小學科學提高學生深度理解能力的策略研究

浙江省杭州市余杭區鳳凰小學 夏俊杰

一、緣起

最近，筆者參加了本校五年級科學的一個教研活動。

教學內容是《給冷水加熱》。

實驗開始，教師要求學生將裝滿冷水的塑料袋密封后浸到了熱水中，觀察實驗前后發生的變化。結束時，教師請學生匯報實驗的發現：

學生回答：（1）冷水溫度升高了。（2）袋子鼓起來了，體積變大了。（3）袋子在水中先沉后浮。

教師追問：“誰能解釋袋子先沉后浮的原理？”

時間過去了好久，沒有一個人能回答這個問題，令在場的教師都感到詫異。

過后，為了探究問題的究竟，我們召來幾個學生，啟發說：“你們都發現了冷水變成熱水體積增大了，《浮力》單元不是研究物體的體積與浮力的關系嗎？”

“這是上個單元的知識，在這個單元也能用？”學生提出了異議。

學生的回答使我們更加驚異、啼笑皆非，但靜思分析，出現這樣的局面肯定是有因果關系的，學生對“物體在水中沉浮與浸入水中的體積多少的關系”這個知識點缺乏深度的理解，是沒有經過學生大腦深加工的，在學生的認知結構中沒有形成系統性，呈現碎片式的特點，致使在新的情境中對問題的認識、遷移和解決不能與應有的認知結構建立聯系，致使問題得不到解決。

當今，核心素養是課程改革的指導思想，它指的是學生具有適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。關鍵能力的內核就是學生對知識的理解能力，在現實課堂中最為普遍和突出的問題恰恰是這種能力的缺失。如何解決這個矛盾，采用何種策略來提高學生對知識的深度理解能力呢？我們做了一些探索。

二、概念界定

本文中的深度理解是指深度學習中最普遍的認識——理解遷移說，它不僅強調學習者對知識技能的深度理解，而且在深度理解基礎上，將知識和技能遷移應用到實際問題的解決中去，并反過來促進學習者對知識和技能的深度理解。

三、策略研究

鑒于現實教學中學生對知識理解能力低下的現狀，為了糾正這種狀態，我們采用了下面的策略：

（一）精心設計問題，成為理解的觸發點

科學知識的學習、探究是始于問題、終于問題的。理解也就是對問題產生、發展、解決過程的認知，所以問題是理解能力提高的觸發點。教材內容豐富，包含大量的問題。但不是所有的問題都招致學生喜歡，反而這些問題讓學生反感，那么，如何將這些不招學生喜歡的問題產生出讓學生喜歡的魅力，就需要我們在學生的層面上精心設計問題。

1.植根于學生的需要

案例1：《金屬的熱脹冷縮》教學。

筆者借用了一個學生親歷真實事件。一天，一個女生從家里拿來了一個套著塑料外殼、裝滿熱水的玻璃杯，下課時，女生想打開杯子飲水，可是一用力，蓋子連同塑料外殼轉動，蓋子始終打不開。男生紛紛出手相助，無論是用力猛的，還是用力小的，都失敗告終。后來有人建議把杯子送到筆者的辦公室。等第二節下課，筆者將打開的杯子送給了那個女生。

“如何打開杯子，用什么方法打開杯子？”學生好奇地問。

筆者當時沒有將答案告訴學生。

“同學們，在這個單元里將為大家揭曉老師是用什么方法打開這個杯子的?！?/p>

讓問題成為學生的需要，讓學生對解決問題產生強烈渴望，這就是理解所需要的學習動力。

2.植根于學生的經驗

有人說過：“花時間預先訓練學生的大腦，實際上是在創造先期知識的片段，以便于新的知識能夠更好地與獲取新知識——進行聯結?！苯處熁ㄐr間，勾勒出學生的先期知識（經驗），能夠激發科學學習、探究的興趣和動機。

案例2：《混合與分離》。

筆者為學生設了一個“局”。

筆者提前幾分鐘進入教室，鋪開報紙，倒出事先準備好的沙子、黃豆混合物，然后細心地從沙子中一粒一粒地撿豆。

學生見狀圍了上來問：“老師，怎么了？做什么？”

“剛才在實驗室不小心沙子倒進了黃豆中了?！惫P者故意撒了個謊。

于是，學生一起動手，很快將黃豆一粒不剩地從沙子中撿了出來。

花些時間，讓學生完成物質的分離，學生是有一定的方法和經驗的，于是下面的問題是建立在學生原有經驗上的。

上課了，筆者說：“剛才大家將黃豆從沙子中撿了出來，老師還有幾種東西也搞混了，請大家幫忙分一分?！?/p>

“什么東西？老師，我們幫你?！睂W生連什么情況都沒搞清就迫不及待地請戰。

筆者知道學生的心理：很愿意幫助別人做事，特別是愿意幫助老師做事。

“老師給你們各個實驗組準備了一份材料，放在抽屜里?！?/p>

“哇！”學生打開紙包，愣住了，“沙子和食鹽怎么分？”

小學生對周圍世界充滿了好奇，具有強烈的學習欲望，教師能夠利用這個心理特點，從學生已有的經驗入手，設計學生力所能及的問題，學生就會有動力去解決。學生在解決問題的過程中，自然加深了對問題、知識的理解。

3.植根于學生的最近發展區

案例3：《物體在水中是沉還是浮》。

首先讓學生觀察“遼寧艦”航行的視頻，其次讓學生對回形針在水中是沉是浮進行預測、實驗，最后組織學生對為什么同樣用鋼材制成的“遼寧艦”和“回形針”在水中的情況卻是大相徑庭進行說明、解釋。

將問題建立在學生“最近發展區”，讓學生在憑借已有的知識或經驗不能解決問題，而又想解決這個問題時，就會在心靈的深處產生極度的渴望，也就為此能被教師抓住眼球和吸引力。

4.植根于學生探究的熱情

科學探究并不是隨著上課鈴聲的開始而開始，下課鈴聲的結束而結束的，是一個長期持續的過程。現代心理學研究表明：學生注意的集中性體現于課時開始或課臨近結束兩個區間，教師利用學生通過一節課的探究取得了一定收獲的時間點，布置一些拓展性的、學生能夠解決的問題，學生是容易接受的，是樂意完成的。

（二）體驗探究過程，成為理解的發力點

“兩次倒轉”教學機制顯示：對于人類發現知識的過程來說，教學是一個“倒過來”的活動，即：在教師的指導、幫助下，讓學生主動去“經歷”知識發現、發展的過程（可以是模擬、簡約的過程）。在這個過程中，知識成為學生觀察、思考、操作的對象，成為學生活動的客體，學生成為教學的主體。唯有這樣，理解才不是空談。

案例4：《蠟燭燃燒》。

學生通過學習，得知蠟燭燃燒是一種化學變化。實際上，學生對這個知識點的認識是模棱兩可、十分牽強的。為什么呢？其實，學生已知化學變化一定要產生新的物質，一定是伴隨著物理變化發生的，實際上我們看到的是蠟燭燃燒后沒留下什么物質，要學生真正地接受這個概念，是缺少有說服力的證據的，為此我們重新探究一次。

我們點燃蠟燭，讓它燃燒一會兒吹滅，在蠟燭燈芯周圍產生了縷縷白煙，再迅速點燃白煙，蠟燭又復燃了，通過這一現象讓我們捕捉到的信息是：蠟燭在高溫下由固體溶化為液體再升為氣體形態的這個過程是物理變化。我們再用燒杯罩在燃燒的蠟燭火焰上，看到了燒杯壁上先后出現了水珠、氣體和黑色的物質（炭黑），火苗在隨著煙霧的增多漸漸變弱直至熄滅，這個過程我們得知蠟燭在燃燒過程中是產生了水珠、二氧化碳等物質的。

只有讓學生通過、經歷完整的探究過程，找到了有說服力的事實、證據，才能促進對知識的深度理解。

（三）去偽存真，提升理解的精準度

知識之間存在著錯綜復雜的聯系、假象，而學生通過活動、體驗，得到的知識往往是碎片化、表面性、事實性的信息，不是知識的本質。而學習的目的是要把握知識的本質，如何厘清它們之間錯綜復雜的關系，提高學生辨別能力，把握知識的本質，保證理解的正確性呢？我們通過“變式”來把握，因而在教學過程中，我們通常會安排變式、綜合性的訓練，目的是提高學生的辨識能力，正確地理解科學知識。

案例5：《光和影》。

我們就安排了這樣的練習：材料：玻璃、月亮、電珠、貓眼、小圓鏡。

在這個練習中，學生對于貓眼是否是光源，形成了正、反兩方觀點，并展開了激烈的爭論。

反方：貓眼是光源，理由1：它黑夜運動自如，能捕捉老鼠；理由2：我們在黑夜看貓眼時，是藍藍的。

正方：貓眼不是光源，理由：黑夜你跟隨著貓一起行走，前方是黑暗一片。

最后，我們通過查閱資料，知道了貓眼確實不是光源，只是與人類眼睛的結構是有區別的。

案例6：《運動與力》。

在這個單元中，要求學生完成這樣的綜合題：

問題1：圖中力A和力B哪個是重力？

問題2：木塊向上運動時，哪個力為摩擦力？木塊向下滑時，哪個力為摩擦力？

問題3：當木塊在斜面上靜止時，力C與力D大小怎樣？

學生通過練習、討論、查閱資料等方式，辨別了真偽，提高了對事物、對知識的辨別、判斷能力，把握了知識的本質。

（四）學以致用，在應用中深化理解

郭華教授認為：“我們把‘遷移與應用’看作學生在學校階段，即在學生正式進入社會實踐過程之前，能夠在教學情境中模擬體會社會實踐的‘真實過程’，形成積極的情感態度價值觀?！痹诮虒W中我們創設社會情境，讓學生發揮想象力、創造力以解決生活中的實際問題，提高了理解的深度。

案例7：《金屬的熱脹冷縮》。

通過實驗探究，學生已經掌握許多物體具有熱脹冷縮和少數物體具有熱縮冷脹性質的知識，筆者展示了一個資料：

朱紅利家的自來水管裂了

去年冬天的一天。氣溫在零下7攝氏度，朱紅利起床洗臉，打開水龍頭沒水了，她在大門旁發現自來水管、水龍頭裂了，水沿著裂口子不斷地往外流，朱紅利思忖著：水管、水龍頭為什么在冬天容易破裂？下面是學生“關于水管、水龍頭是怎么裂的問題”的討論：

生1：這水管、水龍頭是凍裂的。

生1的看法得到了許多同學的支持。

生2：水管是脹裂的。

生2的回答招致了許多同學的反對。

生3：水在4攝氏度下體積會變大。

生1：那夏天為什么不脹裂？

生2：夏天水體積是變大的，水管的體積也是變大的，冬天卻相反，水在4攝氏度下體積變大，水管體積變小，這“一小一大”破裂之事就發生了。

經過一次次的對質、較量、反問和現場察看，最后學生明白了水管、水龍頭破裂原因——水受冷體積膨脹，水管受冷體積縮小導致。

通過這樣的生活實例，學生對知識的理解自然加深了。

四、結語

以上是我們在開展深度學習、提高深度理解能力的一些做法，也取得了一定的效果。筆者相信：只要廣大科學教師一起努力，肯定會有更多的、更好的策略，從而更好地提高學生的理解能力和認知水平。