改進實驗教學 引導學生深度學習

◇徐妙容（福建：廈門同安區西塘小學）

簡單的小學科學實驗之中蘊含著深刻的道理，基于深度學習的教學，能培養學生的主動探索意識，主動思考，深入探索，以辯證批判的思維來看待通過實驗揭曉的奧秘。在深度學習之中，學生的潛能被激發出來，當其在日常學習生活中遇到問題時，也能以理性客觀的態度面對。那么教師該如何通過合適的授課方案來引導學生進行深度學習呢？文章中有詳細的教學策略。

一、指向深度學習的小學科學實驗教學改進意義

（一）有利于開發學生科學思維

指向深度學習的科學實驗能開發學生科學思維，使其深入思考，探索科學實驗之中蘊含的奧秘。傳統的小學科學實驗教學，往往都是教師演示實驗，學生觀看。同時，教師會將實驗結果以及其蘊含的道理提前告知學生，學生接受的是灌輸式教育，全程都沒有深入思考，只是在教師的引導下，不斷進行記憶認知。而深度學習下的科學實驗教學，是讓學生主動探索，以批判性思維看待問題，并解決問題。這樣學生的科學思維會得到提升。

（二）有利于提升學生學習效率

長期通過深度學習進行主動思考并培養自身辯證思維，能讓學生的思維變得更為敏捷。同時，帶有指引作用的問題能讓學生的思維更為緊湊。這樣在較短的時間內，便可以解決高思維含量的科學問題。無論是課堂學習抑或平時的作業練習，效率都會有明顯提升，并且維持在較高水準上。總而言之，深度學習科學實驗內容并引導學生參與到實踐中去，能使科學學習效率得到較大提升。

（三）有利于培養學生核心素養

深度學習科學實驗能激發學生的科學探索精神與求真精神，遇到問題時，首先想到的不是求助他人，而是迎難而上。長此以往，學生的邏輯思維能力與科學探索能力都會得到較大提高，核心素養自然也會有較大提升。趣味十足、與生活相融合的科學實驗能讓學生深度思考，養成良好的科學思維習慣，在平時的日常生活中，也會主動完成相關的科學實驗，養成良好的學習習慣，并能擁有科學探索精神。因而深度學習能讓學生形成較高的核心素養。

二、指向深度學習的小學科學實驗教學改進原則

（一）互動性原則

教師在開展指向深度學習的小學科學實驗教學時，需要遵循互動性原則，將課堂的主動權交到學生手中，引導學生自主探究學習，教師則起輔助學習的作用。在整個科學學習的課堂上，教師需要把握好課堂教學的節奏，讓每個學生都有機會參與到科學實驗的實踐之中去，并且進行深度思考和探究，通過自己的能力解決問題。互動的課堂更能激發學生的學習興趣，讓其沉浸到科學學習的氛圍之中，展開深度思考，探索其中真諦。

（二）指向性原則

絕大部分小學生心智都未成熟，遇到問題時沒有較為嚴謹的思維進行思考。尤其是在完成科學實驗時，需要教師一步步引導，通過有價值問題的提出讓學生進入深度學習之中，從表層的科學實驗現象之中挖掘深層次內涵。因而在小學科學實驗課堂之中，指向性原則就顯得非常重要，教師需要在上課之前便準備好合適的授課教學計劃，預判學生在學習的過程中會遇到的問題，并及時指引，使其沿著正確的思考方向思索問題，獲得良好的科學實驗學習成果。

（三）升華性原則

小學科學實驗之中蘊含著深刻的內涵，教師應當引導學生深入思考，將其中的內涵挖掘出來，并引入平時的學習生活之中，讓知識的作用真正顯現出來。這樣學生的境界才能得到提升，科學實驗的內在價值才能得到升華。當學生完成一個科學實驗，并且感悟其中的道理之后，教師便可以將一些生活中常見的現象與學生完成的科學小實驗相融合，通過類似的方式深化知識學習，并從中感悟提升，達到較高的層次和境界。

三、指向深度學習的小學科學實驗教學改進措施

（一）深刻理解理論概念，合理設計實驗驗證

科學中的各種理論概念比較多，部分學生只是了解這些概念，卻沒有深刻理解這些理論。為了讓學生進入深度學習的狀態之中，教師可以引導學生合理設計實驗，并通過一系列的實驗進行驗證，并引發深度思考，從真正意義上深度理解這些理論概念，并得到知識層面與精神層面上的升華。如，在“生態平衡”學習中，通過教師的講解，學生了解到處于一個生態系統中的每個物種的相互影響，并且每個物種都發揮重要作用以維持整個生態系統的平衡。教師可以引導學生自主完成生態瓶的制作，在有蓋子的塑料瓶之中放入泥土、水草、小魚等，并將塑料瓶的蓋子擰緊，讓小魚在其中生存一段時間，看情況如何。在該實驗中，瓶中的生物便構成了簡單的生態系統：通過光合作用，水草為小魚的生存提供氧氣，水草還是小魚的食物，小魚的排泄物則成了水草生長的有機肥料，在短時間內，小魚不會死亡。但是長時間如此，小魚還是會死，原因是生態系統過于簡單。通過該類型的簡單實驗，學生在完成實驗的過程中會深入思考生態平衡，并了解生物多樣性的重要。

（二）開展互動交流學習，思維碰撞深入思考

基于深度學習的科學實驗，學生之間可以互動交流，并且通過互動交流產生思維的碰撞，收到更高層次的思考效果。深度學習中，學生的主動性非常重要，而小組合作、溝通交流等形式，則可以使學生的主動性被充分激發出來。如，在進行“蠟燭的變化”相關實驗時，教師可以提供制作蠟燭的PPT 流程，引導學生自主討論并通過動手操作來完成。在整個完成過程中，蠟塊由大變小，由固體變為液體，這時教師就可以試探地詢問學生：蠟塊變成另一種物質了嗎？學生帶著此疑惑繼續做實驗，會發現隨著溫度的降低，蠟塊又變為固體，即其性質并沒有發生改變，沒有新物質的產生。隨后教師可以讓學生完成“點燃蠟燭后觀看蠟燭燃燒變化”的實驗。具體可以分為三個部分：其一，使用潔凈干燥的燒杯罩在火焰的上方；其二，將內部有澄清石灰水涂抹的燒杯罩在火焰的上方；其三，將白瓷碗底部放到火焰上方灼燒一段時間，看變化。分別會出現內壁有水霧、內壁變白、底部有黑色煙灰三個現象。這時學生便可以展開討論，通過反復猜測與交流，將蠟燭燃燒過程中產生的新物質推測出來。

（三）增加學生情感體驗，引導感受學習氛圍

部分學生的學習能力較弱，可能會對需要自己動手完成的科學實驗產生一定的畏懼心理，如果教師不加干預，他們便無法進入科學深度學習之中，還會對科學實驗產生一定的畏難情緒。因而，在授課時，教師需要關注學生的情感狀態，適當增強他們的情感體驗，讓其感受到身邊學生的溫暖、教師的溫暖以及實驗與思維過程的溫暖，從而更愿意深入思考，完成整個實驗探究學習。比如，在鐘擺實驗的探究之中，教師就可以一步步地引導基礎較為薄弱的學生來完成整個鐘擺實驗。如，教師可以詢問學生：“為什么有的鐘擺擺得快，有些卻比較慢，是不是和擺長有關系呢？”這時學生可以利用不同的擺長進行計時擺動次數的計數實驗。通過此種方式研究其間是否存在一定的關聯，并能知曉到底是擺長長擺動得更快，還是擺長短擺動得更快。整個過程中，教師都要溫柔地引導學生，使其不斷進步，從而完成整個實驗探究，并從中感悟一定的道理。同時，學生在進入深度思考的同時，也可以了解該實驗之中使用了一種特殊的實驗方法，即控制變量的方法。

（四）注重開發學生思維，提高學生學習境界

在深度學習背景下開展科學實驗教學，教師需要注重開發學生的思維，讓其學習境界能有所提升。引發學生深度思考的實驗并不需要過于復雜，相反，簡單的實驗對小學生更為友好，其更能從中感悟到實驗內涵。如，學生在完成較為簡單的降雨小實驗后，可以從中得到一定的啟發。首先，學生可以用酒精燈來加熱燒杯中的水，直到水沸騰，然后取一個培養皿放入熱水中，將其取出后蓋住燒杯。這時教師就可以拋出問題：“培養皿的底部有什么呢？”學生仔細觀察后發現底部有小水珠。教師接下去問：“為什么會出現小水珠？”這時部分學生會認真思索，結合課本內容，得知：熱的水蒸氣碰到了溫度稍低的培養皿便凝結為小水珠。教師可以繼續實驗，將一小塊冰塊分給學生，讓他們放在培養皿上，并觀察實驗現象。不一會兒，學生發現，不少聚集在培養皿底部的小水珠開始匯集下落，與自然界中的降雨非常相似。這樣絕大部分的學生思維都會發散，了解該實驗的真正目的與其中的實驗價值。

（五）溯源日常學習生活，升華實驗學習價值

科學來源于生活，同時通過不同的科學小實驗，學生可以從中感悟生活道理，并且通過類似的方式使得實驗的價值得到一定提升。科學實驗如果不與生活相結合，就會變得高不可攀，不少學生便會有較大的學習難度，并且也很難進入深度學習之中。因而教師可以為學生準備一些貼近生活的科學實驗，如，物品發霉的小實驗就與學生的日常生活非常貼近，教師可以引導學生完成。可以設置三組實驗：其一，將潮濕的面包放入冰箱，設為1 號組；其二，將潮濕的面包置于常溫環境，設為2 號組；其三，將干燥的面包置于常溫環境，設為3 號組。通過該實驗，學生發現，2 號組的霉變速度明顯快于1 號組與3 號組。這時不少學生會思考其原因，得到“發霉與溫度、濕度等緊密相關”的結論。學生于是知道在生活之中該如何儲存食物。對于此類型的生活化小實驗，學生的主動性與批判精神可以得到體現，從而進入深度學習之中，并升華實驗的價值。

綜上所述，教師可以嘗試開展深度教學，通過引導式問題以及學生親身體驗等方式，讓他們更為深刻地體驗實驗的趣味性，尋找其中蘊含的奧秘。同時小學階段中的不少實驗都可以溯源于生活，教師融入生活元素能讓學生感同身受，同時也能激發學生科學實驗的興趣，主動進入深度學習中。