数字化实验培养高中生化学深度学习能力的实践研究

作     者：刘芳 

作者单位：合肥师范学院 

学位级别：硕士

导师姓名：凌波;鹿钰锋

授予年度：2023年

学科分类：04[教育学] 

主      题：数字化实验 深度学习 高中化学 实践研究 

摘      要：深度学习是一种积极主动、富有探究性、具有理解力且与现实紧密结合的学习方式,“深度学习项目是我国基础教育课程改革的一个重要举措,也是实施学生核心素养和各专业课程标准的一种有效手段。是21世纪近十年来科学教育界研究的热点与重点。化学课程的深度学习,必然涉及对化学学科核心内容、思想方法的深度理解和运用,数字化实验凭借其能提供量化证据及可视化数据等优势,能有效提高学生学习的广度和深度,为发展学生的深度学习能力提供了有力支撑。本论文以探究数字化实验能否促进学生的深度学习为研究目的,采用文献研究法、问卷调查法、实验研究法等多种研究方法相结合进行分析研究。首先通过文献综述,对深度学习和数字化实验的概念、内涵及特征,化学深度学习的内涵及特征进行了梳理和整合。在此基础上,概述了数字化实验及深度学习的国内外研究热点和发展现状。其次通过展开学生问卷调查及教师访谈,了解当前高中生化学课堂深度学习的现状,以及教师对数字化实验和深度学习的认知情况。并对其存在的主要问题及成因进行分析,以为后续数字化实验及教学案例的设计提供参考依据。再次,选择元素及其化合物及化学原理部分相关内容,开发了两个数字化实验《基于手持技术探究氯化铝和氢氧化钠的反应历程》和《基于手持技术探究析氢腐蚀和吸氧腐蚀的临界p H》,并设计相应的教学案例。最后,将所设计的数字化实验教学案例用于课堂实践,主要采取课堂观察的手段,从投入程度、意义建构和问题解决三大维度对学生的课堂状态进行评价,对比分析实验班和对照班的深度学习水平差异,以此对数字化实验促进学生的深度学习的效果做出反馈。通过实践研究发现,数字化实验可以提升学生的深度学习能力,且基于数字化实验的化学课堂促进了学生的认知发展和素养提升。笔者还对研究过程进行了反思,对之后进行数字化实验促进学生深度学习的相关研究做了展望,为其他研究者提供一定的参考。