基于深度学习理论的高中生物实验教学优化策略

郑小雪

摘  要：基于深度学习理论的高中生物实验教学，可以让学生学会思考、探究和质疑，能够对实验原理、材料、方案、过程、结果等产生深刻的理解与认知，达到深度提取和迁移生物知识的教学目的，从而培养学生思维能力和创新能力，以实现培养学生生物学科核心素养的教学目标。本文以深度学习理论为出发点，对高中生物实验教学展开了研究与分析，皆为更好的优化和创新实验教学。

关键词：深度学习;高中生物;实验教学

前言

深度学习理论是针对浅层学习而言，将真实复杂的情境融入教学之中，引导学生运用已知知识获取新知识，实现知识提取的迁移，并在常规思维下进行创新和思考，以探究更深层次的内容和知识，拓宽学生知识视野，培养和锻炼学生的思维能力和创新能力。下面以《pH对酶活性的影响》实验为例，谈一谈如何基于深度学习理论开展高中生物实验教学。

一、对高中生物实验原理的深度学习

传统高中生物实验教学中，很多教师都会让学生熟记实验原理，忽略了实验设计的理论依据。因此，在深度学习过程中，教师应鼓励学生在现有实验基础上，创新实验原理和设计思路，弄清实验要做什么、有什么样的现象以及要达到什么样的实验结果。

例如，在进行《pH对酶活性的影响》实验时，原理是pH影响酶的活性，进而使过氧化氢（H2O2）分解，会使单位时间内产生氧气（O2）速度不同，实验重点在于使用何种方法测试氧气（O2）的生成量。通过开展深度学习，明确实验原理和思路，进而强化学生实验思维。

二、对高中生物实验材料的深度学习

在高中生物实验材料的深度学习过程中，教师应为学生提供多样性的实验材料，让学生进行不同实验，对比实验想象，促使学生自主探究、自主学习，在拓宽学生知识视野的同时，也可以增加实验教学内容，激发学生实验兴趣[1]。

例如，在进行《pH对酶活性的影响》实验时，教材中是利用的新鲜动物肝脏研磨液，其中含有过氧化氢酶来作为实验的催化剂，此时开展深度学习时，如果为学生提供洋葱、马铃薯、酵母菌等作为实验材料，让学生比较各种生物材料对过氧化氢酶的反应效果，以增加学生实验探究思维和实验内容。

三、对高中生物实验方案和过程的深度学习

在传统高中生物实验教学中，教师为了节省实验教学时间和维持课堂秩序，让强行要求学生按照原有的实验方案和实验步骤完成实现全过程，忽略了学生实验体验和感受，很难启迪学生思考和探究意识[2]。在深度学习理论下，设计生物实验方案是教学重点，尤其是实验步骤、注意事项在实验过程中起着非常重要的作用。所以教师应鼓励学生遵循科学性、对照性、等量性等原则，根据实验原理和目的设计实验方案，并對实验方法和理论展开分析，以调整和完善实验方案。

例如，在进行《pH对酶活性的影响》实验时，会经常用到试管、烧杯作为反应室来广场实现现象。比如观察实验过程中产生的气泡，或利用排水法、排空气法收集氧气（O2）等。在进行深度学习过程中，教师可以创新实验教学，让学生用一次性注射器作为反应室，盛装过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶溶液，通过压缩注射器活塞来观察实验变化。如何设计实验方案和实验步骤完成实验的全过程，能够出现什么样的现象？以调动学生在实验中寻找答案的欲望。

四、对高中生物实验结果的深度学习

基于深度学习理论的高中生物实验结果要进行梳理和总结，对实验过程中收集的数据要进行整理和分析，绝不可以根据实验目的和预期编写实验结果，一定要实事求是，透过现象看本质。对实验成败因素、实验数据、实验结果要有质疑心理，学会用批判性的思维思考问题，这样才能到达深度学习的效果。

例如，在进行《pH对酶活性的影响》实验时，让学生根据实验自行设计实验表格来记录数据，并根据实验数据绘制出不同条件下酶活性的曲线图，深度思考实验中pH值对酶活性的影响，在利用逐级稀释法进行实验会得到什么样的实验结果？此外，在深度学习理论下，还可以引导学生从实验结果和目的出发，思考并质疑实验中的各个环节。比如，实验原理的改进、实验材料的选择、实验步骤的取舍、实验过程的改进、实验结果的分析等方面，都可以引导学生深度挖掘和创新知识，形成知识迁移的教学目的。另外，教师还需要针对学生实验结果进行点评，让学生对比不同实验结果，大胆提出猜测和质疑，对实验过程和方法提出逻辑分析，激发学习创新思维，总结实验成败原因和实验结果是否能够达到预期的目的等，进而达到真实探究实验的教学目标。

总结

总之，高中生物实验教学是学生学习生物学科知识，提高学习效果和理解能力的主要途径。在深度学习理论下，教师要针对实验原理、实验材料、实验方案、实验过程和实验结果，引导学生深度思考和自主探究，让学生在已有知识基础之上进一步学习更加深层次的知识，这样才能激发学生实验探究意识，培养学生实验思维和拓宽学生生物学科知识视野，进而培养学生创新能力，实现培养学生生物学科核心素养的教学目标。

参考文献

[1]奚红云，丁奕然.深度学习视域下的生物学实验教学解析与策略[J].生物学教学，2018，43（05）：40-41.

[2]何红星.深度学习视域下的生物学实验教学策略[J].生物学教学，2020，45（06）：55-56.

基金项目：2019年度福建省中青年教师教育科研项目（基础教育研究专项）“科学思维视域下的高中生物学模型建构教学案例研究”（课题编号：JZ190194）