基于深度學習的小學科學實驗教學策略

摘 要：從教育理念的視角審視，深度學習與淺層學習相對立，兩者最大的區別在于，前者通過探究性思考引導學生實現對知識的深入理解和全面掌握。深度學習是培養學生高階思維能力和高級認知能力的重要途徑。在小學科學教學中，教師應精心滲透深度學習理念，針對實際學情開展實驗活動，讓學生在探究中實現高效學習的目標。簡述深度學習理念指導下開展小學科學實驗教學的意義，并著重探討如何開展小學科學實驗教學。

關鍵詞：深度學習；小學科學；實驗教學策略

深度學習，指的是學生在理解知識的基礎上展開進一步的探究和思考。在這一過程中，教師通過預先設定一系列具有挑戰性的任務或問題，引導學生積極參與其中，助力其獲得知識、能力、素養發展的機會。以深度學習理念指導小學科學實驗教學，不僅符合學生身心發展規律，還能提升學生綜合素養。因此，教師要充分認識到科學實驗教學對學生思維、能力培養的重要性，并以深度學習理念為導向，全方位優化教學活動。

一、深度學習理念下開展小學科學實驗教學的意義

在深度學習背景下，學生需要激活自身已有的知識結構，通過對新知識的分析、探索，實現新舊知識銜接，從而提高自身解決問題的能力。而實驗是科學課程中的重要組成部分，在小學科學課程中開設實驗的目的在于有效激發學生對知識的興趣，為其未來深入探究科學知識奠定良好的基礎。由此可見，在深度學習理念下開展小學科學實驗教學，對提升課堂質量、發展學生能力均有著重要意義。

（一）助力課堂教學質量提升

以深度學習理念為指導，合理開展科學實驗教學，能讓學生充分認識到科學實驗活動的重要性，并在不斷的探索中完成實驗任務。此外，通過有效的互動與交流，學生能得出符合實際的結論，這不僅有助于構建高效的科學實驗教學模式，還能保障課堂教學質量的穩步提升［1］。

（二）吸引學生主動參與實驗

深度學習理念主張學生在主動探究的過程中獲取知識，這一過程需要充分調動學生的生活經驗，并在實踐活動中激發他們的探究興趣。在充足的時間和空間下，學生能進行高效的思考和分析。在深度學習模式下，學生的科學實驗能力將逐漸提升，并在實際操作與探索中形成嚴謹且敢于質疑的科學態度。綜上，這種教學模式有助于學生在實踐操作中豐富體驗感，進而對科學實踐活動產生濃厚的興趣。

（三）引導學生深入探究實驗

小學生的年齡較小，雖然他們具備了一定的知識和經驗，但受到學習能力的限制，對于科學概念的理解往往停留在表面。為了改變這一情況，教師應注重激發學生對科學的興趣，以實驗為探究科學知識的重要途徑。在此過程中，教師可以充分運用深度學習理念，以理解實驗目的為出發點，引導學生通過控制變量的方式來進行實驗操作。通過分析和觀察實驗結果，歸納出相應的結論，這樣的教學方式可以顯著提升學生學習的目的性。

（四）創造學生合作學習機會

由于小學生身心發展尚未成熟，他們在分析問題和解決問題時，常常會存在思維漏洞以及注意力分散等情況。因此，教師要始終堅持“以生為本”的原則，構建深度學習環節，并組織學生在小組合作學習中共同應對實驗任務中的挑戰。這旨在明確開展實驗教學的價值，同時為學生提供更豐富的學習體驗［2］。

二、深度學習理念下小學科學實驗教學策略

（一）周密設計實驗，規范學生操作行為

為了保證實驗的科學性與可行性，教師要結合探究目標設計周密的實驗方案，構建更為全面的實驗教學流程，并制訂詳細的操作制度，讓學生在實驗中約束自身行為，做到規范操作?？茖W實驗本身的嚴謹性較強，若實驗過程粗疏，不但會影響最終實驗結果，更將阻礙學生科學素養的培育，對其未來成長和發展非常不利。因此，教師要結合學生身心發展特點，優化科學實驗的各個環節，保證所有學生都能充分理解并遵守實驗制度，為實驗的規范開展提供正確的指引［3］。此外，教師在課堂中還要做好追蹤工作，注意觀察每個學生的操作行為，一旦發現不規范或存在安全隱患的行為，要及時介入并給予正確的指導，保證科學實驗規范進行。

以蘇教版小學科學三年級下冊《測量氣溫》的教學為例，為了讓學生掌握氣溫計的使用方法，并理解一天中氣溫的變化規律，教師應指導學生進行規范的實驗操作。首先，教師在實驗開展前，要規范實驗操作流程，引導學生先觀察氣溫計的組成結構及每個部分的作用，使學生掌握氣溫計的正確使用方法和注意事項。隨后，教師要結合教材內容，將學生劃分為多個合作學習小組，并安排他們分別在校園內的不同地點，如草地、水泥地、走廊、大樹旁等，利用氣溫計完成對氣溫的測量。具體的實驗步驟為：①各小組要在實驗前完成成員間的合理分工，并領取氣溫計和“室內外溫度記錄表”；②將氣溫計放在室內書桌上，2分鐘后讀出氣溫計上的溫度，并記錄在“室內外溫度記錄表”上；③將氣溫計放在指定實驗地點，3～5分鐘后讀出氣溫計上的溫度，并記錄在“室內外溫度記錄表”上。在這一過程中，教師要做好巡視工作，密切關注學生的操作過程，一旦發現違規操作，應及時介入其中。最后，在實驗結束后，教師應鼓勵各小組分享各自的實驗結果，并引導學生得出“室內外溫差較大”“室外及陰涼處溫度更貼近當地氣溫”等規律，從而確保本次科學實驗能圓滿完成。

（二）明確實驗環節，搭建深度學習框架

小學科學是培養學生科學素養、激發學生探究興趣的重要學科，以實驗的形式呈現科學知識，是幫助學生正確認識世界的關鍵。教師在教學中要注重引導學生感知實驗內核，搭建深度學習框架，進而增強其科學素養。為了保證教學的有效性，教師在科學實驗中應全面把握各個環節，潛移默化地滲透深度學習理念，精心制訂實驗實施流程，以突出實驗重難點［4］。此外，為了保證科學實驗的教學效果，教師應采用任務驅動法，針對學生的科學認知能力設計難度不同的任務，讓學生在層次化任務的引導下逐漸剖析科學實驗，提升科學實驗的邏輯性和系統性。在實驗過程中，教師要留心學生的真實表現，使其在充足的思考與探索中鞏固課堂所學。

以蘇教版小學科學五年級上冊《水滴的“旅行”》的教學為例，為了讓學生能通過實驗了解大氣運動、水循環等自然現象的成因，教師要明確實驗環節，搭建具有深度的學習框架。首先，教師可以在課堂伊始引入“小水滴”的故事，分享“小水滴”的旅行經歷，引導學生思索水從云端到海洋的過程，以及“蒸發”“降雨”“降水”“蒸騰”等核心概念。在實驗開展前，這樣的情境導入不僅有助于引出教學主題，還能激發學生的探究欲望。隨后，在實驗過程中，教師應設計多個實驗任務，如哪些地方有水的存在？水是如何從天空到達地面的？地球上的水又是如何回到大氣中的？大氣中的水又是如何到達植物體內以及江河湖海的？等等。在任務的驅動下，學生可以逐步組裝“水循環模型”，并深入探索水的循環過程。最后，教師還可以鼓勵學生基于“水循環模型”提出自主探索任務，如模型中的小草、水池代表什么？模型中會出現哪些現象？等等。讓學生在實驗中進一步提高對水循環的認識。基于此，在完成科學探究實驗的基礎上，教師再系統性展示水循環過程，以強化學生對水循環概念和意義的認識，使學生對生態圈形成初步的概念。

（三）有效師生互動，引導課堂縱深發展

教師作為指導者和引路者，在實驗中要與學生保持緊密的溝通與協作，幫助學生掌握實驗所涵蓋的知識和技能，并深化對科學原理和現象的理解，從而達到提高教學深度、探索知識核心的目的。小學生在課堂學習中常會受到外界因素的影響，出現注意力分散的情況。為了解決這一問題，教師要以實驗為媒介，積極與學生展開互動，使其全身心投入到課堂學習中，在優化課堂教學體驗的同時，明確知識體系中的關鍵。在具體的實驗過程中，教師可以使用趣味性語言引導學生關注實驗現象或流程，充分挖掘實驗的魅力，從而使學生能持續關注科學實驗的內容。此外，教師還可以提出具有啟發性的問題，引導學生思考其中蘊含的科學道理，推動科學實驗向縱深發展［5］。

以蘇教版小學科學四年級下冊《月球》的教學為例，為了讓學生了解月亮的形態變化及其運動規律，教師應在科學實驗中加強與學生的互動。首先，教師可以在課堂伊始展示描寫“月”的古詩，并提出問題：“李白說‘小時不識月，呼作白玉盤’，鮑照說‘始見西南樓，纖纖如玉鉤’。為什么不同詩人在描寫月亮時，會有如此不同？”學生聯系生活經驗，會意識到月亮的形態變化與時間相關。在此基礎上，教師再結合學生的回答，引入月相的知識，并通過圖片展示月亮在不同時間的形態特點。接著，教師可為學生布置觀察任務，如連續兩周在同一時間觀察月亮的形態，并利用手機等智能設備記錄觀察結果，總結月亮形態在兩周內的變化規律。在學生的親身參與和仔細觀察下，他們能對月相的變化規律形成更深入的認知。隨后，教師可順勢引入關于月亮的諺語，如“初七初八上弦月”“二十二三下弦月”等，讓學生將月亮的形態與具體日期建立直觀的聯系。最后，教師再設計具有啟發性的問題，如“月亮的形狀為什么會隨著日期而變化呢？”引導學生根據實踐經驗和觀察結果，充分利用課余時間展開自主思考和探索。

（四）適時評價總結，反思助力學生成長

評價是教學環節的延續與深化，其目的在于提升學生學習效果，激發教師教學熱情。在科學實驗教學中，教師要注重評價工作的開展，以豐富的評價主體，從“教”與“學”兩個角度，客觀展現實驗教學成果。在傳統的教學評價中，教師多是對實驗結果和學生表現進行評價，然后對教學進行反思。雖然這種評價方式能發揮一定的評價作用，但學生的主體地位卻無法得到體現。對此，教師要重視對教學評價模式的優化，鼓勵學生參與到評價中來，通過學生自評、互評等多樣化的評價方式，全面分析實驗教學成果。這樣一來，學生不僅可以通過教師評價總結實驗知識點，還能在自我評價中反思自身在實驗過程中的行為表現，從而助力自身快速成長。

以蘇教版小學科學三年級下冊《不同的聲音》的教學為例，為了讓學生在掌握聲音傳播方式的基礎上，了解各種各樣的音色，教師應開展科學實驗并注重評價和總結。首先，教師可在科學實驗開展前，組織學生敲擊水量不等的瓶子和長短不同的管子，探究影響音調高低的因素。而后，為學生布置以“制作樂器”為主題的科學實驗任務，鼓勵學生制作自己喜歡的樂器，并在實驗中積極運用所學知識。在實驗結束后，教師要引導學生完成自評，學生需要回顧自己的制作過程，對樂器的音樂效果等方面進行評價，從而明確自身在科學實驗中的表現。此外，教師還應組織學生進行互評。學生可以與同桌交換制作好的樂器，通過“觀察”“彈撥”等方式進一步了解對方的樂器，并對其進行評價。由此，通過自評、互評等評價活動，學生能對實驗內核有更全面的認識。最后，教師還可以開展匿名評價活動，鼓勵學生將參與實驗的真實感受或教學建議寫在紙上，并投放到意見箱中。這樣教師可以獲取學生的真實反饋，對實驗中所存在的問題和不足有充分的認識，為后續教學提供有針對性的改進方向，進而提高科學實驗教學質量。

（五）拓展延伸教學，奠定深度學習基礎

在科學課程中開展實驗的目的主要有兩個，一是引導學生掌握實驗中所蘊含的知識點；二是培養學生的科學探索精神，助力其科學學習向縱深發展。教師教學不能局限在課堂中，而應在基于教材內容完成實驗操作后，結合實驗主題進行適當的拓展，引導學生對實驗內容進行深層次的思考，鼓勵他們結合生活經驗展開高效的探索和分析［6］。在這種教學模式下，學生的科學思維能得到充分發散。值得注意的是，科學實驗的拓展和延伸要具有可行性，在選取延展點時，應從學生興趣出發，并控制好延展部分的難度，保證學生在參與過程中能有所收獲，避免因學習內容難度過高而打擊其積極性。

以蘇教版小學科學四年級上冊《摩擦力》的教學為例，為了讓學生深入了解摩擦力，教師可以設計“探究影響摩擦力大小因素”的實驗。首先，教師可向學生展示“推箱子”“滑滑梯”“車軸上油”等生活場景，讓學生認識到摩擦力在生活中無處不在，而后提出問題：“摩擦力的大小與什么相關呢？”學生結合圖片展開觀察，能夠猜測摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度相關。隨后，教師要組織學生開展科學實驗，利用桌面、砂紙、彈簧測力計、木塊等材料，構建兩條粗糙程度不同的賽道，將木塊放置在賽道的一側，將彈簧測力計與木塊相連，并分別在桌面和砂紙上做勻速直線運動，學生需記錄彈簧測力計上顯示的拉力。通過實驗，學生可以直觀感知到摩擦力對運動的影響，并認識到接觸面越粗糙，摩擦力就越大。最后，在實驗結束后，教師還可以提出拓展問題，引發學生深度思考：“摩擦力還與哪些因素相關？若我們所生活的世界失去摩擦力，將會變成什么樣？”并鼓勵學生在課后利用塑料瓶、洗潔精、橡皮泥等材料展開進一步的探究，以實現對學生思維的發散。由此，學生可以基于課堂探究成果，利用課后時間展開更深層次的探索。

三、總結

總的來說，在深度學習理念的指導下開展小學科學實驗教學，需要教師在明確其對學生成長重要性的基礎上，設計科學、合理的實驗方案，以通過科學實驗活動來激發學生的參與熱情與積極性。如此一來，學生的實驗能力將得到不斷提升，并在合作交流中樹立正確的科學探究意識，進而達到提升科學素養的目的。

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作者簡介：施燕（1992—），女，江蘇省如皋市安定小學。