把握深度學習的“六度”特征

◇李敏瑾（江蘇：太倉市高新區第三小學）

“深度學習”最早應用于人工智能的研究，后被引入教育領域。中外學者對“深度學習”進行了廣泛研究，特別是在用于課堂教學的研究時，賦予了其新的含義。其中，黎加厚教授指出：“深度學習是學生在理解知識的基礎上，能用批判性思維學習新知識，構建知識網絡并用以解決實際問題的學習方式。”簡單來說，深度學習不是簡單的知識記憶，而是對所學內容整體的認知、理解與運用。

小學科學課以培養小學生科學素養為宗旨。在小學科學課堂上，倡導學生像科學家一樣親歷科學探究的過程，通過觀察提出問題，進行研究，獲取科學知識，解決實際問題。小學科學教學中所指的深度學習，不僅僅是簡單地教授科學知識，而是通過在具體且有意義的探究活動中獲得一定的科學知識，不斷提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。在科學課程中引入深度學習的理念，讓學生從理性層面構建科學知識體系，有助于提升的學生核心素養，促進學生的全方面發展。

一、小學科學課堂深度學習的主要特征

小學科學課堂的深度學習應聚焦小學科學的學科特點，關注小學生的認知特點，激發他們探究科學的興趣，鼓勵他們在探究中進行深層次的思考，并最終指向小學生科學素養的發展。結合教學實踐，筆者總結歸納小學科學課堂深度學習的主要特征有如下幾點。

（一）科學目標有“高度”

在2022年版課標中，將義務教育階段科學的教學目標統一為科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。這四個方面不是孤立存在的，而是一個緊密聯系的整體，并且集中體現了科學課獨特的育人價值。深度學習下的科學課教學目標，不是簡單地以課本知識為主制定的，而是教師在深入了解學生的實際生活，充分考慮學生的個體差異，并且在注重學生主體性的前提下制定的，具有一定的“高度”。

（二）科學實驗有“精度”

2022年版課標凸顯了學生在科學課學習中的探究實踐，注重對學生觀察、實驗、測量、推理等基本科學方法的培養。深度學習科學課堂中的科學實驗，是學生與科學對象之間進行信息交換的平臺，學生在實驗中不僅僅是動手，更重要的是動腦。在實驗指導中應著眼于細節，使學生的實驗具有一定的“精度”。在經歷這種能動的活動中，可使小學生進行自我改造，提高并完善自身的認知能力和邏輯推理能力，不斷培養核心素養。

（三）科學思維有“深度”

深度學習的核心是學生思維能力的發展，將學生的思維引向深處，而小學科學的核心是培養學生的思維能力，這兩者的核心是相一致的。在組織深度學習下的科學課堂教學活動時，教師要善于挖掘科學教材中有利于學生思維發展的點，使學生的思維能力朝著更深和更廣的方向不斷發展與進階，具有一定的“深度”。

（四）科學知識有“密度”

2022年版課標中13 個學科核心概念，是所有學生在義務教育階段應該掌握的科學課程核心內容。小學科學課堂深度學習中的科學概念具有一定的“密度”，教師要幫助學生構建科學知識的腳手架，引導學生由淺入深、由簡到難地理解科學知識，掌握基本的科學知識，并學以致用解釋科學現象，解決實際問題。

（五）科學課程有“廣度”

2022年版課標新增了物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化4 個跨學科概念，可見跨學科學習越來越受到肯定與重視。深度學習下的小學科學課堂，并不是僅僅局限于科學課，而是有一定“廣度”的。我們應該聚焦核心素養，遵循學生的身心發展特點，通過科學課程與其他學科的融合，助力學生終身持續發展。

（六）科學運用有“寬度”

2022年版課標強調科學課要培養學生的核心素養，小學科學課堂深度學習的目標亦是提升小學生的科學素養。通過科學的學習，學生應當了解基本的科學方法，掌握必要的科學知識，并能聯系生活實際。深度學習的科學課堂更注重理論聯系實際，不斷拓寬科學運用的“寬度”，讓科學和生活無縫對接，真正讓學生學科學、用科學。

二、小學科學課堂深度學習的實施策略

從課堂教學實踐出發，結合小學科學課堂深度學習的主要特征，遵循小學生的學習認知規律，筆者總結歸納了如下幾個小學科學課堂深度學習的實施策略。

（一）注重學科育人，提高科學目標“高度”

小學科學課堂深度學習中的教學目標應圍繞核心素養，注重學科育人，從而實現一定“高度”。教師應深入挖掘教材內容，及時捕捉科學課程中相關的德育素材，適時對學生進行愛國主義教育和強國思想教育，體現科學課程的育人價值。

如，新版教科版四年級上冊“運動和力”單元，教師可以在授課過程或者單元總結時，適時播放天宮課堂第一課和第二課，中國航天員變身太空教師，在中國空間站開設航天科普課。其中，有很多有關力學的特殊現象以及相關知識。通過跨越浩瀚宇宙的太空科普課，放大了科學實驗的趣味性，拉近了學生與科學的距離。既向學生傳播了科普知識，也激發了他們的探究熱情和愛國情懷，增強了文化自信，使學生在耳濡目染中受到教育，實現潤物無聲的效果。

（二）搭建探究支架，瞄準科學實驗“精度”

小學科學倡導探究式學習。當學生真正參與探究、深入理解所學內容時，深度學習自然而然就會發生。要讓學生真正參與到探究活動中，就需要教師瞄準科學實驗，注重細節，有序指導學生實驗。

如，新版教科版一年級下冊第一單元“我們周圍的物體”中的第6 課《它們去哪里了》，在探索環節中，學生需要描述并記錄食鹽、紅糖、小石子放入水中前后的變化。對于剛剛接觸科學的一年級學生來說，他們的觀察往往是沒有頭緒的，也不知道如何記錄，更談不上深度學習。因此，在探究活動開始前，教師可以指導學生將食鹽、紅糖、小石子分放入前、放入后、攪拌時、攪拌后四個階段進行觀察，在觀察時分別記錄食鹽、紅糖、小石子在水中的狀態。一年級學生的詞匯并不豐富，可以提醒他們用畫一畫的方式來記錄。學生通過親眼觀察、親自動手來發現物質在水中溶解的過程，培養了他們的觀察能力和思維能力，科學學習也逐步走向深處。

（三）運用體驗教學，加深科學思維“深度”

深度學習離不開學生的切身體驗，在小學科學教學中，同樣注重讓學生親歷獲取知識的過程。學生在親身經歷、主動參與的探究活動中，深入思考，在廣泛交流的基礎上，深刻地理解和內化，最后轉化為面對實際問題時的融會貫通和靈活運用。

如，新版教科版三年級上冊第二單元“空氣”中的第6 課《我們來做“熱氣球”》，課堂上主要圍繞“怎么讓袋子像熱氣球一樣飄起來”開展。在教學活動中，教師提供塑料袋、一端帶孔的塑料筒、蠟燭、火柴等實驗材料，學生分組合作嘗試讓自己小組的塑料袋飄起來。學生一開始的嘗試很多都是不成功的，但是學生在親自體驗嘗試，尤其是失敗的過程中，會尋找自己失敗的原因，主動思考解決問題的辦法。特別是很多學生在親自體驗的過程中發現，自己的塑料袋套到紙筒上之后會被蠟燭燃燒的“熱氣”燒壞而漏氣。由此，學生在第二次實驗時，就會注意將袋子放得離紙筒口稍遠些，有的還會注意塑料筒帶孔的一端要向下放。學生在親身參與、體驗、合作、討論與交流中，培養了科學、理性和更深層次的思維方式。

（四）借助思維導圖，壓實科學知識“密度”

掌握科學概念是學生學習科學的目標之一，小學科學課堂中蘊含的知識包羅萬象。而科學概念往往是抽象而生澀的，借助思維導圖，可以把看不見的抽象化知識轉為看得見的形象化知識。通過繪制一節課或者一個單元的思維導圖，可以加深學生對所學科學知識的理解和運用，促進學生深度學習，在此過程中不斷培養學生的科學素養。

如，新版教科版三年級下冊第三單元“太陽、地球和月球”，對該單元進行復習梳理時，教師可以建議學生分為太陽、地球、月球三個分支展開關聯，并分別總結它們的特點，鼓勵學生自己設計、整理、繪制本單元的思維導圖。思維是看不見的，但是借助思維導圖，就變成了一種看得到的學習成果。通過思維導圖的整理與總結、分享與交流，幫助學生構建了知識的網絡，進一步壓實了所學的科學知識。

（五）關注跨學科學習，增加科學課程“廣度”

近年來，跨學科學習越來越受到關注。其根本原因，是通過學科融合，可以構建多樣化的課程，幫助學生找到發展點，讓學生成為有活力、有智慧、有情懷的少年。在小學科學的教學活動中，教師可以綜合小學科學的學科特點，選取可融合的跨學科學習內容，擴大學生的學習范圍，增加科學課程的“廣度”，更全面地培養學生的核心素養。

在新版教科版小學科學課中，學生需要認識各種溫度計，并學習溫度計的使用方法，如，使用水溫計來測量水溫、使用氣溫計來測量氣溫等。而在數學學科中，學生同樣也要學習溫度計的使用、讀寫、計算等。在科學教學時，教師可以利用數學與科學之間的共通之處，打破學科之間的壁壘。科學課的跨學科學習，不僅僅局限于單一學科的跨學科學習，也可以是多學科的跨學科學習，通過融通不同學科的知識，共同指向真實情境中的問題探索解決。在新版教科版科學課程中有很多需要學生動手制作類的活動，如，四年級上冊“聲音”單元中的第8 課《做個小樂器》，學生可以利用吸管、紙巾、紙，制作排簫，也可以利用紙巾盒、橡皮筋制作古箏。在制作完成后，還可以鼓勵學生用自己制作的樂器來演奏簡單的樂曲，如《小星星》《兩只老虎》等。通過科學、勞動、音樂學科的融合，學生在動手動腦的過程中，學習科學并應用科學。

（六）聯系學生實際，拓寬科學運用“寬度”

真正的學習與實際運用密不可分，小學科學課程的基本目標之一就是學生在生活中能學以致用。只有學生能將課堂上所學科學知識靈活地運用在日常生活中，才說明他們對所學科學知識有了深層理解。因此，教師要聯系生活實際進行科學教學，擴大學生學習科學的應用范圍，拓寬學生的思維廣度。

如，新版教科版三年級下冊第二單元“動物的一生”中，教學活動主要是圍繞“蠶”展開。要真正認識蠶，了解蠶的生活習性、身體結構以及生命周期，僅用課堂上短短的40 分鐘時間顯然是不夠的。此時，將課堂上的觀察任務放到學生的日常生活中更為恰當。教師可以用養蠶日記、養蠶小報、養蠶的科普視頻來激發學生興趣，再動員學生當一名小小蠶農一起來學習養蠶。學生在孵化、飼養的過程中觀察蠶，把它當成自己的寵物來照顧。學生在每天的觀察活動中了解蠶的生活習性，他們在這個活動中不僅僅是飼養員，更是一名觀察員。

三、結語

實踐證明，把握深度學習的特征，通過注重學科育人、搭建探究支架、運用體驗教學、借助思維導圖、關注跨學科學習、聯系學生實際等教學策略，可以優化科學教學，發展學生的思維能力，提升學生的科學素養。