在實驗教學中實現深度學習

◇吳佳威（浙江：浙江大學教育學院）

一、深度學習的設計與建構

為了實現課程改革的培養目標，《基礎教育課程改革綱要》針對現行基礎教育中存在的弊端，從課程功能、課程結構、課程內容、課程實施、課程評價、課程管理等六個維度提出具體目標，構成新一輪課程改革的總體框架。對于小學科學課程而言，探究學習是一種主要的學習方式，對培養學生的核心素養具有重要價值。但在實際教學中不難發現，有的教師對探究學習的運用還不到位，組織的探究活動流于形式，使科學學習的質量大打折扣。

要貫徹落實科學探究的教學理念，就要求教師在開展教學活動之前，先要思考要實現的教學目標是什么，以及哪些證據表明實現了教學目標，即先要關注學生的學習期望，然后才有可能產生適合學生發展的教學行為。從學習結果開始逆向思考，以“終”為“始”，對于今天我們追求有意義、有效果的深度探究活動、轉變教師的教學行為頗有啟迪。

“探究”一詞來源于美國的科學教育改革運動，對我國的基礎教育而言是個外來的概念。21世紀初，我國基礎教育改革中的科學教育逐漸將美國的探究理念吸收進來。探究既是小學生學習科學所要實現的目標，又是學習科學的主要方式。科學探究在培養學生科學學習興趣、鍛煉動手實踐能力、增進科學本質理解等方面，具有十分重要的作用。要發揮這些作用，就需要提高探究的品質，明確探究價值。深度學習下的探究活動有助于改善學生被動接受的學習狀態，激發學生學習的主動性，提高學生遷移運用和解決問題的能力。筆者認為，要開展好深度學習下的探究活動，必須具備四個要素，即前概念進階化、課堂生成可視化、實驗記錄共享化、教學評價多元化。只有四個條件都具備了，探究的價值才能最大限度地體現出來。

《誰輕誰重》是教科版一年級下冊第一單元“我們周圍的物體”的第二課。在第一課的學習中，學生已經初步認識并實踐了一些觀察、描述物體的方法，積累了一些關于物體特征的科學詞匯，比如輕重、粗糙、光滑等，但還沒有對這些特征進行深入研究。從這一課起，學生將探索物體的一些重要性質，如輕重、形狀、流動性等。這些內容都是第一單元的重點，能直接幫助學生建構相應的核心概念。《誰輕誰重》這節課的教學指向物體特征中的質量，讓學生感知不同的物體輕重有所不同。此外，讓學生經歷用眼、用手、用工具的過程，體驗用工具能夠較為準確地比較物體的輕重。本研究基于“四化”策略改進教學，尋求在探究活動中促使學生深度學習的方法。

二、前概念的進階化

建構主義教學理論認為，學生不是空著腦袋走進教室的。不同的學生具有不同的原有經驗，所以對同一事物往往具有不同的理解。有些前概念是正確的，有些前概念是錯誤的。要讓學生在探究前做出假設，暴露自己原有的經驗，然后進行實踐，在實踐中獲得新認知，并與原有經驗比較。接著，回顧原有的預測，發現和原有經驗一致或存在沖突。在一次次的肯定與否定之中，逐級進階，建構科學概念。

【設計片段1】

出示木塊和大橡皮的圖片，讓學生預測誰輕誰重，并說一說預測的理由；

讓學生取出材料盒里的木塊和大橡皮，掂一掂誰輕誰重。再出示木塊和乒乓球的圖片，讓學生預測誰輕誰重，并說一說預測的理由；

讓學生取出材料盒里的木塊和乒乓球，掂一掂誰輕誰重。

教科版教材在編寫時是有明線和暗線的。這節課的明線是學生會用不同的方法將物體按輕重排序，并體會到稱量是最準確的；暗線是讓學生在活動的過程中明白，物體的輕重和它的大小沒有關系。修改后的聚焦環節，只用到三種物體。第一組是木塊和大橡皮，大部分學生在預測時會講到大橡皮更重。若繼續追問預測的理由，一年級學生會說，因為大橡皮更大。此時學生的前概念已經清晰可見，教師不做出評判。隨后過渡到第二組物體，即木塊和乒乓球。預測時，認為乒乓球重和認為木塊重的人數均約占一半。若繼續追問理由，認為乒乓球重的學生會說，因為乒乓球更大，認為乒乓球輕的學生會說，因為乒乓球是空的。這時教師也不做出評判，指導學生用手掂一掂。學生很明顯地感受到體積大的乒乓球反而輕一些。學生在這個環節中將產生認知沖突，意識到大的物體可以比小的物體重，也可以比小的物體輕，從而初步理解物體的輕重和自身大小無關，且預測的方法不太準確。

三、課堂生成的可視化

課堂生成往往來自意外情況、偶發事件，其存在是短暫的、局限的，需要教師運用敏銳的洞察力及時捕捉，并據此及時調整預設的教學設計，讓學生自己演示介紹，激活巧方法、新思路。學生探究的熱情被點燃后，再開展全班范圍內的嘗試，營造鼓勵創新、相互借鑒的探究氛圍，從而使外顯后課堂生成的作用最大化。

【設計片段2】

掂量活動結束后，請各個組學生上臺，展示掂量的結果；

教師提問掂量的結果是否相同，并請學生開動腦筋，想一想有沒有更好的方法，先小組討論；

學生會用尺子、鉛筆搭建工具，教師請這些組上臺演示；

今天給大家帶來的工具和這組愛動腦的學生搭建的工具很類似，叫作簡易天平。

給學生小組討論的機會后，出現了令人意想不到的課堂生成。一年級的學生比較活潑好動，他們從鉛筆盒里掏出鉛筆和尺子玩。有些組立刻用這些工具搭建了一個類似蹺蹺板的結構，并在尺子的兩端嘗試放上筆蓋和橡皮。討論結束后，請學生說一說想到的方法，并特意請搭建蹺蹺板的小組上臺演示介紹，從而讓個別學生的創造全班可見。教師給予肯定后，臺下的學生不由自主地鼓掌，這讓發言的小組很有成就感。此時的課堂已經不再是之前那種教師講授、學生被動接受的過程，而是學生自主探索的過程。將精彩的課堂生成與符合高階思維的設計相融合，讓學生真正在課堂中獲得全方位的滿足和發展，真正發揮了學生的主體地位，鍛煉了學生的學科核心素養。

四、實驗記錄的共享化

記錄是科學研究的生命線，能幫助學生保持清晰的實驗思路，抓住重要的實驗現象。在日常探究過程中，往往只注重學生個人的記錄，記錄后缺少交流，交流時又缺少匯總與對比。在課程改革的理念下，要注重各小組實驗記錄的收集與展示，讓研討擁有充足的素材。學生會觀察到各組記錄的異同，并試著分析原因，同時反思自己的探究過程中有什么問題，有什么需要改進之處，有什么值得進一步研究的地方，進而在得出主要結論之外，還能提出一系列的新發現。

【設計片段3】

下發反面貼有磁鐵的卡紙帶和稱量物體的實物圖，將實物圖按從輕到重的順序排列，再利用磁性將五個物體貼到紙帶的相應格子里；

請各小組上臺，將卡紙帶貼在黑板上，展示稱量結果；

全班交流研討，分析匯總的排序圖。

既然通過本節課的學習，期望學生真切地體會到預測、掂量、稱量這三種方法中，稱量最準確，那么就必須發揮實驗記錄單的作用，真正體現交流研討的價值。用彩色打印的實物圖、硬卡紙上裁剪的紙帶、帶有磁性的薄磁貼代替活動手冊上的排序記錄表進行組合，雖然在制作上花費了較長時間，但收獲的是上課時便捷、清楚的展示效果。學生活動結束后，在黑板上張貼了九個組的預測排序紙帶，讓各組的實驗結論共享，從而給學生提供了非常直觀形象的研討素材。給學生充足的研討時間，鼓勵更多的學生來說一說，學生很快就能自主發現三種方法中，稱量這種方法的排序結果最相似。

五、教學評價的多元化

基礎教育課程改革對教學評價提出了更高層次的要求。教師可以借助評價環節收集反映學生學習狀況的多組量化數據，進而了解班里每位學生的不足和長處。多元化的教學評價分為學生評和教師評兩部分，讓學生和教師都參與到評價過程中來，體現了課程改革理念下的評價主體互動。同時，還將一節課的評價內容分為課前準備、聽課紀律、實事求是、小組合作、舉手發言、本課作業多個部分，使評價內容更綜合，以提高評價的準確性。此外，課前準備在課前進行評價，聽課紀律、實事求是、小組合作、舉手發言在課中進行評價，本課作業在課后進行評價，體現了動態的多元評價過程。

【設計片段4】

學生到達實驗室后，先檢查自己書本、作業本、筆記本和文具是否帶齊，帶齊的學生在自己當日實驗記錄單的“課前準備”一欄中畫一顆五角星；

學生在聽別人發言和做實驗時，能保持安靜，在“聽課紀律”一欄中畫一顆五角星；

學生在實驗操作和數據記錄時，能尊重事實，在“實事求是”一欄中畫一顆五角星；

學生能以小組為單位分工、按時完成探究任務，在“小組合作”一欄中畫一顆五角星；

學生自主發言一次，教師就在學生桌面上實驗記錄單的“舉手發言”一欄中畫一顆五角星；

課堂作業本全對且書寫端正，教師就給相應學生的實驗記錄單的“本課作業”一欄中畫一顆五角星。

對小學生而言，在探究活動中培養科學素養和學習習慣是非常重要的。這就需要用評價來了解學生當下的長處與不足，引導學生基于評價結果調整自己的學習狀態。教師將基礎教育課程改革的理念融入教學評價后，學生參與探究的專注度和積極性更高了，也更愿意和小組成員一起深入探討實驗材料誰輕誰重，各個方面都有了很大的改善。當然，多元評價使學生受益，教師亦受益。教師不僅可以通過評價來判斷學生是否取得進步，還可以根據評價的結果來明確教學目標，調整教學方案，進而提升教學質量。

以上四例分別體現了讓前概念進階化、讓課堂生成可視化、讓實驗記錄共享化、讓教學評價多元化。不難發現，當“四化”發生時，小學科學探究的深度才實現最大化。教師要時刻站在學生的角度去審視自己的教學行為，并根據學生的反饋對自己的教學設計進行調整優化。教師要敏銳地捕捉學生的前概念，促使學生在認知沖突中深入思考。教師還要有一雙慧眼，識別學生潛在的課堂生成，并快速采取措施，牢牢把握課堂細節。當然，教師也要反復推敲記錄內容的展示方式，讓學生更好地進行討論分析。此外，教師還要靈活運用評價，用評價記錄學生在學習過程中的發展和變化。因問而學，順學而教，只有讓小學科學探究立足“四化”，才能在深度學習中發展學生的核心素養。