迁移是科学学习中的普遍现象,同时也在科学学习中起着重要的作用。美国国家理事会NRC发布的《K-12科学教育框架》中将核心概念和跨学科概念设为主要学习内容,其理论基础正是学习迁移;我国最新版小学科学课程标准,在划分的学段目标九要素中也专门提出“迁移应用”一项。在科学知识呈指数式增长且互联网信息技术日益发达的大背景下,科学教育越来越需要倚重学习迁移,为学生打造最基础、最具迁移力的思维图式,以使学生在学习中能触类旁通、举一反三,能够成为具有终身学习能力的科学学习者、科学知识的使用者乃至创造者。机制推理是科学研究的重要组成部分,将机制推理引入科学学习,有助于提升科学研究效率和结论可靠性,发展创造性思维,增进知识迁移以及科学本质观。因此,本研究首先通过文献法对国内外有关“机制”的研究进行了全面、详细的梳理,为本课题的开展提供系统的理论依据。随后以4年级学生“热胀冷缩”单元学习为例,划分实验组与对照组探索深入机制的小学科学教学与学生学习迁移之间的关系,并对实验结果进行详细归因分析,并在此基础上提出提升科学学习迁移水平的相关建议。研究主要围绕以下几个问题展开:1.“机制”这一概念是什么?什么样的教学是深入机制的教学?2.怎样在课堂教学中融入机制,如何编写深入机制的教学设计?3.深入机制的小学科学教学与学生的学习迁移有何关系?4.实验研究结果的归因分析,以及如何从机制推理方面入手优化小学科学教学?针对以上问题,通过国外对机制推理行为的已有研究编写深入机制的小学科学热胀冷缩单元的实验案和教参式一般性教案,设计测试工具和访谈提纲,对学生学习迁移进行实验研究。经过前后测试调查结果显示,在学习迁移划分的三个维度上,实验组近迁移水平、远迁移水平以及社会文化层面的迁移水平的提升程度均优于对照组;具体归因为以下四点:(1)指向深层机制的探究活动设置是提升学习迁移水平的主要因素;(2)深入机制的讨论给想法提供了充分的表达交流空间,是提升学习迁移能力的必要条件;(3)教师追问的解释层次定位对学生探究能否深入机制有显著影响;(4)类比推理是学生构建机制性解释的重要资源。此外,从两个实验班的差异可以得知班级“领头羊”对提升学习迁移也有积极促进作用。最后,从机制性层面提升学习迁移水平来对小学科学教学设计与课堂提出几点建议:(1)科学教学目标应更多体现对学生参与机制性活动的认知行为要求;(2)科学教学活动设置应为深入机制的思考创设空间;(3)科学教学应采用“层次下延”的追问方式,关注类比推理的使用,以促进学生机制性思考的深入发展;(4)发挥班级“领头羊”作用有利于带动班级机制性思考。