立足深度學習增添學生思維能力

◇彭 麗（福建：南平市建陽區童游中心小學）

《義務教育科學課程標準》(2022 年版)提出，科學思維是從科學的角度認識客觀事物的本質屬性、內在規律和相互關系的途徑，是小學階段科學核心素養的重要內容。科學思維能力是指將思維置于科學方法之中，科學思維是科學方法在個體思維過程中的具體體現，貫穿于科學探究的全過程，培養學生的科學思維能力，有助于學生今后的學習和成長。筆者認為，以深度學習為基礎的小學科學教學，能夠更好地促進學生的思維發展，讓學生的科學素養得到進一步提升。

一、深度學習的概念分析

2014 年在全國多個實驗區，教育部基礎教育課程教材發展中心啟動了“深度研修”教改課題。本次教改項目明確了深度學習的概念，指出深度學習是在教師的帶領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心投入有意義的學習過程中去，積極參與，體驗成功，獲得發展。以上是建立在學習過程和學生體驗基礎上的定義。從學習目標來看，深度學習是一種超越知識習得的表層，指向關鍵能力發展的學習模式。關乎學生核心能力發展的一種重要方式。在深度學習的模式下，學生在掌握具體知識的同時，也會學會獨立思考問題，并形成樂于思考的情感態度。思維能力可應用于多種場景，讓學生受益終身。

二、立足科學深度學習，培養學生科學思維能力的策略

（一）創建設疑情境

產生疑問是思維活動的起點。遇疑而思，才會引發學生質疑問難的良好思維品質。在科學課堂教學中，教師應是學生思維的引導者。創建設疑情境，讓學生的大腦通過這種方式“動”起來，進入主動求知的狀態。當學生提出的問題模棱兩可時，不能忽視，而要肯定學生的參與是積極的。同時，要特別注意問題的產生和解決的過程，適時地點撥，使學生的參與熱情得到激發，思維得到活躍。

例如教學教科版六年級上冊的《放大鏡》一課，學生用三種鏡片(普通玻璃片、近視眼鏡的鏡片、放大鏡的鏡片)分別觀察自己的指紋、相同大小的文字或皮膚上的毛孔等，學生發現只有放大鏡的鏡片才能放大物體的影像，“為什么三種鏡片，只有放大鏡的鏡片才能放大物體的影像呢？”“放大鏡鏡片的特性與放大鏡有放大功能有關系嗎？”這樣自然會激發學生對發現放大鏡鏡片結構特征的探究。接下來孩子們對近視眼鏡鏡片、普通玻璃片和放大鏡鏡片進行觀察比較，進而發現了放大鏡鏡片的結構特征。通過三種鏡片截面特征的觀察，并用動漫圖片直觀地展示放大鏡的鏡片特征，架起了“中央厚、邊緣薄”這一特征與實物的聯系，形成“凸”的概念，從而了解到放大鏡的放大效果與鏡片的“中央厚、邊緣薄”這一特征有關。同時發現不同的放大鏡有不同的放大效果，這與鏡片的哪些特性有關呢？通過進一步探究，學生明確：放大鏡的放大倍數與鏡片的凸度有關，與鏡片直徑大小無關。

學生提出問題、剖析問題、解決問題，又從中發現新問題的過程，就是知識獲取的過程，而作為解題工具的知識被學生發現和探究的這樣一個過程，就是深度學習的過程。讓學生在疑惑中思考，在質疑問題中積極探索，只有在質疑的過程中，學生的思維才能有所發展，才能更多地閃現智慧的火花。

（二）巧用結構材料

在小學階段，通過科學課的教學來培養學生的科學思維能力，讓他們掌握更多的科學知識，結構材料的科學選取和使用必不可少。科學地設計并提供有結構的實驗材料，能為學生搭建科學構建概念的支架，幫助學生尋找解決問題的答案，也是學生提高思維能力的資源，促使學生深度學習得以發生。在實際的科學教學過程中，學生探究的材料有很多，我們在選取材料時要充分考慮。首先，選取材料并不是多就好；其次，選取的材料不是好玩就好。應該從學生認知特點、當地社會自然資源、教學目標等具體情況出發，巧妙、合理地準備探究實驗結構材料，這樣才能幫助學生把抽象的淺層思考轉化為直觀的深層認知，驅動學生積極思考。

例如，在小學科學（教科版）三年級下冊《認識其他動物的卵》的教學中，探究活動1：觀察比較不同動物的卵。我為學生精心準備了放大效果的觀察盒，生雞卵，蠶卵，鵪鶉卵，草魚卵(當地很常見的魚卵)，蝸牛卵，這五種動物的卵雖然都是有“殼”的，但在外形特征上，它們的大小、形狀、軟硬、顏色等方面卻各不相同，這樣一組“有結構”的卵呈現給學生，通過觀察使學生認識到不同動物卵的外部形態各不相同，為給動物的卵分類活動提供明確的標準和依據，學生就能快速確定一個標準(大小、顏色、形狀、有無硬殼、生活環境、孵化方式、獨立或聚集等)給它們分類。根據以上標準學生自主選擇歸類，這樣學生的發散性思維得到培養的同時，也培養了學生運用歸類的方法認識復雜生物世界的能力。探究活動2：觀察雞卵內部結構。教師為學生提供如下觀察材料：培養皿，塑料盤，鑷子，放大鏡，生雞卵，熟雞卵。學生首先對生雞卵進行解剖并觀察，通過觀察發現生雞卵的內部結構(卵殼、卵白、卵黃、卵黃膜、系帶)后與熟雞卵進行對比驗證，又發現了卵殼膜、氣室、胚盤(在熟雞卵中觀察才較明顯)三個內部結構，如果只提供生雞卵觀察，學生很可能無法發現卵殼膜、氣室、胚盤三個內部結構。從引導學生猜雞卵結構，到解剖生雞卵觀察內部結構，再到與縱切熟雞卵對比，結構材料有序呈現，循序漸進地引領學生對雞卵結構已有認知的提高，幫助學生形成較完整的科學概念，同時培養學生的驗證性思維。

教師在學生學習過程中，提供有結構的材料，并引導學生自主、合作學習，使探究任務得到有效的完成，使學生體驗到探究的過程。教師在這個過程中真正提高課堂教學的效率，并潛移默化地促進學生科學思維，使其思維能力得到進一步提升。

（三）重視有效提問

提出問題是思維活動的開始。小學科學課堂教學中的有效提問啟迪學生思維的同時，對于增強學生的記憶能力也是非常有利的。因此，課前巧設問題，特別是在課堂教學的關鍵、重點、難點處設問，使學生的思維處于活躍狀態，由問題引發學生的深度學習，進而實現提高小學科學課堂的教學質量、啟迪學生思維的目的。

如在小學科學（教科版）二年級下冊《測試反應快與慢》的教學中，巧設如下問題。

玩翻拍手游戲用到了哪些感覺器官？（眼睛、皮膚）這個游戲我們比的是什么呀？（反應速度）

統計表上的同學抓尺子的次數不同，有的次數多，有的次數少，說明什么？(反應速度有快有慢)

數據分析：統計前5回和后5回抓到的次數，從前后兩個數字對比，你有什么發現？(后5回抓到的次數比前5回多)為什么后5回抓到的次數比前5回多？(剛開始對規則不熟悉，后面對規則熟悉掌握得比較好，就越來越熟練，反應就越來越快)看來，通過多次反復練習，我們反應速度會(越來越快)。

觀察統計表：其中的兩個同學抓到的次數都是6次，是不是說反應得快與慢完全相同？(不完全相同)為什么說兩人的反應不完全相同呢？(每一次抓住尺子的位置不同)也就是說，抓住尺子的位置與反應速度的快慢有關系，有怎樣的關系？（抓住尺子的位置越高，反應就越慢；位置越低，反應就越快。）

小學生受年齡的認知特點所限，邏輯思維并不成熟，以上問題可謂環環相扣，循序漸進地提出，對于教學目標的把握是非常準確的，通過這種有效的提問方式的運用，學生在了解課堂教學內容的同時，就可以展開有條不紊的思維活動，學生的思維也會從疏漏變成縝密，進而構建完善的知識脈絡。

（四）優化探究過程

探究是科學學習中的重要活動，集中體現了深度學習理念。構建以探究為基礎的小學科學學習活動不僅是科學的學習方式，也是科學學習的目標。在深度學習背景下，科學探究的目標應向思維層面轉移，教師應通過參與探究的過程，讓學生思維得到提升。因此，在科學課堂教學中教師要優化科學探究過程，打造有利于科學思維發展的探究環境，有效促進學生思維進階，推動學生科學思維發展。

例如，在小學科學（教科版）六年級下冊《相貌各異的我們》的教學中，教師設計了這樣的教學過程：1.創設模擬畫像的情境，根據人的相貌描述引發學生對人的相貌特征的研究。2.利用性狀編碼（1、0）的方式記錄自身性狀。3.統計每個同學的相貌性狀編碼，通過觀察比較相同性狀編碼的同學，發現他們更多的不同，了解不同個體的差異。4.開展“性狀組合”探究活動，發現性狀組合的無窮盡。5.通過家庭組合活動，認識生物的遺傳和變異現象，即使雙胞胎也有不同的特征，并對“相貌唯一性”達成共識。

這樣的設計使教學過程轉化為探究過程，有助于增強學生的科學探究能力和思維能力，同時利用分類計算的數學方法分析問題，培養學生的科學思維能力(一是信息采集，二是分類計算，促使學生在分析推理后得出準確的結論)。因此，教師在設計教學活動過程中要注重時間的分配，優化探究過程，使學生思維的預見性、概括性、準確性穩步提高，能使學生具備科學探究的素養，同時也能促使學生養成科學研究的習慣。

（五）重視研討交流

研討交流是思維火花碰撞的重要時刻，也是進行思維訓練的最佳時機，是發生深度學習的重要環節。深度學習就發生在學生交流研討(設計方案，發表觀點，討論修正，辯論辨析，成果分享)的每一個過程中。學習任務把學生帶入具體情境，學生在學習討論中是主體，參與感超強，參與程度越深，學習的收獲也就越大。

學生之間的深度互動有三大優勢：第一，小組成員之間互動，氛圍輕松，互相交流的語言更親近，生生之間更容易產生共鳴；第二，對不同的觀點（產生分歧—相互理解—達成共識）這樣一個深度互動的過程，能很好地鍛煉學生的傾聽能力、發散思維能力和產生質疑的能力；第三，把若干個學習活動串聯起來，就會形成系統。例如學生自主發現問題和提出問題，并進行有依據的假設，分析、比較、概括、解釋、推理、構建模型等實驗現象和結果的高級思維過程，他們在深入學習的探究過程中經歷了發散性、想象力、創造力、批判性思維等創新思維活動。課堂上出現不一致的數據和現象，原因是多方面的，教師要給學生充分的交流時間和機會，抓住契機深層次思考特定的問題，特別是不同觀點的交鋒，更能引發學生積極的思維活動，促進對問題的深刻認識，引導思維向更高層次邁進。

三、結語

科學思維能力是指導學生一切學習探究活動的關鍵，培養科學思維能力是小學科學的重要教學任務，它不僅能有效地提高學生科學學習的能力，還能促進學生科學素養全面提升。運用深度學習的理念對學生進行科學思維能力的培養，體現了符合教學本質規律的小學科學課程的特點。培養科學思維能力是一個長期的、循序漸進的過程。教師要樹立長遠眼光，在小學科學教學過程中要精心設計教學，使每一堂科學課都能幫助學生提高科學思維品質，發展科學思維能力。