深度学习视域下提高学生思维能力

〔摘 要〕 随着人工智能与数据科学的迅猛发展，深度学习不仅在技术领域取得显著成就，而且为教育领域提供了新的启示。本研究旨在探讨在深度学习的理论指导下，如何有效培养小学生在科学学习中的思维能力。本文从深度学习的概念出发，阐述了深度学习对提高学生思维能力的重要意义，随后提出了一系列基于深度学习的教学策略。这些策略旨在帮助教师构建一个支持深度学习的教学环境，从而更好地提高小学生在科学教学中的思维能力，为其终身学习和应对未来社会的挑战打下坚实的基础。

〔关键词〕 小学科学；深度学习；思维能力

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 22 112-114

21世纪科技与社会的快速发展，对学生的综合能力特别是思维能力的培养提出了更高的要求。在众多学科中，小学科学教育扮演着至关重要的角色，它不仅传授基础的科学知识与原理，更重要的是通过科学的探究活动培养学生的批判性思维、创造性思维及问题解决能力。然而，传统的教学模式往往注重知识的灌输而忽视了学生深层次思考能力的发展。因此，如何提高他们的思维能力和科学素养，是急需解决的问题。

一、深度学习概念

深度学习是一种机器学习技术，其利用构建多层神经网络模拟人类大脑神经网络的结构，从而实现对复杂数据进行高效分析和处理的能力。它的概念源于人工智能领域的研究，并在近年来得到广泛应用和发展。深度学习的核心思想是利用多层次的神经网络结构，从数据中自动学习并提取特征，以便进行更高级别的抽象和推理。与传统的机器学习方法相比，深度学习不需要手动指定特征或规则，而是通过学习大量数据中的模式和关联性，自动发现和提取特征。

小学生深度学习是指在小学阶段，将深度学习领域的理论和方法引入教育中，促进小学生全面发展和提高学习效果的教育模式。培养小学生的创新思维、问题解决能力和自主学习能力，以让其适应未来知识社会的需求至关重要。深度学习有助于小学生更好地理解和掌握知识，进而提升学习效果。因此，小学生进行深度学习具有重要意义。

（一）个性化学习

每个小学生都有不同的学习风格和节奏，深度学习可以根据学生的学习情况和需要进行个性化的教学设计，满足他们的学习需求。

（二）激发创造

深度学习鼓励学生主动探索和解决问题，培养他们的创新思维和批判性思维能力。通过自主学习和项目实践，小学生可以更好地发挥想象力和创造力。

（三）培养解决问题的能力

深度学习着重培养学生的问题解决能力和逻辑思维。通过使用深度学习方法解决实际问题的训练，学生可以学会分析、提出假设、验证和改进，从而培养出扎实的问题解决能力。

（四）适应未来社会需求

随着科技的不断发展，未来社会对人才的要求也在变化，具备数据分析和机器学习等技能的人才更受欢迎。通过对小学生深度学习的培养，可以为学生将来进一步学习和工作做好准备，提高他们的竞争力。

二、深度学习视域下提高学生思维能力的策略

（一）创设教学情境，激发学生思维活力

在深度学习的背景下，培养小学生的科学思维能力至关重要，其关键策略是通过创设教学情境激发学生的思维活力。这意味着教师在教学过程中应该结合实际情境和问题，引导学生主动参与、提出问题、探索解决方案，从而培养他们的科学思维能力和创造力。例如，在教学四年级下册第三单元“岩石与土壤”时，教师课前提出问题：生活中哪里存在土壤与岩石？它们分别是由什么组成的？有什么特点？它们与我们的生活有怎样的联系？激发起学生的兴趣，让其自行探索。课上，教师可以通过多媒体展示相关的土壤与岩石图片与视频资料，让学生对本单元内容有个大概的了解。另外，还可以通过具体的情境，让学生在实际操作与观察中理解土壤与岩石的特征、形成过程以及它们之间的关系。可以带领学生到校园或附近的公园、山地等环境中进行实地考察。学生可以观察到不同的土壤类型和岩石，并了解它们的特点。通过激发学生思维活力的教学策略，可以帮助他们深入了解土壤与岩石的特征和生成过程。教师可以创设教学情境，鼓励学生根据自己的理解和实地观察进行思考和讨论。这样的教学方式，不仅能够培养学生的观察、实验和分析能力，还能在探究过程中促使他们自主思考，锻炼解决问题的创造性能力。通过这种方式，学生可以更好地应用科学知识于实际生活中。

（二）布置实践任务，发展学生创造性思维

在深度学习视域下，小学科学教学的目标之一是培养学生的思维能力，而通过布置实践任务，可以激发学生的创造性思维。创设实践任务是指设计具有实际意义和应用价值的任务，让学生主动参与解决问题的过程，并从中获得新知识和技能。例如，在教学四年级下册“电路”这一单元时，一个创设实践任务可以是让学生设计并制作简单的电路模型，例如制作一个可以点亮灯泡的电路。首先，学生需要了解电路的基本原理。教师可以引导学生探索电流的概念、电源的作用和开关的功能，并通过观察现实生活中的电路应用进行案例分析，激发学生对电路的兴趣。接着，学生可以分组完成实践任务。每个小组可以给出一个实践任务，例如制作一个电路可以同时点亮两个灯泡，或者制作一个电路可以控制电风扇的启停。这样的任务要求学生运用已有的知识和技能，进行创造性地设计和实施。在完成实践任务的过程中，学生可以自主选择合适的元件和材料，并进行组装和调试。他们需要思考如何连接电源、开关和灯泡等元件，以及如何使电路正常工作。在教学过程中，学生可能会遇到一些挑战，例如电线连接不牢固、电路无法闭合等。这时，学生需要发挥创造性思维，尝试不同的解决方法。同时，教师应该担当指导者和促进者的角色，提供必要的知识和技能支持，引导学生思考解决问题的方法。完成实践任务后，可以组织讨论和分享，让学生展示他们的设计和成果，鼓励他们相互学习和交流经验。通过设计实践任务培养学生的创造性思维，可以有效激发他们的兴趣和积极性，提高他们的思维能力和问题解决能力。这种教学方法强调学生的参与和主动性，培养他们的创新意识和实践能力，有助于他们更深入地理解电路的原理，并将所学知识应用到实际生活中。

（三）借助教学重点，树立学生创造性思维理念

借助教学重点培养创造性思维理念的策略，是指通过设定教学重点，引导学生探索和解决问题，从而培养他们的创造性思维。例如，在教学五年级下册第四单元“热”时，首先，确定教学重点。教师可以选择热的传播、热与物体性质的关系等方面作为教学重点。通过课前准备和教师指导，学生了解到这些知识点对于理解热现象的重要性，并激发他们的好奇心和求知欲。其次，引导学生自主探索。在引入新知识之前，可以设计一些启发性的问题或情境，让学生展开自主探究。例如，给出一个由不同材料制成的热传导棒，让学生观察其表现差异，提出可能的解释，并设计实验验证假设。然后，可以组织学生动手实验，通过测量和观察记录相关数据。例如，可以设计测量不同物体在相同热源下的温度变化情况，引导学生思考这些差异背后的原因，并发展他们的创造性思维。在实验过程中，鼓励学生根据观察结果和已有知识提出解释和预测，并进行验证。同时，要给予学生足够的时间和空间，让他们在实验中发现问题、尝试解决方案，并从失败和错误中学习和调整。所以，实施借助教学重点培养创造性思维理念的策略，能够有效地培养学生的思维能力。通过设定教学重点，引导学生主动思考和解决问题，学生将逐渐培养出创新和创造的意识，并在探索中深化对热现象的理解。这样的教学策略可以激发学生的主动性和探索欲望，提高他们的思维灵活性和创新能力，为他们未来的学习和发展奠定坚实的基础。

（四）加强知识整理，提高学生思维能力

在深度学习领域，加强知识整理是提升学生思维能力的关键策略。通过让学生积极参与知识整理过程，他们能更好地理解并掌握所学内容，培养批判性思维和解决问题的能力。例如，在学习五年级上册第一单元“光”这一内容时，学生可以通过加强知识整理，提升思维能力。首先，学生可以通过总结光的基本概念加深对光学原理的理解。例如，对光的传播原理、传播速度、反射、折射、吸收等概念都可以进行总结，并将这些概念联系起来形成一个逻辑清晰的知识框架。其次，学生可以根据光的性质和现象进行分类归纳。例如，将光的颜色分为可见光谱、白光和彩虹，或将光的传播方式分为直线传播和曲线传播等。通过分类归纳，学生可以更好地理解光的复杂性，并培养归纳总结的能力。第三，学生可以参与设计和完成与光有关的实验，并将实验结果整理成报告或笔记。例如，通过设计光的折射实验，学生可以观察和记录光在不同介质中的折射角度和路径变化。这样的实验整理过程可以帮助学生更深入地理解光的行为，并培养其观察、记录和分析实验结果的能力。另外，学生可以针对与光相关的问题进行探究。例如，他们可以研究如何利用反射和折射原理制作光学仪器，如望远镜或显微镜。通过主动提出问题并进行探究，学生可以培养批判性思维和解决问题的能力。通过知识整理的过程，学生能更快速地将零散的知识形成完整的结构，培养自己的思维能力。这种策略的优势在于能够激发学生对知识的主动探索和理解，帮助他们培养深入思考和分析问题的习惯，从而提升思维能力。

三、结语

总之，深度学习视域下小学科学教学中学生思维能力的培养是一个重要而复杂的课题。深度学习可以帮助学生从传统的被动接受知识转变为主动构建和探索知识，从而提高他们的思维能力。可以通过引导学生思考和提供实践机会促进这些思维能力的培养。此外，教师在小学科学教学中扮演着重要角色，为适应深度学习时代的需求，教师需不断更新知识和教学技能。通过实践和探索，我们可以提供更有意义和有效的学习体验，提高学生的思维能力，为其未来的发展做出贡献。

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