支架式教學法促進學生深度學習

◇詹林芳（浙江：杭州江南實驗學校）

2022年版科學課標提出的總目標是培養學生的核心素養。深度學習是促進學生素養形成的有效途徑。素養最直接的表現，就是學生能學以致用，包含在類似情境下遷移應用，以及在不同情境下創造性地解決問題。支架，在教學中，是指教師為學習者搭建向上發展的平臺，把復雜的學習任務加以分解，讓學生在科學課堂上進入深度學習狀態，有效促進學生高階思維的發展，提高學習的有效性，成長為一個獨立的學習者。筆者在科學課上常用的教學支架有：問題情境、實驗材料、實驗單等等。

一、基于真實，搭建情境支架

科學探究是一個發現問題、解決問題的過程，科學課堂正是在解決一個個問題中推進的，學生的認知也是在問題的解決中建構的。問題解決要基于舊知識，如果沒有原有經驗做基礎，新知學習就是紙上談兵。真實的問題情境能使學生發現科學學習并不遙遠，也沒有那么高深莫測，科學就在我們身邊，由此激發學生的學習熱情，主動靈活地建構知識體系。

《運動與摩擦力》一課由三個活動組成，分別是：感知摩擦力和測量物體運動時的摩擦力；研究摩擦力大小與接觸面光滑程度的關系；研究摩擦力大小與物體重量的關系。本課伊始，教師基于學生的生活，從學生喜歡的運動入手，把要研究的問題設置在一個關于“運動”的場景中，以“參加拔河比賽要選擇哪雙鞋”的情境引入本課，帶領學生認識摩擦、摩擦產生的條件，體會因摩擦產生的阻礙物體運動的力。這一來源于生活的科學情境暴露了學生的前概念，生成了最真實的科學問題。這樣的問題貼近學生的生活實際，不是憑空而來，學生發現科學就在身邊，讓學生有話可說、有理可依。整節課學生都是基于這一真實的問題，展開思考和研究，并由淺入深。這樣的情境為學生的深度學習提供了“生長點”。

二、優化結構，搭建材料支架

新課標指出，科學探究既是科學學習的目標，也是科學學習的途徑，而材料是學生解決科學問題、獲得科學知識、提高探究能力的基本載體，是學生感受科學與生活的聯系、體驗科學價值的重要資源。小學生的思維水平大多停留在形象、直觀層面，這使得他們所能認識和理解的也往往局限于自己可以動手操作的具體事物。所以，教師應從學生的角度來選擇和呈現實驗材料，為學生搭建豐富的材料支架，引導學生更有效地去探究、去發現、去解決問題，為學生的深度學習提供有力的“支撐點”，實現從操作經驗到理性認識的順利發展。

（一）選擇可視化材料，豐富感性經驗

小學生對于本質的理解往往基于自己觀察到的現象，教師把細小甚微的現象，以“可視化”材料為依托，組織一系列具體、可操作、可觀察的活動，將抽象、不可見的概念轉化為具體、可見的現象，由此讓學生得到“看得見”的事實。

“聲音”單元的教學一直是小學科學中極具挑戰性的“疑難問題”。聲音看不見也摸不著，課堂教學中，我們盡可能借助典型材料，把細微的現象放大，讓現象變得“可見”。

四年級上冊第二單元“聲音”的第二課《聲音是怎樣產生的》一課，屬于科學探究課。這一課通過探究認識聲音產生的原因（由物體振動產生），培養學生的觀察能力和思考能力。學生對聲音雖然很熟悉，但多數學生并不了解物體發出聲音的本質，對物體的振動也沒有直觀的感受和理解。這正是本課教學最有價值的地方。

執教這一課時，為了更形象地凸顯物體的振動，讓學生有更直觀的感受，筆者將教材中的小皮筋改成了寬皮筋，為了方便學生撥動，設計了較大的、方便觀察的木板、鐵釘皮筋套組（見圖1）。操作簡單，實驗現象明顯，學生能直觀地感受到皮筋的左右振動，更好地理解振動和聲音之間的關系。

圖1

在皮筋實驗材料的基礎上，啟發學生繼續思考：觀察皮筋的哪一個部分，現象會更明顯呢？進而引導學生給皮筋做一個標記，貼一個紅點（見圖2），觀察的時候，聚焦到這個點上，更直觀地感受皮筋的運動。

圖2

（二）提供結構化材料，豐富探究過程

材料的種類和不同組合以及課堂呈現給學生的次序，我們可以簡單理解為材料的結構。有結構的材料有利于激發學生的學習興趣，在整個探究活動中，我們可以通過優化材料，使其具有結構性，讓學生利用有結構的材料進行探究，提高科學探究的有效性，促進學生的深度學習。

在《聲音是怎樣產生的》一課中，筆者不僅選用了“可視化”材料，而且在材料的選擇和呈現上注意結構性。在研究更多物體發聲實驗時，教師提供了更多的材料：鋼尺、鼓。振動的物體由線狀到條狀到一個面，物體振動更加難以直接觀察了，教師也采用同樣的方法貼上標記（紅點）（見圖3 圖4），由面聚焦到點，讓學生在探究過程中發現物體發聲之間的共通點，并逐漸找到物體發聲的規律，理解和建立振動和發聲之間的關系。

圖3

圖4

這樣的材料提供，不僅提高了實驗精度，降低了學習難度，而且更好地呈現了知識和探究活動的內在邏輯關系，促進了學生高階思維的發展。

（三）借助模型，豐富直觀體驗

科學課要培養學生的核心素養，包含科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面?？茖W思維主要包括模型建構、推理論證、創新思維等，模型建構成為科學思維重要的一部分。我們在學習宇宙、工程設計的時候，通常會用到模型建構，如太陽系的模型，各種橋梁、房屋、塔臺的模型等。

在《電動機》一課中，利用磁極的相互作用使轉子轉起來。如何使轉子連續轉動是學生學習理解的一個難點。課堂實驗使用的小馬達較小，結構比較復雜，雖然在通電的情況下能夠看清楚轉子方向的變化，但是學生還是難以真實理解和描述。筆者聽過葉軍老師執教的《電動機》一課，利用自制的板貼模型，將電動機磁鐵和轉子的結構放大，讓學生能夠通過模型更直觀地理解它們之間的互相作用，并且在推測和模型演示中產生新的問題：轉到中間位置后，磁鐵和轉子互相吸引了，為何還會繼續轉？從而引發了新一輪的思考和探究，讓深度學習真正發生。

三、巧用學習單，搭建活動支架

科學課把探究和實踐作為學生學習科學的主要方式，強調從學生熟悉的日常生活出發，聯系實際，解決真實情境中的問題，通過親身經歷探究和實踐活動學習科學。這既是科學課培養學生核心素養的要求，也是學生興趣所在。

長時探究在整合活動的基礎上，能夠給予學生充分的時間和空間，促進學生深度學習。學習任務單的使用，能夠讓學生的思考更深入，長時探究更有效。

《電能和磁能》是六年級上冊“能量”單元的第四課，本課以教師引導下的學生自主探究為主要學習方式，通過實踐研究，讓學生認識電磁鐵的基本性質。

在簡單回憶了磁鐵的性質后，教師出示了一枚鐵釘、一段導線、一節電池，演示“電磁鐵”的組裝方式。學生觀察到這個裝置通電后能吸引回形針，斷電后不能吸引回形針，由此對這個裝置的性質和通電后發生的變化做出各種猜測。教師引導學生對提出的問題和怎么去檢測證明進行思考，根據猜測確定研究方法。“研究電磁鐵的性質”是本課的教學重點，采用任務驅動學習法，學生根據學習任務單，選擇合適的材料，對第一環節的猜測進行合作探究、證實，讓深度學習真正發生。

教師提供的材料有：絕緣細導線（兩端剝皮）、大鐵釘、電池和電池盒、剪刀、大頭針、塑料片、橡皮、木片、回形針、標明南北極的條形磁鐵。

具體操作步驟如下：教師用課件出示學習任務單；學生閱讀學習單，不清楚的地方可以提問；簡單地提示要求（通電時間不可過長、注意安全等）；PPT展示“電磁鐵”的結構。

在學習任務單中，第一任務是畫一個“電磁鐵”，不僅能讓學生更好地理解這個結構，也為后續學習導線纏繞方式的不同會影響電磁鐵的南北極打下基礎。

在第二個任務的研究中，教師沒有給出具體的可操作的方法：如該裝置通電后去靠近回形針，我們發現______，說明______；該裝置通電后去靠近磁鐵，我們發現________，說明_____。而是由學生自主選擇材料，在剛才研討環節的提示和引導下，有效地使用已有的材料，去研究自己的問題，解決自己的困惑，真正做到了尊重學生，把學習的主動權交給學生。這樣的設計，更能體現實證意識的培養和思維的深度發展，符合深度學習的特點。

學生在任務單的驅使下，在充足實驗時間的保證下，有效地對前一環節的猜測進行研究，也可以對自己研究過程中產生的新問題進行探索。這個過程是開放的、積極的、主動的、多元的，學生的研究既在教師的意料之中，也在教師的意料之外。

任務單最后比較電磁鐵和磁鐵的異同點，又將引導學生將自己研究的裝置的性質和磁鐵進行比較，有目的、有方向地思考、歸納和總結，并審視自己在探究過程中存在的不足和其他發現，及時修正和補充。這是真正自主的深度學習。

深度學習關注的不僅僅是學生對知識技能的掌握，而是要激發學生科學探究的興趣，培養科學思維，發展科學實證意識，最終內化為學生的科學素養。