基于深度學習的小學科學實驗教學的策略研究

張淑芳

摘要：實驗教學作為小學科學教學的主要部分，對增加小學生的科學興趣，提高小學生的科學素質有著不可替代的作用。而深度學習是一種新的學習方式，若在小學科學實驗教學中實施深度學習，將有助于學生走出科學理論的淺顯層面，將所學科學知識應用于實際，達到學以致用的目的。本文分析了小學科學實驗教學中進行深度學習的必要性、當前小學科學實驗探究存在的主要問題，重點闡述了深度學習視野下的小學科學實驗教學的優化策略。

關鍵詞：深度學習? ?小學科學? ?實驗教學

深度學習是一種高度沉浸的、不斷持續深化、不斷擴展延伸的一種新型學習方式，這種學習方式更有利于培養小學生的科學素養，更能促進學生形成自主學習和終身學習的理念。[1]在深度學習理論下進行科學實驗探究活動，有利于學生在探究過程中不斷自我反思和調節，向高階思維發展，進而能夠對所學知識進行更好地遷移和運用。基于學生核心素養的養成，需要教師優化科學實驗教學方法，引導學生深度學習。

一、小學科學實驗教學中進行深度學習的必要性

（一）有利于學生建構全面的知識結構體系

根據深度學習理論，學生對知識的掌握應該是全面、系統的。使學生持續深度學習，擁有充足的自主學習機會，真正經歷學習過程，使學生在實驗探究過程中通過觀察實驗現象、實驗操作、實驗結果，獲得有效的科學知識。學生經過知識的不斷積累，將所學的科學知識應用于生活實際時，又會更深入地探究，從而建構出屬于自己的科學知識體系。

（二）有利于學生提升高階思維能力

根據新課程理念，培養小學生的科學素質，專注科學學科的本質，建立正確的價值觀是小學科學的課程總目標所在。而目前的科學課堂上，部分學生對科學的學習還僅是停留在記憶、背誦等低階思維階段。

在深度學習視野下，學生在科學實驗課堂上成為主體，教師只是在學生遇到困難或無法深入時進行點撥和指導，學生自身能夠經歷完整的科學實驗過程、完整的思維過程。當學生完成自身頭腦中的思維過程以后還能通過傾聽他人、同伴交流互動來完善自己的方案，從而更好地完善自己的原先認知，學習科學的樂趣也就由此產生。新的學習需求不斷產生，從而使學習過程持續和深化。學生在整個實驗過程中不斷地深入思考，科學思維能力也就不斷得到提升和加強。

（三）有利于學生提升科學探究能力

小學科學課程倡導多樣化的學習方式，但以探究式學習為主，促使學生自主的探究。[2]深度學習視野下，學生的學習空間更廣闊、主動探究的學習機會更多，通過參與實驗探究，學生能夠提出多樣性的問題，搜集處理信息的能力以及分析解決問題的素養進一步加強。學生能夠提升其提出問題、搜集處理信息、分析解決問題的能力。學生經過深度學習，將實驗的每一環節拆分、重組，層層深入實驗本身，探尋深層知識，從而在日常不斷的實驗積累中拓展了學習視野，提升了科學探究能力。

二、深度學習視野下小學科學實驗教學的優化策略

（一）制訂基于學生學習需求的深度學習目標

首先，學生的學習需求來自其對大自然的好奇，對日常生活中問題的思考及探索的本能，學生知識的積累和能力的提升在探究問題和解決難題的一系列行程中不斷發生，學習目標的設定要涉及多個方面，因為學生的興趣、特點、前認知、性格不同，學生的學習動力和學習結果也會截然不同。

其次，深度學習是發展學生高階思維的學習，同時也要基于學生的認知發展水平基礎，脫離學生原有認知水平的教學目標是不可取的，而應設立有針對性、層次性、靈活性的目標。在設立科學探究的目標上尤其要加強對學生高階思維的培養，學生主動關注學習探究過程，就能在學習過程中增強發現問題、分析原因、總結、歸納科學知識的能力，在教學開展的過程中還應根據學生實際，靈活調整教學目標。

（二）創設豐富而生動的多元化教學情境

目前，在小學科學實驗過程中為了方便教師的管理和講解，學生使用的實驗藥品、儀器以及實驗操作步驟都是相同的，表面上為學生在課堂上提供了實驗操作平臺，但其實也影響了學生的開放性思維。學生要增強其學習能力必須深刻理解科學知識，進行深度學習，教師在此創設多元化的教學情境非常重要，可以給學生提供多種實驗儀器，讓學生探究不同實驗方法，教師在學生實驗過程中要起到引導、強調的作用，這樣學生的興趣和積極性就會被充分的激發和調動。在教學的多元化情境中，學生全身心參與實驗探究，獲取科學知識和技能的同時，也能基于深度學習理念進行創新，這一過程能夠極大地提高學生的實驗探究能力，學生在多方面尋求解決問題方法的同時也有助于建構完整的科學知識體系。例如，在教學教科版小學科學五年級上冊“光是怎樣傳播的”這一課時，在探究光是否是沿直線傳播的環節中，教師可以按照教材提供卡紙、手電筒等物品，由學生小組討論并設計實驗來探究光的傳播路徑。也可以提供透明的水杯、彎管、紅外線燈等物品，學生小組之間可以根據自己的興趣來選擇不同的實驗物品，完成實驗后再進行信息共享、交流討論，這樣使學生學到知識的同時，也發散了科學思維，拓寬了科學視野。

（三）拓展開放式的科學實驗課堂

促進學生的深度學習是一個長期而漫長的過程，實驗性教學不應僅僅局限于教室和教學實驗材料，而應存在于廣闊的科學研究空間中，教師應該引導學生拓展實驗課堂，擴大實驗范圍，提高學生動手實踐能力。根據新課程理念，小學科學實驗教學不僅以“做中學”為教學理念，還要引導學生在“學中思”，加之課堂教學時間有限，拓展課外科學實驗課堂非常重要。

一方面，學校可以單獨設立科學實驗室，讓學生在校內課余時間根據自身的興趣和學習需要自主選擇獨立實驗操作或小組合作，并及時記錄實驗操作內容、實驗方法，以及實驗過程中的疑問和解決過程，通過每一次的思考、歸納和總結，提升學生的思維能力和創新能力。另一方面，教師可以和學生一起構建能促進學生深度思考的家庭科學實驗，學生的科學素養和探究意識也會在主動參與和設計實驗的過程中不斷提升。如，在教學教科版小學科學三年級下冊《動物的一生》這一單元時，教師可以給學生布置養蠶的家庭任務，讓學生在養蠶的過程中學會記錄、觀察、分析、評價、歸納和總結，促進學生高階思維發展，還可以讓學生在日常生活中觀察雞、狗、鳥等常見小動物的出生方式，這樣的生活觀察既能激發學生的學習興趣，也能促進學生對知識的理解和運用。

三、結語

綜上所述，小學科學實驗教學是小學科學學習的重要部分，教師在科學實驗教學中應滲透深度學習理論，[3]應制訂基于學生學習需求的深度學習目標、以創設豐富而生動的多元化教學情境為教學內容、以拓展開放式的科學實驗課堂為鞏固，努力讓學生逐漸走向深度學習，養成終身學習的習慣。

參考文獻：

[1]陳靜靜.學習共同體：走向深度學習 [M].上海：華東師范大學出版社，2020：13.

[2]中華人民共和國教育部. 義務教育小學科學課程標準（2017年版）[M]. 北京：北京師范大學出版社，2017.

[3]王兆琦.“深度學習”下的小學科學實驗教學策略[J]. 學科教學，2021：43.