力的考察，同時評估的形式也應該多樣化，包括項目作業、口頭報告、同伴評價以及自我評估等，這些方式可以更全面地反映學生的學習情況和能力發展水平。在反饋機制的構建上，需要提供及時、具體且建設性的反饋，這種反饋不僅指出學生的不足，更重要的是給出改進的方向和方法，幫助學生理解如何通過努力達到更高的學習目標。

為了實現上述目標，教師需要根據學生的具體表現定制個性化的反饋，確保每位學生都能從中獲得成長和進步的機會，如，在進行復雜概念的教學后，教師可以設計一系列基于問題解決的任務，通過這些任務來評估學生對知識的應用能力。完成任務后，教師需要詳細分析學生的答案，指出解題過程中的優點和可以改進的地方，而不只是給出正確答案。[5]這種深入的反饋能夠引導學生反思自己的思考過程和解題策略，從而在未來的學習中能更加自主地識別和解決問題。并且通過這樣持續和針對性的評估與反饋，學生的學習不再是單向的知識接受，而是變成一個雙向的、互動的過程，極大地促進深度學習的實現。

五、結語

綜上所述，將深度學習原則整合到科學教育中，不僅可以幫助學生克服學習中的障礙，還能顯著提高他們的科學素養和問題解決能力。在未來，教師和教育決策者需要更加重視深度學習策略的開發與應用，確保教學活動和評估方法能夠真正促進學生的深入學習，從而為學生的全面發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]余曉軍.促進深度學習的初中科學教學實踐研究[J].考試周刊，2024（33）：38-41.

[2]許宇偉.指向深度學習的初中科學教學策略[J].教學月刊·中學版（教學參考），2022（5）：20-23.

[3]錢國美.初中科學教學中促進學生深度學習的實踐策略分析[J].考試周刊，2021（96）：7-9.

[4]陳緒杰.初中科學教學中促進學生深度學習的實踐[J].科學咨詢（科技·管理），2019（10）：176-177.

[5]蔡麗紅.初中科學概念深度學習的教學實踐[J].名師在線，2019（9）：17-18.

作者簡介：

沈志剛（1978年11月—），男，漢族，浙江省湖州市德清縣人，本科學歷，中學一級教師，研究方向：初中科學。