STSE理念下的深度学习课堂教学模式初探

李 康

(苏州工业园区金鸡湖学校,江苏 苏州 215000)

STSE即指科学、技术、社会和环境,基于STSE理念的教学强调教师在学科教学中,不仅要重视科学知识的教学,同时也要关注科学知识与技术、社会和环境等方面的联系以及跨学科的教学.因此,学生学习的过程不再是单纯获取知识的过程,更是将所学知识学以致用、培养核心素养的过程.

深度学习是区别于浅层学习的一种学习模式,是指在理解学习的基础上,能够批判地学习新的思想和事实,把它们融入原有的认知结构中,能在众多思想中进行联系,并能将已有的知识迁移到新的情景中去,作出决策和解决问题的学习.它同样强调学生建构知识、内化知识、应用知识和培养思维能力的过程.

综合实践活动充分体现STSE理念的四个维度,为了实现培养学生灵活运用知识,发展思维品质的目标,就必须落实深度学习.当前,已有不少关于深度学习的具体教学策略,如重演关键步骤、精准思维监控、解决实际问题等,旨在探寻引导学生进入深度学习的具体方法,让学生真正获取知识的同时发展关键能力,而对于深度学习课堂教学模式的研究并不多.因此,STSE理念下针对综合实践活动的深度学习课堂教学模式的构建尤为关键.本文就以苏科版初中物理第十章综合实践活动——制作简易的密度计为例,浅谈课堂教学模式的建构与思考.

1 有趣的引入——深度学习的前提

学习的主体是学生,教师在教学中只是起到主导作用,因此,如何让学生积极主动地参与到课堂中是落实深度学习的首要问题.

【教学片段1】

师:将鸡蛋放入盐水杯中,处于什么状态?

生:漂浮状态.

师:向烧杯中不断加水,观察鸡蛋露出液面的情况怎样变化,并解释原因?

生:鸡蛋露出液面的部分变小.当浮力一定时,随着液体密度的变化,鸡蛋排开液体的体积发生改变.

师:这艘轮船是从河入海还是从海入河?为什么?

生:从河入海,当浮力一定时,液体密度增大,排开液体体积减小.

师:如果船身标有刻度线,则可用于测量液体密度——密度计.重力不变的轮船,长得怎样更好?

生:船越细越高,刻度线越多,测量越准确.

通过对演示实验的观察和解释,再辅以动画演示的思考与分析,刺激了学生的视觉感官之外,还培养学生利用已有的漂浮条件知识解决实际问题,唤起相关的科学知识(S),激发学生学习兴趣,引出课题.课堂的引入需要充分调动起学生学习的积极性,可以通过演示实验、视频、动画、图片、故事等不同形式,或引发学生的认知冲突,或引导学生将所学知识应用于他们感兴趣的日常生活现象,为学生的深度学习提供前提保障.

2 充分的体验——深度学习的方式

学生的主动参与只是前提,如何由教师的灌输式教学真正转变为学生的深度学习,关键在于教师设置丰富的教学活动,学生通过经历科学探究过程,确保获得充分的体验.

【教学片段2】

师:根据桌上器材,思考如何封口?实验中有哪些操作细节?

生:吸管、剪刀、橡皮泥.为了使密封性更好,可以利用液态蜡进一步封口.

学生活动:封口.

师:观察吸管改造成“轮船”后的下水情况,遇到问题如何解决?

生:加沙子,以降低重心,使吸管竖直漂浮.

学生活动:配重.

师:改造完的“吸管小船”下水后,得到第一条刻度线,其他的刻度线如何确定?

生:放入多种已知密度的液体中,确定其他刻度线位置.

师:没有带来已知密度的不同液体,是否可以理论推算出其他刻度线的位置?

爸爸果然听见了，吃饭时，说的话就像没熟的杨梅，又甜、又酸、又带刺。他笑眯眯地说：“方舟，你数数外面的香肠有几根。”我知道他葫芦里卖的什么药，没理他。他就自言自语地说：“八十八根。”我才不按他的“剧本”往下演呢，我装傻，“哦”了一声。

学生活动:标度.

以学生为中心的深度学习活动,一定是建立在学生已有知识经验的基础之上,灵活运用知识、迁移知识,经历理论设计、动手实践操作、方案优化改进的学习过程,科学探究便是最佳选择.在制作密度计的环节中,由于不同小组的进程不同,首先将相关操作要点推送到学生在线平台,利用在线资源分组完成实验探究,既能保证学生自主参与、充分体验,同时又能针对不同小组遇到的难点促进小组合作学习,既充分体现科学(S)与技术(T)的有机融合,同时也展现信息技术与学科教学整合的优点,为深度学习的有效发生提供条件.

3 思维的训练——深度学习的核心

深度学习强调高阶思维能力的发展,旨在培养学生的批判、质疑和创新能力,动态的科学探究活动以获得充分的体验为基础,但对思维的训练还远远不够,因此,问题链的设置至关重要,课堂教学中只有学生进行深度思维才能促成真正发生深度学习.

【教学片段3】

师:与温度计的刻度线相比,自制密度计的刻度线分布有何特点?为什么?

生:刻度线上小下大;同一支密度计,所测液体密度ρ液越大,深度h越小.

师:浸入液体深度h与液体密度ρ液满足什么关系式?

师:刻度线不仅不均匀,还呈现上疏下密的特点,这又是为什么?

生:观察反比例函数图像,不是线性关系.

独立思考能力的培养离不开问题的设置,过简单的问题仍属于浅层学习,对能力的发展帮助不大,过难的问题超出能力范围,不仅会让学生思而无获,甚至会失去继续思考的信心.在刻度线分布特点的教学中,先引导学生观察刻度线的分布,再结合反比例函数关系及其图像,分析刻度线的特点.一个难点被化解为多个进阶式问题的问题链,并把它们逐步融入到原有的认知结构中,引发学生深度思维,对刻度线分布规律的认识层层递进.因此,属于最近发展区、需要深度思维的问题链的设置,才能确保深度学习的生根落地.

4 能力的提升——深度学习的意义

无论是动态的科学探究学习方式,还是静态的深度思维训练,终是为了引导学生深度学习,促使关键能力的发展.而理论联系实际,将所学知识和思维方法应用于实际生活中的问题解决,既是知识迁移到新的情景中,作出决策和解决问题的手段,也是能力得以提升、科学态度和精神快速养成的一种普遍方法.

【教学片段4】

师:实验过程中出现如图1现象,操作是否得当?如何改进?

生:操作错误,未使密度计竖直漂浮.可换细长的容器(量筒等)代替烧杯进行实验.

图1 自制密度计测液体密度

师:如果有如图2两支密度计,你会如何选择?为什么?

生:选择左边的密度计,刻度线间距更大,能标出更多刻度,更精确.

师:与自制密度计相比,实验室密度计的构造为何奇特?为何分为比重计和比轻计?

生:使密度计在液体中能较快、较容易竖直立定.为了使用方便,分为比重计和比轻计.

在学生利用自制密度计估测液体密度的实践活动中,教师通过呈现应用过程中出现的典型操作错误,提高学生实验操作能力.基于对不同小组测量结果的差异性,以及自制密度计与实验室密度计异同点的关注,展开小组间交流讨论,旨在培养学生交流合作、批判意识和质疑能力.在此基础上,展示观察不同小组的作品,引发对刻度线间距与密度计自重的关系教学,再过渡到学生自主创新刻度线间距增大的另一种方法,进而对本小组的作品进行改进优化,最后利用课余时间测量生活中常见液体的密度,并由废液的处理引导学生对环境问题的关注,旨在提高学生的环保意识、创新和学以致用的能力.整个过程强调科学(S)、技术(T)与社会(S)、环境(E)的有机结合,既体现从物理走向社会、面向全体学生发展核心素养的新课程理念,又追求学生各方面能力的的全面发展,充分实现深度学习的意义.

图3 基于STSE理念的综合实践活动课堂教学模式

综上所述,基于STSE理念的综合实践活动深度学习课堂教学的一般模式构建如图3所示.基于科学知识的引入为深度学习课堂提供前提条件,基于科学与技术的实验探究活动作为深度学习课堂的学习方式,基于思维的问题链设计是深度学习课堂的核心环节,基于科学与社会、环境的实际应用能发挥深度学习课堂的意义所在,即一节课应该追求有趣、有体验、有思维和有意义,促进学生思维能力与品质的全面发展.