初中科學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐

余洪澤

浙江省永嘉縣甌北第三中學(xué)

美國學(xué)者埃德加·戴爾曾提出“學(xué)習(xí)金字塔”的理論。他認(rèn)為，學(xué)習(xí)可分為被動學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí)兩個層次。顯然，要想“深度學(xué)習(xí)”，就必須讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。在教學(xué)中，討論、實(shí)踐(實(shí)驗(yàn))和教授給他人都可成為深度學(xué)習(xí)的良好載體 [1]。想要消除學(xué)生“非參與”的困境，可以讓學(xué)生更多地承擔(dān)老師的角色，開展小組合作式的任務(wù)驅(qū)動項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)性、挑戰(zhàn)性的情境開展STEM 教育等，促進(jìn)學(xué)生多維度投入，專注于學(xué)習(xí)，以達(dá)成目標(biāo)與結(jié)果。

一、找準(zhǔn)討論話題，促進(jìn)小組合作深度學(xué)習(xí)

在小組合作中，組織學(xué)生討論是常用的教學(xué)方式。但如果討論的話題不能引起學(xué)生共鳴，或不足以引發(fā)學(xué)生深度討論，就往往會造成課堂上熱鬧，而課后學(xué)生感到茫然。比如，浙教版九年級(上)中“堿的化學(xué)性質(zhì)”這部分安排了澄清石灰水跟二氧化碳的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。然而，課堂教學(xué)要拓展到堿的共性，教師就可以“氫氧化鈉與二氧化碳能否反應(yīng)？如果能反應(yīng)，怎么證明？”為話題組織學(xué)生小組討論，開展合作學(xué)習(xí)。該反應(yīng)沒有明顯的現(xiàn)象，且碳酸鈉溶液也是呈堿性的，因此，該問題看似容易，但在解決過程中會出現(xiàn)多重障礙，就能使學(xué)生有話題可討論、有問題可解決，可以逐漸深入，深度學(xué)習(xí)堿跟二氧化碳的反應(yīng)原理。通過學(xué)生的小組討論，各小組推出的解決方案及學(xué)習(xí)進(jìn)程如下。

思路一：產(chǎn)物檢驗(yàn)法

方案1：向氫氧化鈉溶液中滴加酚酞，變紅，持續(xù)地通入二氧化碳，結(jié)果溶液顏色并未褪色。實(shí)驗(yàn)失敗。

方案2：查資料，碳酸鈉溶液呈堿性，也能使酚酞變紅。因此，不能用酚酞檢驗(yàn)碳酸鈉。改為向反應(yīng)后的溶液中加過量鹽酸，若有無色氣體產(chǎn)生，則證明有碳酸鈉生成；或滴加氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則證明有碳酸鈉生成。實(shí)驗(yàn)成功。有小組提出直接檢驗(yàn)二氧化碳是否被吸收來證明兩者是否發(fā)生了反應(yīng)，方案如下。

方案1：在一個空礦泉水瓶里收集一瓶CO 2，迅速倒入三分之一的NaOH 溶液，然后用一個帶有導(dǎo)管的塞子塞緊，導(dǎo)管的一端套上一個氣球。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氣球鼓起，證明二氧化碳被吸收，導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓下降。在此創(chuàng)意激發(fā)下，各小組提出原理相似、裝置各異的設(shè)計

方案，都獲得了成功。通過有價值的話題討論，課堂中的學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)才有真切的載體。學(xué)生的思維不斷創(chuàng)新與深入，各種實(shí)驗(yàn)方案不斷提出與優(yōu)化，這樣的課堂既熱鬧，也有效。

二、開展STEM 教育，促進(jìn)學(xué)生多維度深度學(xué)習(xí)

STEM 是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)的縮寫，是以基于問題學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)、基于工程設(shè)計等方式，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四門學(xué)科融合的教育。從學(xué)習(xí)意義上看，選準(zhǔn)一個“項(xiàng)目”，開展STEM 教育，可以引導(dǎo)學(xué)生重新思考科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的內(nèi)涵及它們之間存在的關(guān)系。學(xué)生在項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)中主動調(diào)用多維度思維，能把學(xué)習(xí)的零碎知識變成相互聯(lián)系、完整統(tǒng)一的系統(tǒng)。例如，在教學(xué)中，教師利用本市新聞中一則尿毒癥患者的感人事跡作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的切入口，引導(dǎo)學(xué)生開展“設(shè)計人造腎臟”的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)對腎臟工作原理的深度學(xué)習(xí)。教學(xué)進(jìn)程如下。

1.問題驅(qū)動：運(yùn)用已有知識，查找必要資料，開展人造腎臟的裝置設(shè)計。

2.知識探究：腎臟的結(jié)構(gòu)與功能。

有了任務(wù)驅(qū)動，學(xué)生急著要了解腎臟的結(jié)構(gòu)與功能，通過師生互動，教學(xué)進(jìn)展順利，效果明顯。學(xué)生能通過觀察進(jìn)出腎臟三條管子中物質(zhì)成分的變化推測并畫出腎臟內(nèi)部應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識到這種結(jié)構(gòu)具有選擇性過濾的作用。教師可提供“每天進(jìn)入腎動脈的血液有1 500 升，過濾后得到的體液有180 升，而形成的尿液僅有1.5 升”等信息，引發(fā)學(xué)生從定性思考轉(zhuǎn)入定量思考，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)腎臟不僅有選擇性“過濾”功能，還應(yīng)有吸收、重吸收功能。教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步微觀探析，用顯微鏡觀察腎臟切片(永久裝片)，發(fā)現(xiàn)了許多血管球，從而引出“腎小球”這一概念。教師可引導(dǎo)學(xué)生觀察“血管球”，發(fā)現(xiàn)周圍有囊狀末端延伸出許多長長的管道，得出“腎小囊”與“腎小管”結(jié)構(gòu)。學(xué)生從宏觀到微觀，從整體到局部，從靜態(tài)到動態(tài)，由淺入深，層層遞進(jìn)，在感受背景知識經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)價值的過程中建構(gòu)核心概念，提升理性思維，促成深度學(xué)習(xí)。學(xué)生依據(jù)所學(xué)腎臟結(jié)構(gòu)與功能基本單位——腎單位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其功能展開想象，結(jié)合先前經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建出他們心中的人工腎簡圖，再通過小組交流，推薦小組公認(rèn)合理的簡圖上臺展示，在觀點(diǎn)述評與生生、師生互評交流中迭代完善真正的人工腎設(shè)計簡圖。在學(xué)生設(shè)計原理圖的基礎(chǔ)上，教師可介紹當(dāng)前醫(yī)院治療尿毒癥的方法、儀器及目前“人工腎”的缺點(diǎn)，引導(dǎo)他們進(jìn)一步地暢想，并提出無論未來的“人工腎發(fā)展如何完善”，還是不能完全取代“人體自己的腎臟”，由此使學(xué)生既感悟科學(xué)技術(shù)魅力，又敬畏生物體器官結(jié)構(gòu)與功能的精妙。“保護(hù)腎臟、珍惜擁有健康腎臟”這一生命觀念得以有效建構(gòu)。

三、指導(dǎo)學(xué)生當(dāng)好小老師，促進(jìn)學(xué)生自主、深度學(xué)習(xí)

初中學(xué)生喜歡當(dāng)小老師，盡管給別的同學(xué)講解的過程磕磕絆絆，但往往能先促進(jìn)講解者的理解。這種現(xiàn)象相當(dāng)普遍。其原因是學(xué)生在當(dāng)小老師時會激發(fā)潛能，自主地開展深度學(xué)習(xí)。

例如，筆者所在學(xué)校是“郵品文化”特色學(xué)校，在一節(jié)“科學(xué)與郵票的美麗邂逅”課中，筆者采取了學(xué)生當(dāng)小老師的教學(xué)方式。在課前，筆者向?qū)W生發(fā)出“解說郵票，展現(xiàn)自我”的“英雄榜”，鼓勵學(xué)生來揭榜。“英雄榜”的要求：學(xué)生根據(jù)自己特長和興趣，自行組成小組，挑選一枚跟初中科學(xué)有關(guān)的郵票，類型不限，再合作撰寫解說詞，可以找資料，推選一位代表在課堂上介紹。