引導學生在科學課中進行深度學習*

曹燕琴

深度學習是以培養高階思維和問題解決能力為目標，借助整合性的問題激活深層動機，并通過學習者在學習過程中的切身體驗、深入思考及對學習內容的融會貫通，進而促進深度理解和實踐創新并對學習者產生深遠影響的學習樣態。科學課程是一門以培養學生科學素養為宗旨的基礎性課程，其以探究活動為主要實施形式。因此，要讓學生在科學課中進行深度學習，在某種意義上就是讓學生在科學探究活動中進行深度學習。

一、創設探究情境，激發深層動機

深層動機是內在動機而非外在動機，是觸及學習者深層興趣、情感和思維的動機。學習者在深層動機的驅動下，才會有強烈的探究欲求，才會保持持久的學習動力，才會全身心地投入學習。為了激發學生的深層動機，教師必須貼近學生生活，創設真實的、有意義的、能激發學生興趣的學習情境。

1.創設真實的探究情境。

學生的學習動機最初產生于認知沖突，這種心理狀態能引發探究動機，從而促使學生主動參與解決問題的過程中去。創設科學問題情境時，教師要考慮其是否符合學生的興趣愛好、心理特征，是否能與學生的生活經驗、已學知識鏈接，是否是在學生的最近發展區內且值得研究。

如：在教學《物體的沉和浮》一課時，教師一般會讓學生猜測哪些材料會沉，哪些會浮，然后讓學生進行實驗驗證。從表面上看，這似乎也提出了要研究的問題并進行了預測、實驗，形成了比較完整的探究過程。但如果我們細細琢磨，就會發現這一問題對于學生來說并不是一個真實且有意義的問題，因為關于物體的沉浮，學生的生活經驗早就告訴他們答案了。此時，教師可以以故事引入，設置一個幫助小兔渡河的問題情境，并提供可塑橡皮、玻璃瓶、金屬盒、木板、泡沫板、蛋撻托、金屬勺等物品。由于設置了一個開放且與主題相契合的探究情境，學生的原有認知被激活、探究熱情被激發。而金屬盒、玻璃瓶、蛋撻托、可塑橡皮放入水中是沉是浮，學生對此存在認知沖突，這就能促使其全身心地投入探究中。

2.讓思維成為探究的核心。

科學探究的過程是學生科學思維發展的過程。教師圍繞科學探究主題精心設置各種思維鏈接點，能讓學生在質疑、批判、思辨、反思中產生持久的學習動機。

如：在教學蘇教版《科學》四上《空氣中有什么》時，教師點燃一支蠟燭，問學生“你有幾種方法讓熄滅蠟燭？”這個開放性的問題很快調動了學生的思維。當學生用玻璃杯熄滅蠟燭火焰后，教師又拿出玻璃鐘罩問：用玻璃杯和玻璃鐘罩熄滅蠟燭，你認為哪個會更快？此時學生的原有認知被激活，學生的思維也被聚焦到對“空氣”的研究上。于是，教師邊出示水槽邊進一步將學生的思維引向深處：如果玻璃鐘罩里的空氣被燃燒完了，那么用玻璃鐘罩熄滅水中蠟燭的火焰，有可能出現什么現象？學生根據已有知識推測水會占據玻璃鐘罩里的空間。但當學生發現水槽中的水并沒有像他們預測的那樣全部進入玻璃鐘罩時，學生不禁思考：水中的蠟燭熄滅了，水只占據玻璃鐘罩的一部分空間，這說明了什么？此處，由于探究活動是圍繞思維展開的，所以隨著探究的深入，學生的思維也不斷深入，而學生對問題的探究興趣便成了一種持久的學習動力，讓他們不知疲倦地投入問題解決中。

二、搭建探究支架，引領切身體驗

深度學習離不開學生的切身體驗。切身體驗需要學生親身感受、感悟、體會及親歷觀察、實踐與操作的過程。在科學學習中，教師應適時地在學生的最近發展區內搭建學習支架，幫助他們親身經歷科學家所經歷的探究過程，從而讓其在深入思考與親身體驗的基礎上，深入理解所學內容。

1.用材料搭建探究支架。

科學材料是學生探究時常用的支架，為了幫助學生經歷科學探究的過程，教師要精心選擇有結構的材料。有結構的材料應具有內在的聯系并蘊含著某些關系和規律，其既要有助于揭示科學規律，又要貼近學生的實際生活，符合學生的年齡特征和認知規律。這樣的材料能幫助學生探究問題，解決問題，獲取新知。

如：在教學蘇教版《科學》四上《聲音的產生》時，教師提供了橡皮筋、尺子、鼓等有結構的材料，這便于學生發現它們在發聲時都在振動這一現象，從而幫助他們發現發聲的秘密。而當學生繼續探究，發現空瓶子也能發聲時，他們又產生了困惑。由于空氣無法用肉眼觀察到，所以學生無法看到空氣振動。這時教師可以給各組提供一些泡沫小球，告訴學生可以借助泡沫小球的振動來觀察空氣是否振動，提供這個材料一下子使探究活動明朗起來，學生很快根據材料設計出實驗，并再次投身探究活動中。

2.用問題搭建探究支架。

科學問題是引領學生切身體驗最有效的支架，因為科學問題本身具有驅動性，它能調動學生學習的積極性，使探究不斷深入。在科學教學中，問題支架的設計要圍繞當前的學習主題，融合學生已有的經驗，激活學生的原有認知，從而促進學生在科學探究中獲得深度體驗。

如：在教學新編蘇教版《科學》三上《空氣占據空間嗎》時，教師設計了三個環環相扣的問題，從而幫助學生進行深度體驗。問題1：裝有紙的玻璃杯垂直壓入水中，杯中的紙是否會濕？問題2：向水中豎直壓下裝有紙的玻璃杯，然后傾斜杯口，杯子中的紙會不會濕？問題3：向水中豎直壓下底部有小孔的玻璃杯，然后打開小孔，杯子中的紙會不會濕？學生在這三個問題的引領下進行探究。當實驗1（對應問題1）結束后，學生緊接著對“為什么紙團不濕？”這問題進行猜想、判斷、分析、推理，從而引發“是不是空氣保護了紙團？”這一問題。實驗2（對應問題2）結束后，學生又聚焦“紙團為什么濕了？”這一問題，并解釋“有氣泡冒出來說明了什么？”。實驗3（對應問題3），學生猜測“打開小孔前后，紙團會怎樣？”。

可以看出，三次實驗，學生并不是簡單地模仿操作，而是在開動腦筋，解決問題。在此過程中，教師遵循最近發展區理論來設置問題支架，遵循“學生提出問題—教師確立問題—教師提出一個接近答案的問題—學生回答問題—教師再提出一個難度高一點的問題—學生回答問題……直到獲得問題的答案”的基本過程。學生在問題的驅動下能獲得由淺入深的體驗。在深切體驗的基礎上，學生再經歷分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維過程，從而將事物的內部性質歸納為概念。

三、遷移探究結論，促進深度理解

深度學習不能停留在知識表層，而應深入知識內核，強調把握事物的本質和深層意義。為此，在科學教學中，教師要努力創造學習和實踐相結合的機會，讓學生現學現用、活學活用。

1.在生活中運用所學。

“運用”是“遷移”的表現形式之一，也是檢驗學習結果的最佳途徑。在深度學習中，遷移是經驗的擴展與提升，運用是將內化了的知識外顯化、操作化的過程，也是將間接經驗變為直接經驗的過程。學與用是密不可分的，學生只有在實際生活中運用所學，才能說明他們對所學知識有深層理解。學以致用越透徹，理解就越深刻。

仍以《空氣占據空間嗎》一課的教學為例。當學生通過親身探究終于得出“空氣占據空間”這一結論時，教師順勢安排三個學用結合的機會：（1）漏斗插在有膠塞的瓶口，然后向漏斗中倒水，水能灌到瓶子里嗎？為什么？（2）用氣球嘴反套住瓶口，然后用力吹氣球，氣球吹得大嗎？為什么？（3）你能用今天學到的知識解釋“烏鴉喝水”的原理嗎？這幾個實際問題與學生的所見所聞和親身經歷相關，目的是讓學生運用學到的知識，并使得知識間的內在聯系得到進一步挖掘，學生的思維得到發展。

2.在拓展中創新所學。

深度理解和實踐創新是深度學習結果質量維度上的兩個顯性指標。理解往往包含創新，創新是更高層次的理解。深度理解指向學生對事物或知識本質的理解，實踐創新是指學生解決問題的能力，包括遷移運用能力和整合創新能力。深度學習的科學課不以鈴聲為起點和終點，且課堂教學的拓展和延伸，往往是學生實踐創新的好機會。學生在這種沒有約束的時空中，可以獲得自主學習的機會。

科學探究的拓展要以教學內容為基礎，同時還要考慮學生的學習能力和認知負荷。教師不是為了拓展而拓展，而應為了解決學生感興趣的問題而拓展。通過拓展可以將所學知識有機地整合到其他知識中，使學生的知識結構趨向完整。在《空氣占據空間嗎》一課的教學中，教師在學生運用所學知識解釋三個現實問題后，緊接著拋給學生一個更具創造力的現實問題：瓶子里有點水，不傾斜瓶子，只提供一些橡皮泥、兩根吸管，你能用今天學到的知識讓水從瓶子里出來嗎？這一問題看似簡單，但學生在饒有興趣的動手動腦中，科學思維和工程思維能得到進一步發展，并加深對所學知識的理解。

引導學生在科學課中進行深度學習是時代對我們的要求。我們只有基于深度學習理念，在教學中努力激發學生的深層動機，讓學生圍繞探究主題，積極參與，并獲得切身體驗和深層理解，深度學習才會在科學課堂中悄然發生。