小学科学提高学生深度理解能力的策略研究

夏俊杰

【摘 要】在小学科学教学中，学生对知识的理解往往停留于无意义、机械性、浅表性的状态，导致了知识迁移受阻，解决问题能力低下，影响了教学质量的提高，也影响了学生的自身发展。为此，本文围绕提高学生科学知识的理解能力，特别是深度理解能力，采用了一些策略，力求解决教学中学生在理解方面存在的问题与不足。

【关键词】科学教学 深度理解 实施策略

一、缘起

最近，笔者参加了本校五年级科学的一个教研活动。

教学内容是“给冷水加热”。

实验开始，教师要求学生将装满冷水的塑料袋密封后浸到了热水中，观察实验前后发生的变化。结束时，教师请学生汇报实验的发现：

学生回答：（1）冷水温度升高了;（2）袋子鼓起来了，体积变大了;（3）袋子在水中先沉后浮。

教师追问：“谁能解释袋子先沉后浮的原理？”

时间过去了好久，没有一个人能回答这个问题，令在场的教师都感到诧异。

过后，为了探究问题的究竟，我们叫来几个学生，启发说：“你们都发现了冷水变成热水体积增大了，《浮力》单元不是研究物体的体积与浮力的关系吗？”

“这是上个单元的知识，在这个单元也能用？”学生提出了异议。

学生的回答使我们更加惊异、啼笑皆非，但静思分析，出现这样的局面肯定是有因果关系的，学生对“物体在水中沉浮与浸入水中的体积多少的关系”这个知识点缺乏深度的理解，是没有经过学生大脑深加工的，在学生的认知结构中没有形成系统性，呈现碎片式的特点，致使在新的情境中对问题的认识、迁移和解决不能与应有的认知结构建立联系，致使问题得不到解决。

当今，核心素养是课程改革的指导思想，它指的是学生具有适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。关键能力的内核就是学生对知识的理解能力，在现实课堂中最为普遍和突出的问题恰恰是这种能力的缺失。如何解决这个矛盾，采用何种策略来提高学生对知识的深度理解能力呢？我们做了一些探索。

二、概念界定

本文中的深度理解是指深度学习中最普遍的认识——理解迁移说，它不仅强调学习者对知识技能的深度理解，而且在深度理解基础上，将知识和技能迁移应用到实际问题的解决中去，并反过来促进学习者对知识和技能的深度理解。

三、策略研究

鉴于现实教学中学生对知识理解能力低下的现状，我们采用了下面的策略加以纠正：

（一）精心设计问题，成为理解的触发点

科学知识的学习、探究是始于问题、终于问题的。理解也就是对问题产生、发展、解决过程的认知，所以问题是理解能力提高的触发点。教材内容丰富，包含大量的问题。但不是所有的问题都招致学生喜欢，反而有些问题让学生反感。那么，如何将这些不招学生喜欢的问题产生出让学生喜欢的魅力，就需要我们在学生的层面上精心设计问题。

1.植根于学生的需要

案例1：《金属的热胀冷缩》教学。

笔者借用了一个学生亲历的真实事件：一天，一个女生从家里拿来了一个套着塑料外壳、装满热水的玻璃杯，下课时，女生想打开杯子饮水，可是一用力，盖子连同塑料外壳一起转动，盖子始终打不开。男生纷纷出手相助，无论是用力猛的，还是用力小的，都以失败告终。后来有人建议把杯子送到笔者的办公室。等第二节下课，笔者将打开的杯子送给了那个女生。

“如何打开杯子的，用什么方法打开的？”学生好奇地问。

笔者当时没有将答案告诉学生。

“同学们，在这个单元里将为大家揭晓老师是用什么方法打开这个杯子的。”

让问题成为学生的需要，让学生对解决问题产生强烈渴望，这就是理解所需要的学习动力。

2.植根于学生的经验

有人说过：“花时间预先训练学生的大脑，实际上是在创造先期知识的片段，以便于新的知识能够更好地与获取新知识——进行联结。”教师花些时间，勾勒出学生的先期知识（经验），能够激发他们科学学习、探究的兴趣和动机。

案例2：《混合与分离》教学。

笔者为学生设了一个“局”。

笔者提前几分钟进入教室，铺开报纸，倒出事先准备好的沙子、黄豆混合物，然后细心地从沙子中一粒一粒地捡豆。

学生见状围了上来问：“老师，怎么了？做什么？”

“刚才在实验室不小心把沙子倒進了黄豆中了。”笔者故意撒了个谎。

于是，学生一起动手，很快将黄豆一粒不剩地从沙子中捡了出来。

花些时间，让学生完成物质的分离，学生是有一定的方法和经验的，于是下面的问题是建立在学生原有经验上的。

上课了，笔者说：“刚才大家将黄豆从沙子中捡了出来，老师还有几种东西也搞混了，请大家帮忙分一分。”

“什么东西？老师，我们帮你。”学生连什么情况都没搞清就迫不及待地请战。

笔者知道学生的心理：很愿意帮助别人做事，特别是愿意帮助老师做事。

“老师给你们各个实验组准备了一份材料，放在抽屉里。”

“哇！”学生打开纸包，愣住了，“沙子和食盐怎么分？”

小学生对周围世界充满了好奇，具有强烈的学习欲望，教师能够利用这个心理特点，从学生已有的经验入手，设计学生力所能及的问题，学生就会有动力去解决。学生在解决问题的过程中，自然加深了对问题、知识的理解。

3.植根于学生的最近发展区

案例3：《物体在水中是沉还是浮》教学。

首先让学生观察“辽宁舰”航行的视频，其次让学生对回形针在水中是沉还是浮进行预测、实验，最后组织学生对为什么同样用钢材制成的“辽宁舰”和“回形针”在水中的情况却是大相径庭进行说明、解释。

将问题建立在学生“最近发展区”，让学生在凭借已有的知识或经验不能解决而又想解决这个问题时，就会在心灵的深处产生极度的渴望，也就为此能被教师抓住眼球和吸引力。

4.植根于学生探究的热情

科学探究并不是随着上课铃声的开始而开始，下课铃声的结束而结束的，而是一个长期持续的过程。现代心理学研究表明：学生注意的集中性体现于课的开始或课临近结束两个区间。教师利用学生通过一节课的探究取得了一定收获的时间点，布置一些拓展性的、学生能够解决的问题，学生是容易接受的，是乐意完成的。

（二）体验探究过程，成为理解的发力点

“两次倒转”教学机制显示：对于人类发现知识的过程来说，教学是一个“倒过来”的活动，也就是在教师的指导、帮助下，让学生主动去“经历”知识发现、发展的过程（可以是模拟、简约的过程）。在这个过程中，知识成为学生观察、思考、操作的对象，成为学生活动的客体，学生成为教学的主体。唯有这样，理解才不是空谈。

案例4：《蜡烛燃烧》教学。

学生通过学习，得知蜡烛燃烧是一种化学变化。实际上，学生对这个知识点的认识是模棱两可、十分牵强的。为什么呢？其实，学生已知化学变化一定要产生新的物质，一定是伴随着物理变化发生的，实际上我们看到的是蜡烛燃烧后没留下什么物质，要学生真正地接受这个概念，是缺少有说服力的证据的，为此我们重新探究一次。

我们点燃蜡烛，让它燃烧一会儿吹灭，在蜡烛灯芯周围产生了缕缕白烟，再迅速点燃白烟，蜡烛又复燃了，通过这一现象让我们捕捉到的信息是：蜡烛在高温下由固体溶化为液体再升为气体形态的这个过程是物理变化。我们再用烧杯罩在燃烧的蜡烛火焰上，看到了烧杯壁上先后出现了水珠、气体和黑色的物质（炭黑），火苗在随着烟雾的增多渐渐变弱直至熄灭，在这个过程中我们得知蜡烛在燃烧过程中是产生了水珠、二氧化碳等物质的。

只有让学生通过、经历完整的探究过程，找到有说服力的事实、证据，才能促进其对知识的深度理解。

（三）去伪存真，提升理解的精准度

知识之间存在着错综复杂的联系、假象，而学生通过活动、体验，得到的知识往往是碎片化、表面性、事实性的信息，不是知识的本质。而学习的目的是要把握知识的本质，如何厘清它们之间错综复杂的关系，提高学生辨别能力，把握知识的本质，保证理解的正确性呢？我们通过“变式”来把握，因而在教学过程中，我们通常会安排变式、综合性的训练，目的是提高学生的辨识能力，正确地理解科学知识。

案例5：《光和影》教学。

我们就安排了这样的练习：

判断：玻璃、月亮、电珠、猫眼、小圆镜是否是光源。

在这个练习中，学生对于猫眼是否是光源，形成了正、反两方观点，并展开了激烈的争论。

反方：猫眼是光源。理由1：猫黑夜运动自如，能捕捉老鼠;理由2：我们在黑夜看猫眼时，是蓝蓝的。

正方：猫眼不是光源。理由：黑夜你跟随着猫一起行走，前方是黑暗一片。

最后，我们通过查阅资料，知道了猫眼确实不是光源，只是与人类眼睛的结构有区别。

案例6：《运动与力》教学。

在这个单元中，要求学生完成这样的综合题：

问题1：图中力A和力B哪个是重力？

问题2：木块向上运动时，哪个力为摩擦力？木块向下滑时，哪个力为摩擦力？

问题3：当木块在斜面上静止时，力C与力D大小怎样？

学生通过练习、讨论、查阅资料等方式，辨别了真伪，提高了对事物、对知识的辨别、判断能力，把握了知识的本质。

（四）学以致用，在应用中深化理解

郭华教授认为：“我们把‘迁移与应用’看作学生在学校阶段，即在学生正式进入社会实践过程之前，能够在教学情境中模拟体会社会实践的‘真实过程’，形成积极的情感态度价值观。”在教学中我们创设社会情境，让学生发挥想象力、创造力以解决生活中的实际问题，促进了理解的深度。

案例7：《金属的热胀冷缩》教学。

通过实验探究，学生已经掌握许多物体具有热胀冷缩和少数物体具有热缩冷胀性质的知识，笔者展示了一个资料：

朱红利家的自来水管裂了

去年冬天的一天。气温在零下7摄氏度，朱红利起床洗脸，打开水龙头没水了，她在大门旁发现自来水管、水龙头裂了，水沿着裂口子不断地往外流，朱紅利思忖着：水管、水龙头为什么在冬天容易破裂？下面是学生“关于水管、水龙头是怎么裂的问题”的讨论：

生1：这水管、水龙头是冻裂的。

生1的看法得到了许多同学的支持。

生2：水管是胀裂的。

生2的回答招致了许多同学的反对。

生3：水在4摄氏度下体积会变大。

生1：那夏天为什么不胀裂？

生2：夏天水体积是变大的，水管的体积也是变大的，冬天却相反，水在4摄氏度下体积变大，水管体积变小，这“一小一大”破裂之事就发生了。

经过一次次的对质、较量、反问和现场察看，最后学生明白了水管、水龙头破裂原因——水受冷体积膨胀，水管受冷体积缩小。

通过这样的生活实例，学生对知识的理解自然加深了。

四、结语

以上是我们在开展深度学习、提高深度理解能力的一些做法，也取得了一定的效果。笔者相信：只要广大科学教师一起努力，肯定会有更多的、更好的策略，从而更好地提高学生的理解能力和认知水平。

【参考文献】

[1]李松林，贺慧，张燕.深度学习究竟是什么样的学习[J].教育科学研究，2018（10）.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[3]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017.