基于深度學習的小學科學教學探討

【摘要】在小學科學教學中，教師基于深度學習開展多樣化的自主認知活動，既可以培養學生的自主學習意識，提高其課堂學習效率，又能提升他們的高階思維能力，使其在深度學習過程中了解知識點的內在聯系，掌握創造性解決問題的方法，提高知識應用水平。文章基于深度學習視角，闡述教師通過開展問題探究、任務驅動、實踐應用、反思評價、單元復習等活動，提高學生深度學習能力，提升課程教學質量的具體策略。

【關鍵詞】深度學習；小學科學；教學探討

作者簡介：金海榮（1979—），男，江蘇省南通市如皋市白蒲鎮林梓小學。

深度學習是幫助學生提升學科知識認知的學習方式，能夠促進其高階思維能力的發展，同時，提高其創造性解決問題的水平。由此可見，教師若想進一步提高小學科學課程的教學質量，可以基于深度學習，開展問題探究、任務驅動、實踐應用、學習反思、單元復習等活動，提升學生的高階思維能力，培養其批判性思維能力，使其構建完整的科學知識體系，提升課程學習的最終質量。

一、深度學習概述

深度學習指的是一種主動的、具有一定挑戰性的、指向知識深度理解的包含高水平認知的學習方式，此種方式能夠有效提升學生的問題解決能力，同時，促進他們的高階思維能力發展。深度學習強調以學生為中心，以學習為導向，讓學生通過運用分析、遷移、推理、創造等高階思維，實現對學科知識內涵的透徹理解，同時，使其扎實掌握知識的運用方法，提升其實踐和問題解決能力。在深度學習過程中，學生能夠對學科知識進行深層次探索與研究，深入挖掘知識之間的內在聯系，找尋更加合理高效的問題解決方法，并在自主認知過程中進行推理、批判、遷移、應用等高階思維活動，最終探尋到學科知識的本質，同時，發展個人綜合能力。

深度學習主要包含以下三個特點：第一，深度學習注重對學科知識的批判性理解，學生需要多角度進行分析和深度思考，形成對知識的客觀認知。第二，深度學習強調對學科知識的有機整合，學生需要了解各知識點之間的深層聯系，從而構建完整的學科知識體系。第三，深度學習注重學科知識的遷移與應用，學生需要合理運用學科理論知識或技能解決相關的實際問題。

二、基于深度學習的小學科學教學原則

（一）自主性原則

深度學習強調學生學習的主動性。對此，教師應當遵循自主性原則，設計豐富多樣的自主探知類活動，為學生提供更多自主思考、分析、實踐的機會，為其創造更加廣闊的自主學習空間。同時，教師需要在深度學習活動中積極培養學生的自主探知意識，利用有效的方式活躍他們的思維，增強他們學習的信心，從而提高他們的學習效率。

（二）實踐性原則

教師在開展小學科學深度學習活動時，需要遵循實踐性原則，引導學生全身心參與認知活動，讓他們體驗自主探知、深度學習、知識運用的樂趣，使其在問題解決過程中獲得成就感，得到高階思維能力、合作能力、實踐能力等多種能力的提升與發展。

三、基于深度學習的小學科學教學措施

（一）優化教學思路，開展多元探知活動

若想促進學生的深度學習，教師需要合理優化授課思路，結合教材內容，根據班級學生的實際學習能力，開展豐富多樣的深度探知活動，如問題探究、任務驅動、項目探知活動等，使其在問題解答、合作探知、技能實踐過程中提升高階思維能力，提高深度學習的水平，從而真正提升課程學習質量。

1.開展問題探究活動

在小學科學教學中，為了讓學生實現有效的深度學習，教師可以開展問題探究活動。教師可以激活學生的原有認知，引導他們進行拓展思考，鼓勵他們根據自身的生活經驗，提出更有深度的探知問題，讓他們運用符合自身實際學習能力的方式尋找問題的答案，通過解決問題學習新知，提升科學思維能力。在學生利用原有認知對學習情境進行深度思考時，教師要設計一定的認知沖突，從而讓學生形成更加強烈的探知欲望，提高學生深度學習的積極性［1］。

以蘇教版小學科學二年級下冊“磁鐵的兩極”的教學為例。在學習本課前，學生已經掌握了磁鐵的性質，知道磁鐵能吸鐵、鎳等材料的物質，能夠隔空或隔物吸鐵等。對此，教師可以結合磁鐵的吸力知識開展問題探究活動，利用學生已有的學習經驗引發他們的認知沖突，使其在思考和解答問題的過程中理解磁鐵兩極知識，知道兩個磁極接近時可以相互吸引，也可以相互排斥，進一步明確磁鐵的性質。教師先給每個學生提供兩塊磁鐵，讓他們自行用磁鐵吸附物體，使其在實踐操作中發現與原有認知沖突的問題。有的學生讓兩塊磁鐵的磁極相互靠近，發現磁鐵的其中一個方向出現吸引現象，而另一個方向則出現相互排斥的現象，這與上節課學習的磁鐵的吸力知識產生了矛盾沖突。對此，該學生提出如下問題：“磁鐵與磁鐵相互靠近時，是偶爾出現排斥現象，還是在某種情況下必然會出現排斥現象？”針對這一問題，教師引導學生提出假設。之后，教師帶領學生進行實驗操作，用實踐的方式驗證假設是否合理，同時得出正確的結論。教師先讓學生將兩塊磁鐵的兩端分別涂上紅色和藍色，用來表示不同的磁極，然后分別用紅色與紅色的一端、藍色與藍色的一端、紅色與藍色的一端相碰，觀察每次磁鐵之間相碰出現的現象。學生發現，同顏色的磁極相碰會出現排斥現象，而不同顏色的磁極相碰則會牢牢吸在一起。針對這一實驗結果，教師引出“同性相斥，異性相吸”原理，讓學生了解兩塊磁鐵相同的磁極相碰會產生推力，而不同磁極相碰會產生吸力。教師開展問題探究活動，既可以讓學生在提出問題的過程中得到啟發，又能使其在問題解答過程中深度理解科學知識，提升學習質量。

2.開展任務驅動活動

任務驅動探知是學生進行深度學習的主要方式之一。此種方式以驅動性學習任務為載體，學生需要通過完成教師布置的各項任務，找到隱藏在任務中的學科新知識，理解概念性知識、理論類知識的深層內涵。教師在設計小學科學任務驅動活動時，可以采用小組合作學習模式，讓學生交流討論驅動任務，合理細分任務內容，合作完成學習任務，使其在任務完成過程中經歷知識形成的過程，從而加深對科學知識的認識，提升科學探究能力與合作學習能力［2］。

以蘇教版小學科學三年級下冊“聲音的傳播”的教學為例。教師先把班級學生按照同組異質原則進行劃分，保證每組既包括學優生，又包括學困生，讓小組成員互幫互助，從而提高班級整體的學習效果。然后，教師結合聲音的傳播知識設計驅動任務：尋找聲音得以傳播的介質。各小組需要針對探知任務進行交流討論，對任務進行詳細分解，并合作進行實驗操作，最終找到聲音可以在哪些介質中傳播，在完成驅動任務的同時，扎實掌握本課的重要知識點。在小組討論的過程中，教師需要鼓勵學生提出自己的觀點。有的學生提出聲音可以在水中傳播，并講述了他在泳池中聽到敲擊瓷磚墻壁的事情；有的學生認為聲音可以在固體中傳播，因為他在家能夠聽到鄰居敲擊水管的聲音；還有的學生提出聲音能夠在空氣中傳播。對此，該組學生設計聽水中的鈴聲、聽敲擊課桌的聲音、聽真空環境下的鬧鈴聲三項科學實驗。在實驗過程中，該組成員明確分工，默契配合，有的成員負責組裝實驗裝置，有的成員負責實驗操作，還有的成員負責記錄實驗現象。學生通過參與實驗活動，能夠經歷聲音在不同介質中傳播的過程，切身了解聲音在固體、液體和空氣中的傳播狀態，從而總結出聲音能夠在固體、氣體、液體中傳播，而不能在真空中傳播的結論。學生通過完成驅動任務，既可以提升合作學習能力，又能實現對聲音傳播條件的深度認識，提高科學探究水平。

3.開展生活實踐活動

為了培養學生的知識遷移應用能力，使其能夠將所學內容創造性地運用于現實生活中，教師可以開展生活實踐活動。在活動中，教師需要圍繞單元知識創設生活情境，引導學生思考現實案例與學科知識之間的聯系，讓他們運用遷移思維和課程所學技能解決問題，進一步發展其創新思維和實踐能力［3］。

以蘇教版小學科學五年級下冊“撬重物的竅門”的教學為例。教師可以利用學校現有資源布置現實生活場景，如選擇操場的一塊區域，將小石子鋪在地上，創設下雨積水的場景，讓學生用沙袋、跳繩、木棍、鞍馬等體育器材，結合杠桿原理，自行設計實踐方案，解決雨天積水的問題。在此過程中，教師引導學生用體育器材制作一個簡單的杠桿，把沙袋綁在木棍的一端，利用杠桿原理將其運到“積水”周圍，阻擋“積水”流向四方，降低“積水”附近被淹的風險。學生通過參與實踐體驗活動，既可以提高知識運用能力，又能真正理解科學知識的內在原理，從而用更加靈活的方式創造性地解決生活問題，提升實踐能力。

（二）針對探知任務，開展反思評價活動

在以深度學習為基礎的小學科學課程中，為了培養學生的批判性思維能力，使其能夠對個人的學習過程、學習行為、學習成果、學習習慣等方面進行深刻反思，自行找出其中的不足之處并合理改進，教師可以圍繞課堂探知任務，開展自主評價與反思活動。在此項活動中，教師要引導學生評價學習方法是否合理、學習行為是否正確、探知成果是否科學等，讓他們在反思與改進中提升批判性思維能力［4］。

以蘇教版小學科學四年級下冊“熱脹冷縮”的教學為例。針對本課的教學內容，教師開展項目化教學活動，讓學生自行探索“熱脹冷縮”的概念，分析此現象所蘊含的深層原理等。在項目化探知過程中，為了培養學生的自我反思意識，提高他們的批判性思維能力，教師可以針對各項任務、各個環節，開展評價反思活動。在探知方案設計環節，教師可以引導學生反思方案設計是否合理，如方案是否具有可行性，方案內容是否完善，探知步驟是否清晰，等等。在項目方案實施環節，教師可以引導學生評價自主探知的方法、過程等。比如，在探究熱脹冷縮現象時，學生利用乒乓球、彈力球、燒杯、熱水、冰塊等材料，通過改變球體的形狀，再使其恢復原本形狀的方式，了解固體具有“熱脹”和“冷縮”兩種性質。對此，教師引導學生評價實驗方法、實驗步驟的科學性與合理性。學生總結得出，實驗內容較為單一，且沒有進行多次驗證，實驗現象可能具有一定的偶發性，不能科學有效地證明實驗結論，需要再進行多輪實驗，通過反復驗證，確保實驗結論的準確性。在項目成果交流環節，教師可以讓學生對探知結果和學習行為進行反思與評價，如是否積極參與項目活動，是否主動與他人溝通，是否運用協同互助方式，是否真正理解“熱脹冷縮”的概念，是否采用更加科學的實驗方式，

等等。

教師圍繞項目化深度學習開展反思與評價活動，既可以培養學生的自我反思意識，又能提升其批判性思維能力，同時，提高他們深度學習的最終質量。

（三）整合單元知識，開展復習鞏固活動

深度學習注重對知識內在聯系的探索，更加重視學科知識體系的建構。對此，在深度學習視域下，教師要整合小學科學教材單元中的各小節內容，開展單元知識整合與復習活動，指導學生構建完整的科學知識體系，在培養其整合思維、邏輯思維的同時，使其形成較強的結構化、整體化學習意識。在知識體系構建過程中，教師要先指導學生提煉單元各小節的重要知識點，讓他們運用邏輯思維對知識進行分類整理，使其真正把握各知識點之間的內在聯系，再引導他們運用整合思維繪制思維導圖，從而建構完整的、合理的單元知識體系［5］。

以蘇教版小學科學六年級上冊第四單元“探索宇宙”的教學為例。教師引導學生提煉“太陽系大家族”“觀察星空”“沖出地球”“探索宇宙”幾課的重要知識點，讓他們運用邏輯思維梳理星空、地球、宇宙等知識之間的關系，再指導他們運用整合思維構建單元知識體系。

學生通過參與知識梳理與整合活動，既可以進一步鞏固單元重難點知識，理清各知識點之間的邏輯關系，實現有效的整體化復習，又能提升邏輯思維能力，建構更有邏輯、更加完整的科學知識體系。

結語

綜上所述，若想增強小學科學課程教學的有效性和實用性，教師可以基于深度學習開展多樣化的探知與實踐活動，讓學生在活動中提升高階思維能力和問題解決能力，增強自主學習和自主反思意識，建構完整的科學知識體系，進而使深度學習發揮出應有的作用。

【參考文獻】

［1］胡祥紅.基于深度學習的小學科學探究活動策略探析［J］.小學生（下旬刊），2023（8）：70-72.

［2］張鴻勤.真學 真研 真做的小學科學深度學習［J］.天津教育，2023（24）：161-163.

［3］茅志剛.談如何基于深度學習理念實施小學科學項目化學習［J］.中華活頁文選（教師版），2023（9）：88-90.

［4］黃彩玲.基于深度學習的小學科學實驗教學的設計與研究［J］.當代家庭教育，2023（13）：160-162.

［5］呂卉.深度學習視域下的小學科學探究活動策略［J］.新教育，2023（14）：46-48.