在《空氣占據(jù)空間嗎》教學中引導學生深度學習

洪麗嬌

〔摘? ? 要〕? ? 深度學習是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的基本方式。在小學科學《空氣占據(jù)空間嗎》一課教學中，應(yīng)從激發(fā)深層學習動機、引領(lǐng)學生體驗思考、促進知識深度理解、幫助提升核心素養(yǎng)等四個方面入手，引導學生深度學習。

〔關(guān)鍵詞〕? ? 小學科學；深度學習；教學策略

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 09-0061-03

深度學習要在“深下去”和“遠開來”上下功夫，不僅要讓教學目標在課堂上得以實現(xiàn)，還要讓學生通過知識、技能、能力等多方面的培養(yǎng)，成為能夠被未來社會接納的實踐主體。目前，學生的主要學習途徑還是課堂，因此，探究深度學習方式在小學科學教學中的策略，有助于學生更好地解決問題、培養(yǎng)高階思維。本文以《空氣占據(jù)空間嗎》一課為例，展現(xiàn)深度學習視角下小學科學的教學策略。

一、創(chuàng)設(shè)必要聯(lián)結(jié)，引導深度學習

布魯納曾提出：“掌握事物的結(jié)構(gòu)，就是以允許許多別的東西與它有意義地聯(lián)系起來的方式去理解它。簡單地說，學習結(jié)構(gòu)就是學習事物是怎樣相互關(guān)聯(lián)的?！币虼?，深度學習的重要特征是，以聯(lián)想的、結(jié)構(gòu)的方式去學習學科知識，進而進行再關(guān)聯(lián)、再建構(gòu)，形成自己的知識結(jié)構(gòu)。如何讓學生深度學習呢？這就需要教師用心設(shè)計能夠調(diào)動學生積極思考的問題情境，創(chuàng)設(shè)必要聯(lián)結(jié)，讓學生在探索中發(fā)現(xiàn)問題。來到課堂的學生絕不是一張白紙、一塊白板，而是帶著經(jīng)驗來的，問題情境的創(chuàng)設(shè)必須基于他們的“最近發(fā)展區(qū)”。教師要結(jié)合學生具體學習情況，準確分析學生的發(fā)展水平和潛在的能力，最大限度地增加思維的深度與廣度，開展科學探究，從而將學生思維引向深處。

學生學習《空氣占據(jù)空間嗎》課程之前，腦海里已經(jīng)存在對空氣的初始概念。

本環(huán)節(jié)采用問題形式進行教學，聚焦“空間”概念。教師基于學生的“最近發(fā)展區(qū)”，先從展示粉筆占據(jù)粉筆盒的情境入手，逐漸引導學生從模糊的概念認識到對“空間”的規(guī)范認知，再通過“往粉筆盒里裝滿粉筆”的活動，追問：“這個盒子還能再裝東西嗎？你是怎么想的？”這一連串問題啟發(fā)學生對空間的首次思考，對概念有進一步理解，并淺顯地在大腦里構(gòu)建了物體占據(jù)空間的概念，為探索和了解“空氣占據(jù)空間”這一概念做好鋪墊。

本課教學借助有結(jié)構(gòu)的材料：塑料杯（膠塞控制有無小孔）、紙團、紅色小木棒、水和水槽，讓學生猜測：“將杯底塞有紙團的杯子豎直倒扣水中，會發(fā)生什么變化？”鼓勵他們通過畫圖，將自己的猜想進行具象呈現(xiàn)，并說出猜測的理由，從而聚焦探究的核心問題：空氣能占據(jù)空間嗎？我們將學生的猜測分析梳理如下：

分析學生的不同猜測，我們發(fā)現(xiàn)，學生思維都聚焦到一個問題上，探究他們自己提出的“杯子里的紙會不會濕”就成為一個將要研究解決的真實任務(wù)，由此激發(fā)了他們的深層動機，思維也瞬間被調(diào)動，投入問題解決中。教師組織學生觀察并記錄實驗1結(jié)束后小木棒和紙團的狀況，而學生第一次探究活動后，發(fā)現(xiàn)紙團并沒有濕，和之前的想法進行對比，造成學生的認知沖突。教師繼續(xù)推波助瀾：為什么實驗中的紙團沒有濕？為什么水進不去？要進去只能怎么辦？學生在這一系列真實問題的驅(qū)動下，再次進入更深層次的思維活動和探究活動。

杜威曾總結(jié)過，學生和成人一樣，會機械刻板地遵從別人的指令去工作，不會進行思考和反省。因此，學生在真實任務(wù)驅(qū)動下，聚焦認知沖突，借助有結(jié)構(gòu)的材料，創(chuàng)設(shè)必要聯(lián)結(jié)，基于科學思維開展探究實踐，這才是有效有深度的學習。

二、搭建探究支架，正確切身體驗

“活動與體驗”是深度學習的核心內(nèi)涵。與此同時，深入學習需要學生通過親自體驗、總結(jié)剖析、思考理解和靈活運用，進而促進學生進行更深度的學習。而科學探究一般是從“創(chuàng)設(shè)情境”“提出問題”“自主探究”“合作交流”“總結(jié)反思”“應(yīng)用遷移”等六大方面進行。這為學生提供了一個可以無限暢想和實踐的訓練場，逐步建構(gòu)自身的科學思維。同時，科學思維經(jīng)常伴隨學生在探究中不斷進行的質(zhì)疑、批判、思辨、反思而產(chǎn)生，在不經(jīng)意間，深度學習就發(fā)生了。

在教學《空氣占據(jù)空間嗎》一課時，本課的探究由三個螺旋遞進的活動展開，運用結(jié)構(gòu)化的學習材料作為深入思維的支架，讓原本摸不著、看不見的空氣和空間可視，讓學生直接觀察到木棒在水中的變化（水位的變化）、紙團和氣泡的變化（空氣的變化），并記錄在記錄單上，重現(xiàn)動態(tài)的探究歷程，全方位展現(xiàn)深度學習的過程性特點。當教師出示底部帶小孔的杯子時，學生的思維再次被激發(fā)，再次參與深度體驗。此時教師不失時機地引導學生從復雜的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)事物本質(zhì)，引導他們探究體驗：杯中的水位為什么會上升？氣泡是怎么產(chǎn)生的？學生通過思辨、歸類等理性思維活動，初步分析獲得“空氣占據(jù)空間”的判斷。學生第二次動手實驗不再是簡單的肢體活動，更多的是動腦。此時，教師要讓學生在研討中積極充分地思考，從而提高他們的思辨能力和表達能力。

韋鈺院士指出，科學教育應(yīng)該致力于收集和實證的科學能力。證實和證偽是科學探究實證邏輯的兩大重要形式，屬于同一主題下共存的兩種探究活動。我們探究活動在進行正向證實的同時，進行逆向證實，會讓我們整個科學探究過程更具有邏輯性、說服力，對提升學生的思維能力具有促進作用。

經(jīng)過兩次探究活動后，學生腦海中已經(jīng)構(gòu)建起關(guān)于“空氣占據(jù)空間”這一基本概念。那么，能否讓學生對這概念理解得更加透徹一些呢？ 在教學活動中，通過反證這一方式，學生不僅看到空氣“占據(jù)”杯子空間，而且還看到空氣從杯子里“跑出來”，讓出了部分空間，水就“跑進去”了。因此，引出第三種結(jié)構(gòu)化材料，利用“用打氣筒從杯底的小孔向杯子打入空氣”的實驗，探究水和空氣在杯中空間的互相變化?！暗谌瓮永锎驓猓疄槭裁幢粩D出去了呢？”學生就該問題做出探討，從而關(guān)聯(lián)到“物質(zhì)粒子不同時占據(jù)同一空間”這一核心判斷，實現(xiàn)了概念的升華。

深度學習的目標，著重在于高階思維的發(fā)展和實際問題的解決。那么，不斷實踐、討論、質(zhì)疑和反思，分析、解決各種復雜和陌生的問題就顯得尤為重要。讓學生學習過程中內(nèi)隱的思維顯性化，是每一位教師需要做的。本課的探究歷程是層層遞進、相互關(guān)聯(lián)的，它們都指向驗證空氣是否占據(jù)空間。在一次次動手動腦中深入體驗，運用分析、綜合、比較等方法發(fā)展思維能力，走向深度學習。深度學習是一個求真探索、理性思辨的過程，學生只有通過不斷收集證據(jù)的親身體驗，深入思考，不斷思辨所學的內(nèi)容，才能把握嚴密的求證過程，深度學習才會產(chǎn)生。

三、遷移探究結(jié)論，促進深度理解

“遷移與應(yīng)用”解決的是如何聯(lián)結(jié)知識與經(jīng)驗轉(zhuǎn)化的問題，培養(yǎng)學生綜合能力、創(chuàng)新意識的過程?！斑w移與應(yīng)用”更深層次的意義，是學生在教學活動中對將來所要從事的社會實踐、社會事務(wù)的初步嘗試，也體現(xiàn)了教學的教育性。為此，教師要積極為學生創(chuàng)造學習與實踐相互結(jié)合、相互轉(zhuǎn)化的機會。學生學以致用得越透徹，理解得就越深刻。

在教學《空氣占據(jù)空間嗎》一課時，當學生通過反復探究終于得出“空氣占據(jù)空間”結(jié)論時，教師并沒有到此為止，而是提問：“在不傾斜瓶子的情況下，你可以借助空氣把水從瓶中擠出來嗎？”引導學生在運用知識的過程中，自我建立所學知識與解決現(xiàn)實問題的聯(lián)系。最后教師再追問：誰能用這節(jié)課學的知識來給大家解釋生活中用到空氣占據(jù)空間這一原理的例子？（出示氣墊等圖片）這些“遷移與應(yīng)用”使學生更深切地體會到學習對于他們的個體意義，讓學生以主人翁姿態(tài)沉浸在學習中，從而在思維活動中獲得對科學知識和技能的深度理解。

四、關(guān)注評價方式，提升核心素養(yǎng)

“價值與評價”關(guān)心的是教學幫助人如何更好成長。深度學習將引導學生能夠依據(jù)自我認知展現(xiàn)自己的態(tài)度、提出判斷，與知識緊密關(guān)聯(lián)，成為能夠評判與選擇知識的主體。鑒于價值觀的養(yǎng)成、核心素養(yǎng)的形成，是一個漫長的過程，深度學習鼓勵教師在教學活動中深入探討教學規(guī)律，研究學生的學習規(guī)律，依托過程性評價、終結(jié)性評價為主的全程評價，不斷地升華學習體驗，進而助推學生的學習與成長，提升核心素養(yǎng)。

在本課研討中，教師充分利用觀察記錄等“成果”，引導學生對探究活動的過程進行反思評價，促進思維發(fā)展與生成。如，在本課“壓杯入水”實驗中，有小組出現(xiàn)不一樣的實驗結(jié)果，最直接的辦法就是請學生上臺重做一次實驗，這樣就可以針對現(xiàn)象展開評價。教師也可以在實驗巡視指導時，及早關(guān)注沒有做到“豎直壓杯”要求的小組，并拍照記錄，等匯報時留錯再現(xiàn)。這樣的反例，讓學生對“空氣占據(jù)空間”這一科學概念再次得到強化。在本課總結(jié)環(huán)節(jié)中，教師可以嘗試用思維導圖、結(jié)構(gòu)化板書等方式開展終結(jié)性評價，以了解學生這段時間的學習是否實現(xiàn)預期的教學目標。

基于深度學習的小學科學探究教學，科學教師應(yīng)借助每一堂課，激發(fā)學生深層動機，強調(diào)切身體驗和深層理解，努力把學生引向深度學習，關(guān)注對知識的批判性理解、高階思維的發(fā)展、情感的參與度以及知識的構(gòu)建整合與遷移運用，使學生科學核心素養(yǎng)得以涵養(yǎng)。期待我們的科學課能真正適應(yīng)學生終身發(fā)展和社會發(fā)展的需要。

參考文獻

[1]張宏.基于理解的科學概念教學［J］.科學課，2020（5）：22-24.

[2]曹燕琴.讓深度學習在科學探究中真實發(fā)生：蘇教版《空氣占據(jù)空間嗎》教學例談［J］.小學教學研究（理論版），2020（2）：61-63.

[3]潘偉鋒，應(yīng)灣灣.以“成果”為導向的小學科學深度學習策略［J］.遼寧教育，2021（11）：27-31.

[4]余化龍.基于深度學習的小學科學探究活動策略：以《光是怎樣傳播的》教學為例［J］.廣西教育，2020（7）：54-55.

[5]潘偉鋒，丁言君.小學科學“深度學習”教學策略初探：以《運動與摩擦力》一課為例［J］.教學月刊（小學版）綜合，2020（Z2）：63-65.