引导学生在科学课中进行深度学习*

曹燕琴

深度学习是以培养高阶思维和问题解决能力为目标，借助整合性的问题激活深层动机，并通过学习者在学习过程中的切身体验、深入思考及对学习内容的融会贯通，进而促进深度理解和实践创新并对学习者产生深远影响的学习样态。科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的基础性课程，其以探究活动为主要实施形式。因此，要让学生在科学课中进行深度学习，在某种意义上就是让学生在科学探究活动中进行深度学习。

一、创设探究情境，激发深层动机

深层动机是内在动机而非外在动机，是触及学习者深层兴趣、情感和思维的动机。学习者在深层动机的驱动下，才会有强烈的探究欲求，才会保持持久的学习动力，才会全身心地投入学习。为了激发学生的深层动机，教师必须贴近学生生活，创设真实的、有意义的、能激发学生兴趣的学习情境。

1.创设真实的探究情境。

学生的学习动机最初产生于认知冲突，这种心理状态能引发探究动机，从而促使学生主动参与解决问题的过程中去。创设科学问题情境时，教师要考虑其是否符合学生的兴趣爱好、心理特征，是否能与学生的生活经验、已学知识链接，是否是在学生的最近发展区内且值得研究。

如：在教学《物体的沉和浮》一课时，教师一般会让学生猜测哪些材料会沉，哪些会浮，然后让学生进行实验验证。从表面上看，这似乎也提出了要研究的问题并进行了预测、实验，形成了比较完整的探究过程。但如果我们细细琢磨，就会发现这一问题对于学生来说并不是一个真实且有意义的问题，因为关于物体的沉浮，学生的生活经验早就告诉他们答案了。此时，教师可以以故事引入，设置一个帮助小兔渡河的问题情境，并提供可塑橡皮、玻璃瓶、金属盒、木板、泡沫板、蛋挞托、金属勺等物品。由于设置了一个开放且与主题相契合的探究情境，学生的原有认知被激活、探究热情被激发。而金属盒、玻璃瓶、蛋挞托、可塑橡皮放入水中是沉是浮，学生对此存在认知冲突，这就能促使其全身心地投入探究中。

2.让思维成为探究的核心。

科学探究的过程是学生科学思维发展的过程。教师围绕科学探究主题精心设置各种思维链接点，能让学生在质疑、批判、思辨、反思中产生持久的学习动机。

如：在教学苏教版《科学》四上《空气中有什么》时，教师点燃一支蜡烛，问学生“你有几种方法让熄灭蜡烛？”这个开放性的问题很快调动了学生的思维。当学生用玻璃杯熄灭蜡烛火焰后，教师又拿出玻璃钟罩问：用玻璃杯和玻璃钟罩熄灭蜡烛，你认为哪个会更快？此时学生的原有认知被激活，学生的思维也被聚焦到对“空气”的研究上。于是，教师边出示水槽边进一步将学生的思维引向深处：如果玻璃钟罩里的空气被燃烧完了，那么用玻璃钟罩熄灭水中蜡烛的火焰，有可能出现什么现象？学生根据已有知识推测水会占据玻璃钟罩里的空间。但当学生发现水槽中的水并没有像他们预测的那样全部进入玻璃钟罩时，学生不禁思考：水中的蜡烛熄灭了，水只占据玻璃钟罩的一部分空间，这说明了什么？此处，由于探究活动是围绕思维展开的，所以随着探究的深入，学生的思维也不断深入，而学生对问题的探究兴趣便成了一种持久的学习动力，让他们不知疲倦地投入问题解决中。

二、搭建探究支架，引领切身体验

深度学习离不开学生的切身体验。切身体验需要学生亲身感受、感悟、体会及亲历观察、实践与操作的过程。在科学学习中，教师应适时地在学生的最近发展区内搭建学习支架，帮助他们亲身经历科学家所经历的探究过程，从而让其在深入思考与亲身体验的基础上，深入理解所学内容。

1.用材料搭建探究支架。

科学材料是学生探究时常用的支架，为了帮助学生经历科学探究的过程，教师要精心选择有结构的材料。有结构的材料应具有内在的联系并蕴含着某些关系和规律，其既要有助于揭示科学规律，又要贴近学生的实际生活，符合学生的年龄特征和认知规律。这样的材料能帮助学生探究问题，解决问题，获取新知。

如：在教学苏教版《科学》四上《声音的产生》时，教师提供了橡皮筋、尺子、鼓等有结构的材料，这便于学生发现它们在发声时都在振动这一现象，从而帮助他们发现发声的秘密。而当学生继续探究，发现空瓶子也能发声时，他们又产生了困惑。由于空气无法用肉眼观察到，所以学生无法看到空气振动。这时教师可以给各组提供一些泡沫小球，告诉学生可以借助泡沫小球的振动来观察空气是否振动，提供这个材料一下子使探究活动明朗起来，学生很快根据材料设计出实验，并再次投身探究活动中。

2.用问题搭建探究支架。

科学问题是引领学生切身体验最有效的支架，因为科学问题本身具有驱动性，它能调动学生学习的积极性，使探究不断深入。在科学教学中，问题支架的设计要围绕当前的学习主题，融合学生已有的经验，激活学生的原有认知，从而促进学生在科学探究中获得深度体验。

如：在教学新编苏教版《科学》三上《空气占据空间吗》时，教师设计了三个环环相扣的问题，从而帮助学生进行深度体验。问题1：装有纸的玻璃杯垂直压入水中，杯中的纸是否会湿？问题2：向水中竖直压下装有纸的玻璃杯，然后倾斜杯口，杯子中的纸会不会湿？问题3：向水中竖直压下底部有小孔的玻璃杯，然后打开小孔，杯子中的纸会不会湿？学生在这三个问题的引领下进行探究。当实验1（对应问题1）结束后，学生紧接着对“为什么纸团不湿？”这问题进行猜想、判断、分析、推理，从而引发“是不是空气保护了纸团？”这一问题。实验2（对应问题2）结束后，学生又聚焦“纸团为什么湿了？”这一问题，并解释“有气泡冒出来说明了什么？”。实验3（对应问题3），学生猜测“打开小孔前后，纸团会怎样？”。

可以看出，三次实验，学生并不是简单地模仿操作，而是在开动脑筋，解决问题。在此过程中，教师遵循最近发展区理论来设置问题支架，遵循“学生提出问题—教师确立问题—教师提出一个接近答案的问题—学生回答问题—教师再提出一个难度高一点的问题—学生回答问题……直到获得问题的答案”的基本过程。学生在问题的驱动下能获得由浅入深的体验。在深切体验的基础上，学生再经历分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维过程，从而将事物的内部性质归纳为概念。

三、迁移探究结论，促进深度理解

深度学习不能停留在知识表层，而应深入知识内核，强调把握事物的本质和深层意义。为此，在科学教学中，教师要努力创造学习和实践相结合的机会，让学生现学现用、活学活用。

1.在生活中运用所学。

“运用”是“迁移”的表现形式之一，也是检验学习结果的最佳途径。在深度学习中，迁移是经验的扩展与提升，运用是将内化了的知识外显化、操作化的过程，也是将间接经验变为直接经验的过程。学与用是密不可分的，学生只有在实际生活中运用所学，才能说明他们对所学知识有深层理解。学以致用越透彻，理解就越深刻。

仍以《空气占据空间吗》一课的教学为例。当学生通过亲身探究终于得出“空气占据空间”这一结论时，教师顺势安排三个学用结合的机会：（1）漏斗插在有胶塞的瓶口，然后向漏斗中倒水，水能灌到瓶子里吗？为什么？（2）用气球嘴反套住瓶口，然后用力吹气球，气球吹得大吗？为什么？（3）你能用今天学到的知识解释“乌鸦喝水”的原理吗？这几个实际问题与学生的所见所闻和亲身经历相关，目的是让学生运用学到的知识，并使得知识间的内在联系得到进一步挖掘，学生的思维得到发展。

2.在拓展中创新所学。

深度理解和实践创新是深度学习结果质量维度上的两个显性指标。理解往往包含创新，创新是更高层次的理解。深度理解指向学生对事物或知识本质的理解，实践创新是指学生解决问题的能力，包括迁移运用能力和整合创新能力。深度学习的科学课不以铃声为起点和终点，且课堂教学的拓展和延伸，往往是学生实践创新的好机会。学生在这种没有约束的时空中，可以获得自主学习的机会。

科学探究的拓展要以教学内容为基础，同时还要考虑学生的学习能力和认知负荷。教师不是为了拓展而拓展，而应为了解决学生感兴趣的问题而拓展。通过拓展可以将所学知识有机地整合到其他知识中，使学生的知识结构趋向完整。在《空气占据空间吗》一课的教学中，教师在学生运用所学知识解释三个现实问题后，紧接着抛给学生一个更具创造力的现实问题：瓶子里有点水，不倾斜瓶子，只提供一些橡皮泥、两根吸管，你能用今天学到的知识让水从瓶子里出来吗？这一问题看似简单，但学生在饶有兴趣的动手动脑中，科学思维和工程思维能得到进一步发展，并加深对所学知识的理解。

引导学生在科学课中进行深度学习是时代对我们的要求。我们只有基于深度学习理念，在教学中努力激发学生的深层动机，让学生围绕探究主题，积极参与，并获得切身体验和深层理解，深度学习才会在科学课堂中悄然发生。