支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

☉趙陳黎杰

深度學(xué)習(xí)是在理解的基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究和思考，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的、具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)題目，使學(xué)生能夠積極探索、思考和參與，在學(xué)習(xí)中獲得成功的喜悅和深入發(fā)展。以深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，符合小學(xué)階段學(xué)生的身心發(fā)展和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，可以提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。因此，小學(xué)科學(xué)教師要充分認(rèn)識(shí)到深度學(xué)習(xí)對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，在深度學(xué)習(xí)理念的指導(dǎo)下，對(duì)教學(xué)進(jìn)行全方位優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提升和學(xué)生的全面綜合發(fā)展。

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透深度學(xué)習(xí)理念的意義

（一）有利于教學(xué)質(zhì)量的提升

在教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理念進(jìn)行教學(xué)，能讓學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)其進(jìn)行深入的思考，并進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，最后得出正確的結(jié)論，從而達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的目的。

（二）有利于學(xué)生積極性的提高

在深度學(xué)習(xí)理念下，強(qiáng)調(diào)以探究為主要手段，讓學(xué)生親身體驗(yàn)探究式的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓他們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中體會(huì)到探索樂(lè)趣的同時(shí)，提高其實(shí)驗(yàn)操作水平。通過(guò)開(kāi)設(shè)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程，可以使學(xué)生在實(shí)踐中體會(huì)到一種成就感，從而增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，點(diǎn)燃其探究熱情。

（三）有利于加深學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究程度

基于小學(xué)生的身心發(fā)展和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，他們的學(xué)習(xí)能力和知識(shí)儲(chǔ)備都有一定的局限，所以他們對(duì)相關(guān)科學(xué)概念的理解往往停留在表面。深度學(xué)習(xí)理念下，學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生更為濃厚的興趣，可促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行更為深入的觀察和思考，再通過(guò)自主探究、分析后得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和探究的目標(biāo)。［1］

（四）可促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)

針對(duì)小學(xué)生的生理、心理發(fā)育還不夠成熟，分析問(wèn)題的能力還較弱，注意力穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，教師可在深度學(xué)習(xí)理念指引下，引導(dǎo)學(xué)生去思考如何通過(guò)小組內(nèi)部或小組與小組間的協(xié)作來(lái)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，從中不僅能促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，還能讓他們對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究?jī)r(jià)值有更深入的思考和理解，進(jìn)而促進(jìn)其科學(xué)探究精神的發(fā)展。

二、支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）設(shè)定明確目標(biāo)，做好充分準(zhǔn)備

深度學(xué)習(xí)視域下，教師需引導(dǎo)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考和探索，使學(xué)生能夠順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。實(shí)現(xiàn)這一目的，必須以充足的課前準(zhǔn)備工作為支撐。教師既要對(duì)教學(xué)內(nèi)容有正確的認(rèn)識(shí)，又要對(duì)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的“前概念”掌握狀況，例如學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ龋M(jìn)行全面了解。［2］只有這樣，教師才能正確掌握實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)，合理設(shè)定課堂教學(xué)目標(biāo)，并對(duì)教學(xué)目的進(jìn)行明確。有了明確教學(xué)目的，教師在教學(xué)中才有明確的指導(dǎo)方向，這樣既可以節(jié)省學(xué)生的時(shí)間，又可以使學(xué)生在實(shí)踐中更好地完成教學(xué)任務(wù)。

為了使課堂教學(xué)能夠順利進(jìn)行，做好課前的充分準(zhǔn)備和預(yù)設(shè)，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量課堂教學(xué)的先決條件。當(dāng)前，現(xiàn)代的互動(dòng)軟體和多媒體教學(xué)環(huán)境比較好，各個(gè)學(xué)校都增加了教學(xué)設(shè)備，學(xué)生們也有了豐富的學(xué)習(xí)資料，但在實(shí)踐中，教師仍需根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，運(yùn)用日常生活中的各種材料，進(jìn)行簡(jiǎn)單、實(shí)用的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)更加了解，從而更好地參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。例如，在科教版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第一單元《物體的運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中，除了教學(xué)必備的多媒體課件和秒表等道具以外，教師還需要立足于教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)備相應(yīng)的道具，例如在這一單元《物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)》的教學(xué)中，教師要立足于教學(xué)目標(biāo)，準(zhǔn)備斜面運(yùn)動(dòng)需要用到的不同物品，如立方體、六棱柱、小球等，引導(dǎo)學(xué)生在木塊搭建的“斜坡”上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而探究物體在斜面上運(yùn)動(dòng)與其形狀的關(guān)系。

（二）創(chuàng)設(shè)探索情境，注重層次分明

支持學(xué)生深度學(xué)習(xí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新知識(shí)進(jìn)行批判性的學(xué)習(xí)，并將其與已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)相結(jié)合，將現(xiàn)有的知識(shí)轉(zhuǎn)移到新的環(huán)境中。所以在教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)盡可能引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，使他們有充分的時(shí)間和空間去思考和探究。同時(shí)，在科學(xué)課堂教學(xué)中，教師要給學(xué)生創(chuàng)造更多的學(xué)習(xí)和合作的空間，使他們能夠充分利用課堂上的時(shí)間，積極開(kāi)動(dòng)腦筋，進(jìn)行深入的思考、分析和探索，建立起屬于自己的知識(shí)體系。［3］

在確定了本課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹螅處熞獜?qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂上的主動(dòng)性，讓他們自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，制定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)步驟，自主探索和檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。例如，在科教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)第一單元《聲音》一課關(guān)于“聲音的高與低”的教學(xué)中，為了讓學(xué)生明白聲音的高低與物體振動(dòng)的頻率有關(guān)，教師可以在師生、生生交流等環(huán)節(jié)中，創(chuàng)設(shè)學(xué)生能夠參與的探索性實(shí)驗(yàn)情境。首先，教師對(duì)學(xué)生在之前的實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論進(jìn)行分析，面對(duì)學(xué)生提出的“聲音的高低可能與物體振動(dòng)的時(shí)間有關(guān)、可能與振動(dòng)的幅度有關(guān)、可能與它們都有關(guān)”等猜想，教師可與學(xué)生一起進(jìn)行研究和檢驗(yàn)。在教師和學(xué)生的共同努力下，學(xué)生明確認(rèn)識(shí)到了“物體振動(dòng)越快，聲音越高；振動(dòng)越慢，聲音越低”，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)重難點(diǎn)的突破。

在該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師還會(huì)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的判斷，選擇自己喜歡的研究方向，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作來(lái)完成對(duì)設(shè)計(jì)方案的補(bǔ)充。通過(guò)這種方式，學(xué)生的思考不再限于設(shè)計(jì)，而是從實(shí)驗(yàn)材料的選擇、控制變量、實(shí)驗(yàn)步驟等方面進(jìn)行擴(kuò)展。完成實(shí)驗(yàn)以后，教師再鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入的討論和辯論，引導(dǎo)他們進(jìn)行深入的思考，并與別人進(jìn)行交流。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)，既可以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，又可以鍛煉他們的動(dòng)手實(shí)踐能力。

（三）留足探究時(shí)間，抓住學(xué)習(xí)重點(diǎn)

深度學(xué)習(xí)視域下，通過(guò)小組內(nèi)和小組間的協(xié)作，可使學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有更為全面的認(rèn)識(shí)和掌握，進(jìn)而能更好地完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)。小學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)充滿激情，但也存在著諸多問(wèn)題，如不會(huì)正確運(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、不會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、不會(huì)協(xié)作、不會(huì)分析試驗(yàn)結(jié)果等，針對(duì)這些問(wèn)題，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)特點(diǎn)，有深度、有重點(diǎn)地進(jìn)行教學(xué)。

例如，在科教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)第三單元《運(yùn)動(dòng)和力》一課關(guān)于“運(yùn)動(dòng)的小車”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生研究運(yùn)動(dòng)物體的能量和運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，指導(dǎo)學(xué)生注意掌握實(shí)驗(yàn)中的可變因素，讓他們了解到，變量控制是常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法之一。在一系列的試驗(yàn)中，一般情況下，只有一個(gè)條件是變化的，而其他條件是相同的。通過(guò)層層深入的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，使學(xué)生能夠順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的角色由主導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)者轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助性實(shí)驗(yàn)者，教師不用直接告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而要讓學(xué)生自主進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探索，以證實(shí)他們的猜測(cè)和假設(shè)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要盡可能給予學(xué)生足夠的時(shí)間和耐心的引導(dǎo)，特別是當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題的時(shí)候，要鼓勵(lì)他們多想，這樣才能使每一個(gè)人都能獲得成功，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

（四）整合實(shí)驗(yàn)形式，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

在小學(xué)的科學(xué)課上，經(jīng)常會(huì)有大量的實(shí)驗(yàn)示范，這些實(shí)驗(yàn)都是基于材料的特性和特征而進(jìn)行的一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們往往只能看到表面現(xiàn)象，從而導(dǎo)致思維和創(chuàng)造性發(fā)揮不出來(lái)，影響了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展。為了提高教學(xué)質(zhì)量，提高和擴(kuò)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，教師可以把數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

例如，在科教版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第一單元第二節(jié)《水沸騰了》教學(xué)中，主要目的是讓學(xué)生明白“水沸騰”這一現(xiàn)象的本質(zhì)，即“水的汽化”，同時(shí)還要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到水在沸騰期間，溫度不會(huì)繼續(xù)變化。采用常規(guī)玻璃溫度計(jì)，難以達(dá)到這個(gè)目的。對(duì)此，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用溫度傳感器，通過(guò)數(shù)形結(jié)合的方法描述和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而這里采用溫度傳感器，不但可以準(zhǔn)確記錄同一時(shí)段內(nèi)的水溫變化，而且可以方便地將資料轉(zhuǎn)換為圖形，提供定量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生可根據(jù)資料和圖形進(jìn)行分析、處理，從而更好地了解科學(xué)的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（五）注重探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)深度思考

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常可以劃分為兩種類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)。所謂“驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)”，指的是按照課本上的已知實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)操作，但不利于學(xué)生的思維能力和綜合素質(zhì)的提高。而“探究實(shí)驗(yàn)”則是從主題出發(fā)，包括提出問(wèn)題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、交流討論、反思評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法，注重學(xué)生的思考能力與深度學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和發(fā)展。［4］

例如，在科教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)下冊(cè)第一單元《小小工程師》一課第三節(jié)“建造塔臺(tái)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是為了讓學(xué)生明白塔臺(tái)建設(shè)的原理和注意事項(xiàng)。教師可在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的求知欲望，使他們的學(xué)習(xí)方式發(fā)生變化。教師可先設(shè)定實(shí)驗(yàn)任務(wù)：用吸管、膠帶等材料建造一個(gè)綜合性能較好的塔臺(tái)。接著引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)之前的學(xué)習(xí)，自然而然地將塔臺(tái)的性能與塔臺(tái)的高度、形狀等結(jié)合起來(lái)。在建造的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)建造出不同類型的塔臺(tái)，有金字塔型、腳手架型、圍欄防護(hù)型等等。建造完成后，需要從抗風(fēng)能力、抗震能力、頂部承重等方面對(duì)塔臺(tái)進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)一系列問(wèn)題：塔臺(tái)底部的重量較輕，抗震能力較差；塔臺(tái)模型高度太高，影響了抗風(fēng)性能；模型的承重結(jié)構(gòu)不多，承重性能不足；建造過(guò)程中測(cè)量數(shù)據(jù)存在誤差，導(dǎo)致模型發(fā)生傾斜等等。進(jìn)而在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)不斷對(duì)自己建造的塔臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，以解決建造中遇到的問(wèn)題，從而加深對(duì)有關(guān)塔臺(tái)建造原理和要點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，在解決一系列問(wèn)題的過(guò)程中，也有效鍛煉和提升了學(xué)生的思維能力。

（六）擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)空間，推動(dòng)深入研究

在教學(xué)過(guò)程中，教師要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，為他們的學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)活動(dòng)等創(chuàng)造條件，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)中收獲樂(lè)趣，領(lǐng)略到科學(xué)知識(shí)的魅力，并從中積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，教師還可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)向課外延伸，開(kāi)展戶外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)空間得到有效擴(kuò)展，從而在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中獲得愉快的體驗(yàn)。

例如，在科教版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第三單元《巖石與土壤》關(guān)于“觀察土壤”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師便可開(kāi)展戶外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)收集不同類型的土壤，探究不同土壤的顆粒大小、滲水性和溶水性等物理特征。實(shí)驗(yàn)雖是在課堂之外進(jìn)行的，但是通過(guò)課堂中上傳的視頻、圖片、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，學(xué)生已具備了基本的認(rèn)識(shí)。在戶外實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可從現(xiàn)實(shí)生活中獲取信息，再結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行加工、整合和提煉，再通過(guò)思考、質(zhì)疑，并運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)來(lái)處理實(shí)際問(wèn)題，不僅可加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力，還能提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在真實(shí)、有意義的情境中開(kāi)展深度學(xué)習(xí)。

（七）評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，推動(dòng)積極學(xué)習(xí)

課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是教學(xué)活動(dòng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它既能總結(jié)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，還能發(fā)現(xiàn)有待提高的地方，從而讓他們對(duì)未來(lái)的學(xué)習(xí)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。所以，在深度學(xué)習(xí)理念的指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)估，必須重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的認(rèn)識(shí)。

通過(guò)對(duì)學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程的評(píng)估，可以更加真實(shí)地反映學(xué)生的實(shí)際參與狀況，從而使他們更加清楚地認(rèn)識(shí)到自己在試驗(yàn)中的優(yōu)勢(shì)和不足，從而為以后的學(xué)習(xí)指明了方向。此外，在評(píng)估過(guò)程中，應(yīng)重視對(duì)學(xué)生的激勵(lì)和引導(dǎo)，以保障他們對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的參與和探索的積極性。

綜上所述，深度學(xué)習(xí)理念對(duì)于小學(xué)科學(xué)課程而言，具有重要的指導(dǎo)和優(yōu)化意義，對(duì)提升科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和水平大有裨益。作為科學(xué)教師，應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理念指導(dǎo)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，合理安排教學(xué)和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，運(yùn)用行之有效的手段優(yōu)化活動(dòng)內(nèi)容和形式，有效激發(fā)學(xué)生的求知欲和積極性，不斷提高其深度學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ苿?dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。