讓學生在實踐性教學活動中理解科學

韓錦春

在現代信息技術背景下，我們科學教師要教給學生的不再僅僅是某個科學知識，這些單一的知識在網絡上都能直接查閱到，我們要教給學生的是更重要的科學精神和獲取科學知識的科學方法，并在生活中進行遷移、運用，也就是深度學習。科學課堂上，教師以學生已有的知識基礎制定出具有挑戰性的學習內容，讓學生在實踐性的教學活動中發現知識和理解科學，才能讓學生全身心地投入，體驗到學習的樂趣和成功。

在科學課堂上促進學生深度學習可以從多個方面入手，比如在結構性實驗材料的選擇、培養學生科學的觀察和記錄的能力、課堂上學生間的交流、科學與技術工程相結合等方面都可以既能讓學生掌握學科的核心知識，把握學科的本質，又能培養學生成為具有批判性、創造性和合作精神的學習者。

一、選擇有結構性的實驗材料

材料的種類和組合以及交給學生的次序就是材料的結構;所謂結構嚴密指的是各個材料之間、材料與教學內容和教學目標之間具有緊密的聯系。因此，具有這種功能的材料叫具有嚴密結構的材料，簡稱有結構性的材料。選擇有結構性的實驗材料，才能利用好有限的課堂時間，為學生提供深度學習的機會。

蘇教版二年級《磁鐵的吸力》一課，在引導學生認識磁鐵具有能夠吸引鐵、鈷、鎳的性質時，我們在準備實驗材料時就要有所選擇了。學生在生活中是接觸過磁鐵的，比如磁鐵玩具、磁鐵文具，還有一些生活用品也是帶磁鐵的，學生知道磁鐵是能夠吸引鐵的，或者知道磁鐵能夠吸引某種金屬。如果我們還比較傳統地用一些鐵制品和非金屬類的物品讓學生預測和實驗，意義就不大，沒有從學生的前概念入手，是沒有挑戰性的學習活動，甚至都談不上學習。我們可以選擇這樣幾種材料：鐵絲、鉛絲（這兩種材料的外觀上比較相似，生活中學生會誤認為是同一種物質）、塑料球1、塑料球2（外面的塑料比較薄，內有大鐵塊）、塑料球3（外面的塑料比較厚，內有小鐵塊）（這3個塑料球的外觀一樣，內部不一樣，通過研究，學生不僅能夠知道磁鐵能夠吸引鐵，還能隔著物體吸引鐵，但是隔著的距離又是有一定的范圍的）、鎳片（學生在生活中很少能接觸到鎳片。通過學習讓學生知道磁鐵不僅能夠吸引鐵，還能吸引鎳。鈷有放射性，不能在小學科學課堂上進行探究）、銅絲。

在科學課堂上，一般都是讓學生對實驗現象先進行預測，再進行實驗，但如果不充分了解學生的知識基礎，預測環節就會流于形式，往往出現預測和實驗觀察的結果都是一致的，那這個實驗對于學生來說有什么收獲呢？只是動手操作了一下。實驗前，學生要獨立地思考，帶著疑問或者要驗證的問題去實驗，才是有目的的實驗。沒有收獲的學習不是真的學習，讓學生通過實驗改變自己原來的認知或者收獲新的知識，才是真的學習，才是深度學習。

二、培養學生科學觀察記錄能力

評判一項研究是否科學，首先不在于你的理論有多高深，而在于你的觀察資料有多真實。因此，培養學生科學地觀察記錄的能力，對學生的深度學習就至關重要。很多科學教師比較強調觀察的重要性，但觀察的同時如實地記錄下來更重要。對被觀察對象要進行客觀的、準確的描述，進行記錄、描述是解釋的基礎，解釋是你的觀點，而描述就是你的證據。同樣，在科學課堂上，我們也要學會搜集科學的證據，才能保證有科學的解釋和發現。即使得到的結論是不正確的，也能通過查找自己觀察記錄的數據去尋找原因，以便改進或者更正。

在研究擺、杠桿尺、小車的拉力等實驗時，都是進行量化記錄，并且要重復實驗，因為要考慮到人為操作、工具的使用等因素，不能拿某一次的數據來進行歸納和總結。科學實驗和發現是可以重復的，我們要通過多次的實驗、觀察和記錄，才能客觀地發現其規律?？茖W家做某一項實驗，可能要重復成百上千次，甚至更多，我們課堂上的時間有限，但也要像科學家那樣重復多次，才能說明數據的準確性。

而在觀察植物、動物等活動中，不是要記錄實驗數據，那描述的語言要客觀和準確，不能不顧事實胡編亂造，不能把解釋當成事實，也不能將推理的東西當成事實或別人說的東西當成事實。比如在觀察蝸牛時，有學生把自己的感覺寫入了觀察記錄，出現“蝸牛真有毅力，蝸牛很膽小”等語句，甚至有學生記錄“蝸牛的嘴里有一萬多顆牙”，這都不是真實觀察的結果。

教師在科學課的探究活動中或者活動后的討論中應該多問“證據是什么”，少問“為什么”。小學科學課注重培養學生搜集證據的習慣、真實地進行觀察記錄的習慣，自然會發現其中的科學規律，也更有利于學生學會科學探究，進行深度學習。

三、促進學生間的交流

要引發學生的深度學習，教師除了確定學生自覺發展的“最近發展區”，確定通過什么樣的內容來提升和發展學生，還要幫助學生親身經歷知識的發現與建構過程，使學生真正成為教學的主體。課堂上學生是學習的主體，教師是引導者，是引導學生去發現知識，而不能灌輸知識。發現科學知識的過程不只在實驗和觀察中，同樣也在學生之間的交流之中，智慧的小火苗在碰撞之后才能燎原。

在蘇教版三年級《認識固體》中有一個環節——如何比較不規則玩偶的體積大小。在前面的環節中，學生身邊已經有面粉、玉米粉，教室講臺上還有鹽、沙子、水等物體。學生很容易就能聯想到用圓柱形的透明容器和粉狀物體來測量——用同樣多的粉狀物體填埋玩偶，哪個玩偶填埋進去粉狀物體在容器中多，說明哪個玩偶體積大，但學生選擇用什么粉狀物體可能就不一樣了。教師不要給學生進行指定，否則學生既不能明白為什么要選擇這種物體，也會養成自己不思考一味等待教師的答案給予，這種學習不是真正的學習，更不是深度學習。教師可以引導學生進行交流討論，說一說自己選擇的理由。比如面粉、玉米粉顆粒比較小，測量得更精確;使用黃沙更經濟，也不會造成浪費;水會讓塑料玩偶浮起來，要用手把玩偶壓下去完全浸沒才行，操作不是很方便;鹽的顆粒適中，但在空氣中放的時間長了會容易融化。

在交流之前，學生的思維比較窄，可能只想到一兩種方案，但通過交流之后會發現有更多的方法，還了解了在同一件事情上有不同的解決辦法，但不同的方法有不同的利弊。這些收獲都不是教師能夠直接給予的，是需要學生自己去交流和思考的。

四、科學與技術工程相結合

深度學習的意義在于，通過學習讓學生參與人類已有的社會實踐，使得人類歷史與學生息息相關，使學生能夠成為在歷史中展望未來、創造未來的社會實踐主體。

時下國內STEM活動開展得很火熱，把科學、技術、工程、數學融合起來，這樣的項目化活動對學生的學習幫助很大，很好地體現了“學做合一”，用科學知識作為理論基礎，運用數學和技術，設計完成一個工程項目。在這樣的學習中，學生參與了社會實踐，做到了知識與實踐的結合，不再單純地學習刻板的概念知識。

教科版六年級《認識杠桿》，在教學了杠桿省力的原理后，教師可以安排學生設計制作一根小桿秤。對小學生來說，小桿秤上承載了太多的東西，一種衡器，見證歷史的工藝，也蘊含了科學知識——杠桿原理。學生可以利用杠桿省力的原理，結合數學的測量，自己動手設計、制作一桿小桿秤意義很大。像這樣的活動還有很多，比如制作簡易太陽能熱水器、風向標等等，每一個活動都比簡單的知識灌輸學得更有興趣，更扎實。

學習的主體是學生，我們教師的課堂活動安排要以學生的前概念為基礎，以深度學習為目的，讓學生在核心概念、科學思維、科學精神上都得以提升。這樣，學生才能具備終身學習的素質，才能成為未來的社會實踐活動的主人。