小學科學“深度學習”的四點探索
——以教科版《科學(五年級上冊)》《我們的小纜車》教學為例

謝 飛

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小學科學“深度學習”的四點探索
——以教科版《科學(五年級上冊)》《我們的小纜車》教學為例

謝 飛

(江蘇省徐州市云龍區(qū)教研室，徐州 221000)

深度學習理論提出于20世紀50年代中期，國外眾多學者，包括Ference Marton，Roger Saljo，Ramsden P，Entwistle N 和Biggs J等通過多年的研究逐漸豐富和完善了有關理論；同時，包括Mellanby Jane，Draper Stephetl W，Wegner Mary在內的多位學者對深度學習展開了更多的實踐研究[1]．深度學習，是基于理解的學習，是學習者圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程．在這個過程中，學習者能夠批判性地學習新的思想和事實，將其融入原有的認知結構中，并能將已有的知識遷移到新的學習情境之中，從而做出決策并解決學習中的問題．深度學習實質上是一種知識以及意義的建構過程，它要求學習者在激活先前知識的基礎上，對于所獲得的新知識進行有效的深度加工[2]．

2014年，國內開始出現(xiàn)關于深度學習的研究，多數(shù)以理論介紹為主．在小學教學中，特別是科學教學中進行深度學習的實踐研究還很匱乏．那么，如何在小學科學課堂的教學中實踐“深度學習”呢？筆者在《我們的小纜車》這節(jié)課的教學過程中，作了以下幾點探索．

一、以學定教，變中求立，確保“深度學習”目標準確

一節(jié)成功的科學課，首先要做到教學目標定位準確，而教學目標的定位不能僅僅參照教參，也不能對教材恪守不變．了解兒童在科學學習中的“前概念”，是科學地設計學案與教案、實現(xiàn)有效教學的前提．要在充分掌握學情的基礎上設計課堂上討論的問題、學習程序、教學環(huán)節(jié)，以及生生互動、師生互動的教學活動．對于學生會的，教師可以不講或少講，學生不會的則要多講，特別是學生概念學習中最容易混淆之處，更要深入地講,這就是“以學定教”．要依據(jù)課程目標和學情，深加工教材，創(chuàng)造性地使用教材,這就是“變中求立”．“變”，即改變不適合學生學習與發(fā)展的內容、編排、活動、材料，使之更適合學生的科學學習；“立”，則是將改變后的內容、活動、材料等優(yōu)化呈現(xiàn)，建立新型課堂結構，促進兒童學習方式的轉變．

《我們的小纜車》是教科版《科學(五年級上冊)》“運動和力”單元的第1課．教材給出的科學結論是“一定的拉力能夠使靜止的小車運動起來，拉力越大，小車運動得越快”．要求學生通過“做拉力大小與小車運動快慢關系的實驗，用實驗數(shù)據(jù)驗證“拉力太小，小車不會動；拉力大到一定的程度，小車開始運動；拉力小，小車運動得慢；拉力大，小車運動得快”．

通過給兩個班的學生上課，筆者發(fā)現(xiàn)上述需要驗證的內容絲毫不能引起學生的興趣，仿佛學生已經(jīng)覺得這是無須驗證的．為了證明筆者的猜想，在給新的班級教學這一課前，設計了如下的學習前測．

如圖所示，需要用繩子拉動一輛玩具小車，你覺得拉力大小對小車運動的影響會是怎樣的？請選擇．

1.在平整的木板上，拉力怎樣時，小車才會開始動起來？

( )

A.有一點點拉力，小車就會開始動起來

B.需要很大的力，小車才會開始動起來

C.拉力太小，小車不會動；拉力大到一定程度，小車開始動起來

2.拉力大小與小車運動快慢的關系是怎樣的？

( )

A.拉力越小，小車運動越快；拉力越大，小車運動越慢

B.拉力越小，小車運動越慢；拉力越大，小車運動越快

C.拉力增大或是減小，小車運動的快慢都不會改變

對學校五年級剩下的兩個班級的學生進行了前測，結果見下表．

班級總人數(shù)選項人數(shù)百分比選項人數(shù)百分比選項人數(shù)百分比五(1)49題1A9184%B00C40816%題2A120%B46939%C241%五(2)50題1A6120%B00C44880%題2A00B45900%C5100%

從上表可知，教材原定的科學結論“拉力太小，小車不會動；拉力大到一定程度，小車開始運動”，兩個班學生的認知率分別是81.6%和88.0%；“拉力小，小車運動得慢；拉力大，小車運動得快”，兩個班學生的認知率分別是93.9%和90.0%．學生的認知率如此之高，如何能提起學生的探究興趣？如果依然將其作為本課的重點與難點，課堂教學豈能不低效，又何談“深度學習”？

鑒于以上的思考與學情調研，“變”就顯得非常必要．那么，本節(jié)課教學的重點與難點究竟是什么？筆者認為，真正的問題應該來源于學生，應由學生在課前或剛開始上課的時間段內，自主學習，發(fā)現(xiàn)疑難，提出問題，經(jīng)教師和學生共同梳理后提取出課堂學習的主要問題(即知識點、重點及難點)．

結合前兩次的教學，筆者發(fā)現(xiàn)當用1個墊圈作動力，使小車運動起來，并讓學生測量出小車跑完跑道所用的時間時，順勢引導學生思考：“如果成倍地增加墊圈，用2個、4個、8個來測量，對于小車跑完跑道所用的時間，你有什么問題？”大多數(shù)學生不約而同地提問：“成倍增加墊圈，小車跑完跑道的用時會縮短嗎？墊圈每增加一倍，用時會縮短一半嗎？”學生們對于這個問題產(chǎn)生了濃厚的興趣，迫切希望通過實驗來發(fā)現(xiàn)答案．疑難是學生自己發(fā)現(xiàn)的，問題是學生自己提出的，這才是學生對這節(jié)課真實的興趣點，理應作為本節(jié)課課堂學習的主要問題．可見，教學設計只有關注學生在學習過程中會遇到的困難，著重考慮如何將難以理解的“點”，轉化成深入淺出的“活動”，變得具體可感，才能使“深度學習”沿著正確的軌道開展下去．

基于以上思考，筆者將本課的教學目標重新定位如下．

科學概念：

(1)成倍地增加拉力(墊圈數(shù))，小車速度加快，跑完固定距離的時間會縮短．

(2)拉力每增加一倍，小車跑完固定距離的時間不會縮短一半．

過程與方法：

(1)做成倍增加墊圈，拉動小車的實驗．

(2)通過觀察實驗范例，發(fā)現(xiàn)實驗操作中的注意點，提高實驗效率．

(3)觀察實驗數(shù)據(jù)，思考成倍地增加拉力(墊圈數(shù))，小車跑完固定距離所用時間的變化特點．

情感態(tài)度價值觀：

(1)注重獲取數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)證明觀點．

(2)培養(yǎng)學生的觀察能力、交流表達能力，培養(yǎng)質疑、注重證據(jù)等科學精神．

二、開展“追問式”教學，引導學生思維走向深入

追問，又稱“臺階式”提問，是教師在前一個問題的基礎上的進一步提問，猶如攀越臺階一樣將學生引向既定的學習目標．有效追問是教師在一定教學目的的引導下，為了將學生的學習活動引向更高層次而進行的再次或多次提問，它是“對話式”教學的一種方式[3]．追問式教學不僅是讓學生學到知識本身，更重要的是要讓學生學會為什么要這樣思考問題．它追求的是學生思維的深度和廣度，注重培養(yǎng)學生思維的深刻性、敏捷性，從而實現(xiàn)深度學習所要求的“將學生已有的知識遷移到新的學習情境之中”，在學習的過程中逐步加深對知識的理解，形成主動學習．請看下面的教學片段．

師：同學們，我在小車下懸掛1個墊圈，使小車運動起來了．小車跑完這條跑道用了2.04 s．如果我成倍地增加墊圈，用2個、4個、8個來測量．你覺得小車跑完跑道所用的時間會有怎樣的變化？別著急回答，給你1 min，靜靜地思考，想想你為什么這樣推測？

生1：我覺得小車跑完跑道的時間會縮短．

師：你為什么這樣推測？

生1：因為我從墊圈想到了吸鐵石，吸鐵石個數(shù)越多，吸力就越大，墊圈多了小車速度就會快，時間就會縮短．

師：還有不同的意見嗎？

生2：我覺得用2個墊圈，小車所用的時間可能會是用1個墊圈時的一半．

師：你為什么這樣推測呢？

生2：因為墊圈的數(shù)量增加了一倍，所以我覺得時間就會減少一半．

師：你的意思是用一個墊圈時，小車用時是2.04 s，如果用2個墊圈，用時就是——

生2:2.04 s的一半．

師：如果用4個墊圈，用時就是——

生2：2.04 s的一半的一半．

師：如果用8個墊圈，用時就是——

生齊答：2.04 s的一半的一半的一半．(生笑)

師：這個想法很有意思，還有不同想法嗎？

生3：我覺得小車的用時會縮短，但不一定會一半一半地縮短．

師：老師非常高興，同學們提出了不同的意見，大膽質疑是科學探究的開始．

在上述片段中，教師在提出問題之后，特別注意立足兒童的思維特點，注重引導兒童“不著急回答，先仔細思考你為什么這樣推測”，在學生說出自己的猜測后，適時地追問“你為什么這樣推測”．教師通過追問，洞察學生思維的不成熟之處，給予學生充分思考的空間．這樣使學生在思考、發(fā)表意見時，都養(yǎng)成“推測要有依據(jù)”的科學思維習慣．

另外，科學課還要注意培養(yǎng)學生的“懷疑精神”．在科學教學中，“會有不同的解釋嗎？”“你同意這個猜想嗎？”“我們怎么檢驗這個觀點”等問題應該成為老師和學生的“常態(tài)提問”．

再次回到上述片段，當一位同學就“成倍地增加墊圈，小車跑完跑道的所用的時間會有怎樣的變化？”這個問題說出自己的猜想及依據(jù)后，教師并沒有給予肯定或否定，而是不斷地鼓勵其他學生發(fā)表不同的意見．最終學生的猜想由“時間會縮短”，到“時間會縮短，而且會一半一半地縮短”，再到“時間會縮短，但不會一半一半地縮短”，提出的猜想越來越有價值，學生的思維也由淺層向深層不斷地邁進，培養(yǎng)了學生思維的敏捷性、縝密性和深刻性．

三、優(yōu)化師生教學行為，凸顯學生主體地位

“教學”包括教師“教的行為”和學生“學的行為”．“深度學習”要求教師要變課堂教學的“主宰者”為學習活動的指導者、組織者、協(xié)助者，只應主導學情的掌握，教學的設計，活動的組織和學習問題的深化點撥．學生要變被動學習者為主動學習者，變知識的接受者為知識的探索者，不僅要學會，還要會學、樂學，不僅能夠“學進去”，還要將學習所得“展示出來”[4]．因此，只有凸顯學生在課堂學習中的主體地位，才能使“深度學習”得到保障．請看下面的教學片段．

教師總結學生關于“成倍地增加墊圈，小車跑完跑道的所用的時間會有怎樣的變化”的不同猜想后，提煉出本節(jié)課的核心問題——“成倍增加墊圈，小車跑完跑道的用時會縮短嗎？是一半一半地縮短嗎？”

師：這個問題，老師還真不知道答案．愿意幫助老師揭開謎底嗎？老師為你們提供了一些材料．想一想實驗步驟是怎樣的？小組又該怎樣分工呢？

1.每位同學獨立思考2 min．

2.小組交流討論[要求：(1)組長組織組員依次發(fā)言，全部發(fā)表意見后，討論出一個實驗方案．(2)選一位代表在小組中練習匯報本組方案，組員仔細傾聽，提出意見．(3)要輕聲交流討論，不影響其他小組．]

……

請一個小組匯報實驗操作方案，并現(xiàn)場演示操作實驗，其余小組仔細聽，仔細看，對于實驗細節(jié)提出意見．

“深度學習”要求教師在解決學生學習中的基本問題時，不要忙于指出問題，給出答案，要“慢一步”挑明，給小組合作、交流展示留下“話題”．教學中，教師特別表示：“老師還真不知道答案．愿意幫助老師揭開謎底嗎？”這樣的適度示弱能夠為學生自主發(fā)展提供空間,激發(fā)學生主動思考問題,維持學生的學習興趣,拉近師生的距離．在“小組交流”的過程中，教師注意引導學生準確、清晰地表達自己的想法，引導學生認真傾聽他人的實驗方案，并適時引導大家對實驗提出意見或修改方案，引發(fā)生生之間的有效質疑，這正是立足兒童，以生為本的體現(xiàn)．

“深度學習”應該強調學生自主的“悟學”——以自主總結、交流體會的形式感悟學習成果．課堂上，學生將“介紹方案”與“現(xiàn)場演示”結合起來，更有利于匯報者“講清楚”，傾聽者“看明白”．而且科學探究的核心就是強調“動手做”，學生學習不僅要用自己的腦子去想，更要親身經(jīng)歷，包括用眼睛去看，用耳朵去聽，用嘴去說，用手操作，用心靈感悟．這不僅是理解知識的需要，更是激發(fā)學生生命活力、促進學生成長的需要．

四、鼓勵學生質疑，激發(fā)學生深入思考知識

愛因斯坦說：“提出一個問題比解決一個問題更重要．”能夠提出問題，說明學生對知識有了真正的深入思考；提不出問題，則說明學生沒有進入真正的深度學習．教師要引導學生善于發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵學生敢于提出問題．然而，教學實際中教師往往因為擔心學生提出的問題或不著邊際，或幼稚可笑，或超出自身的能力范圍，而不愿給學生過多的提問空間．筆者認為，深度學習就要求教師要真正促進學生的深入思考，一定要勇于打破桎梏，創(chuàng)造各種條件引導、鼓勵學生提出問題．

本節(jié)課中，各小組實驗完畢，小組代表依次匯報測量的數(shù)據(jù)并寫在黑板上，教師要求其他同學仔細觀察各組的實驗數(shù)據(jù)，想想發(fā)現(xiàn)了什么，又有什么問題．

生1：成倍增加墊圈，小車跑完跑道的用時會縮短，但不是一半一半地縮短．

生2：成倍增加拉力,小車的行駛時間為什么沒有成倍地縮短？

生3：懸掛2個墊圈與懸掛1個墊圈相比，小車跑完跑道的時間變化大；而懸掛8個墊圈與懸掛4個墊圈相比，時間變化反而小了．

生4：如果我們增加更多的墊圈，小車跑完跑道的時間還會有什么變化？

生5：增加更多的墊圈，小車跑完跑道的時間與前一次差距會不會越來越小？

生6：增加足夠多的墊圈時，小車跑完跑道的時間會不會到了一定數(shù)值就不再變化了？

生7：增加足夠多的墊圈時，小車跑完跑道的時間會不會接近0？

多么可貴的質疑呀！學生們通過仔細地觀察實驗數(shù)據(jù)提出了很多問題．在嘗試提出這些問題的同時，他們對于學到的知識又產(chǎn)生了新的好奇，勢必期待著下節(jié)課的學習，在后續(xù)的學習過程中，也就能更有效地開展深度學習．

總之，深度學習是一種基于建構主義的科學的學習方式，對于小學生進行科學學習非常有效．我們科學教師需要采取多種策略來引導和促進學生進行深度學習．“準確定位教學目標”“開展追問式教學”“凸顯學生主體地位”“鼓勵學生質疑”只是筆者在教學實踐中的幾點嘗試．如何更好地促進學生的深度學習，值得廣大一線科學教師進一步研究、實踐和探索．

[1]傅竹偉．在高中物理教學中促進學生深度學習的策略探究[J]．物理教師，2014(4):6．

[2]Eric Jensen,LeAnn Nickelsen．深度學習的7種有力策略[M]．上海：華東師范大學出版社，2010:82-91．

[3]孫菊如，陳春榮，謝云，等．課堂教學藝術[M]．北京：北京大學出版社，2006:115．

[4]張德超．學進去 講出來：徐州市域課堂教學改革行動研究(2014)[M]．南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015:5．

(責任編輯：李 佳)