基于深度學習的小學科學課堂教學研究

顧成寶

摘要：為了全面深化課程教育改革，促進學生全面發展，構建小學科學深度學習課堂被廣泛關注。文章以《給冷水加熱》一課為例，從創設情境，大膽猜測，立足問題，細致觀察，科學閱讀，遷移拓展六個方面談談教師構建小學科學深度學習課堂的有效策略。

關鍵詞：小學科學;深度學習;教學策略

中小學生的課程學習可以分為淺層學習和深度學習。淺層學習是指學習者大多依靠死記硬背、被動接受來掌握基礎知識和基本技能，在學習過程中缺少反思，并且不能靈活運用所學知識，它是一種被動學習。而深度學習則是一種主動學習，是學習者運用高階思維，把所學知識遷移應用到實踐中，并逐步加深理解和自我反思評價的過程[1]。

當然，科學的深度學習不是刻意追求學習內容本身的深度和難度，而應該符合學生的能力現狀。學生的深度學習能力不是自然形成的，很大程度需要依靠教師構建什么樣的課堂來得以實現。以下主要以浙江省教研員喻伯軍老師主編的《科學拓展閱讀》系列五年級下冊《給冷水加熱》拓展課為例，談談教師構建小學科學深度學習課堂的有效策略。

一、創設情境，激發興趣

（一）創設趣味情境

興趣是最好的老師。小學生普遍喜歡生動有趣的畫面和內容，他們天性好玩，活潑愛動，同時他們也喜歡有創意和挑戰地玩。教師可以利用這一點來創設情境，發掘教材中激趣因素，讓學習與玩結合到一起，激發學生們的探究興趣。

例如，在《給冷水加熱》這一拓展課中，筆者先讓學生們完成一個挑戰——空杯建高塔，即，用四個空杯疊出一個高塔，并讓學生上臺展示。這是一個較簡單的挑戰項目，但在此過程中，學生們非常積極地舉手，都想要挑戰這個項目。足見，教師如果能夠充分利用學生愛玩這一特征，使情境教學趣味十足，就等于打開了學生深度學習的大門。

（二）創設神秘情境

部分科學知識具有理解難度大的特點。因此，在實際開展小學科學教學活動的過程中，教師要采取有效措施吸引學生的注意力，激發學生們學習的積極性，這樣才能從根本上提升教學效果。而將科學魔術同課堂導入環節進行有效融合，是實現這一教學目標的重要途徑。

例如，繼“空杯建高塔”挑戰之后，筆者將難度升級，把四個空杯分別倒上冷水、熱水、冷水、熱水，并提出挑戰要求——如何將四個裝滿水的杯子盡可能疊出一個高塔？此時，卻難住了同學們，有同學提出直接將四個杯子杯口朝上疊在一起的;還有同學提出在桌面上放三個杯子，再在上面放一個杯子等等。其實本次挑戰是有一定難度的，需要學生掌握初中“覆杯實驗”的科學原理，但這既超出了小學生的知識范圍，對于本課也是不需要掌握的知識點。因此，筆者采用魔術的方式將“覆杯實驗”的操作過程直接演示給學生，由此營造出一種神秘的氛圍。此時，同學們都表現出了驚訝的表情，在贊嘆實驗現象的同時，還感慨了科學的神奇。這一神秘的課堂情境，極大地提升了課堂導入環節的趣味性和吸引力，激發了學生學習科學知識的積極性。

二、實驗探究，發揮思維能動性

（一）大膽猜測，突破思維定勢

猜想與假設是學生們根據已經掌握的科學知識對問題的答案進行一定猜測，積極表達自己看法的過程。由于每個學生對科學認知水平的不同，因此就會出現科學探究上各種猜想并存，觀點迥異的現象。通過不同猜想之間的相互詰難、爭辯，可以使學生們的思想產生“共振”，突破思維定勢的束縛，有利于開闊學生的思路，克服陋見，最終促進學生的深度學習。

在完成建高塔的情境導入以及回顧教科書《給冷水加熱》知識點后，筆者給學生充足的時間，大膽猜測兩組杯塔（一組熱水在上，冷水在下;一組冷水在上，熱水在下）抽出塑料薄片后，杯中水會怎樣流動？

期間，學生們大膽猜測，出現了多種不同的觀點：①有的組認為由于地球引力的作用，杯塔上半部分的水會因重力往下流，因此兩組杯塔中的水會形成對流，最終都變成溫水。②有的組認為在教科書上將一袋冷水放入熱水中，冷水會上浮。因此，他們認為熱水在上，冷水在下的這組杯塔中，冷水也會上浮。③還有一位同學科學素養較好，直接提出：熱水的密度小，冷水的密度大，密度大的冷水會下沉。因此他認為冷水在下的杯塔中，冷熱水不會流動;冷水在上的杯塔中，冷水會下沉，熱水會上升并最終混合在一起。科學猜測沒有好壞之分，教師應該給予學生積極的合理的評價，要讓學生相信自己，敢想，善于想，只有這樣，學生的創造性思維才能真正被我們打開。

（二）立足問題，激發思維潛能

在以往的教學中，教師往往只重視傳授知識，而忽視了能力的培養，一節課幾乎被教師的講授給“壟斷”了，由此助長了學生的依賴性和懶惰性，嚴重制約了學生思維能力的發展。

在討論完冷熱水的流動情況后，筆者抽出塑料薄片，學生觀察現象，發現無法看到現象來證明自己的觀點。究其原因：水是無色透明的。進而引導學生提出問題：如何解決“看不到”的問題。一般在這個環節，教師會直接將解決問題的方法告知學生，因為這不是本課的探究重點，這樣看似降低了難度，實則失去了絕佳的深入思考的機會。因此筆者將問題再次拋給學生，如何能直觀地看到實驗現象來佐證自己的觀點？學生想到了用溫度計測量各部分的水溫，由此來判斷冷熱水的流動情況;還有同學想到了用中性溫度的液體來對照熱水和冷水的位置，這樣便能知道冷熱水的流動情況。應該說同學們的方法在理論上都是可行的，而且也具有一定的操作性。但筆者要求學生用更簡單易操作的方法，于是就有了第三種方法——給水染上不同的顏色，看顏色的變化來間接推斷出冷熱水的流動情況。此環節的設計充分激發了學生的思維潛能，始終讓學生處于思考的境地，而不是坐等著老師給現成的方法，模仿操作了事，這樣的思考會讓學生的學習更加積極主動。

因此，在教學過程中，應重視對學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力培養，從而激發學生的學習熱情，增強學習自信心，逐步養成深入思考的習慣。

（三）細致觀察，提高思維精度

英國物理學家法拉第說：“沒有觀察就沒有科學，科學發現誕生于仔細的觀察之中。”觀察是科學探究的一種基本方法。觀察能力不是天生就有的，學生良好的觀察能力需要教師有意識地進行培養。

在完成探究冷熱水的流動實驗后，全班一起進行匯報交流，并對出現的現象做解釋說明。本環節中，筆者要求學生關注實驗現象中的細節，在細節中提高思維精度。冷水在上，熱水在下的杯塔抽掉塑料薄片后，上下杯中的水流現象非常明顯，紅色熱水和藍色冷水相互流動，充分混合，最終變成紫色。冷水在下，熱水在上的杯塔抽掉塑料薄片后現象并不明顯，但并不意味著沒有變化，筆者希望通過引導學生關注細微現象，發現在熱水與冷水交界處還是有少量紫色水出現，這是通過顏色來判斷冷熱水的流動情況。觸摸玻璃杯外壁，還能發現其中一組杯塔都變成了溫水，另一組杯塔上面依然是熱水，下面依然是冷水，但交界處是溫水。有了這樣更加細致的觀察和描述，才能為后面的解釋提供充實的依據。冷水重會往下沉，熱水輕會往上浮的解釋水到渠成。正是因為有了真實而細致的觀察，對現象有了更真切的描述，才會有更加接近事實的解釋，這樣的科學學習也就更具思維精度。

（四）科學閱讀，增進思維深度

科學閱讀不僅僅是瀏覽文章，更需要學生通過閱讀去理解其中的內涵，這對引導學生深度學習而言非常重要。教師可以在教學中積極地對學生進行閱讀指導，將合作閱讀、比較閱讀、質疑閱讀和思行閱讀作為主要的閱讀方法[3]，在閱讀中不斷深入學習，從而增進思維的深度。孔子曰 ：“學而不思則罔，思而不學則殆”，只有將讀、思、行相結合，學生才能將知識吃透，將所思所學運用于實際生活中。

在完成探究實驗匯報交流，根據現象得到科學結論后，筆者拿出本次課題的教材，書中對于本次探究實驗的材料、步驟、現象、科學原理等都有細致的講述。課中，筆者讓學生以小組為單位，合作閱讀、分析資料，結合教科書上學過的關于《給冷水加熱》的知識來獲取冷水和熱水對流的解釋，形成基本的科學認識，從而加深學生對于科學閱讀的興趣，并在閱讀中進步成長。

（五）遷移拓展，擴大思維廣度

與其他學科不同，小學科學的教學內容與學生的日常生活及自然環境聯系非常密切。開展拓展活動，使科學教學不再局限于課堂上，學生也變得更加活潑生動，有利于調動學生參與科學探究的熱情。同時靈活運用知識，擴大學生思維的廣度，更能使學生主動進行探究，強化他們對所學知識的理解。

比如，同學們在掌握了冷熱水對流的原理機制后，他們是否將其內化為自己的知識，并能將其應用于生活中，這是深度學習非常重要的一個標志。故筆者增加了一個拓展內容：冷熱空氣的對流是否會像冷熱水一樣呢？我們該如何來驗證我們的猜想？同學們紛紛表達自己的觀點以及實驗設計思路。針對空氣與水一樣，具有無色、無味、透明的特點，而空氣又不能像水一樣染色，這是本實驗最大的難點。最終，通過全班同學的集思廣益，攻克了空氣難觀察的難點：區分冷熱空氣，可以用舞臺上常用的煙霧來標記，如果冷熱空氣發生對流，煙霧也會隨之飄動。最后，筆者留給同學們一個問題：冬天和夏天開空調，它的扇葉方向分別該如何調整？雖然已下課，但同學們對于如何開空調的問題，還是討論不斷，還有同學們表示回家后想去驗證自己的觀點。

三、結束語

深度學習是學生學習的理想狀態，是廣大教育者孜孜以求的目標。教師應始終站在學生的角度考慮問題，從創設情境，大膽猜測，立足問題，細致觀察，科學閱讀，遷移拓展六個方面來激發學生的思維活力，提升其探究欲望，引導學生浸潤在深度思考的學習中，讓他們在美妙的科學中，獲得最大的幸福。

參考文獻

[1]胡蓉.探究小學科學教育[J].考試與評價，2016（7）：73.

[2]朱華崗. 如何引領小學生科學深度地閱讀[J].教育教學科研，2018（5）：25.

（諸暨市姚江鎮中心學校?311800）