在《空气占据空间吗》教学中引导学生深度学习

洪丽娇

〔摘    要〕    深度学习是培养学生科学素养的基本方式。在小学科学《空气占据空间吗》一课教学中，应从激发深层学习动机、引领学生体验思考、促进知识深度理解、帮助提升核心素养等四个方面入手，引导学生深度学习。

〔关键词〕    小学科学；深度学习；教学策略

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  09-0061-03

深度学习要在“深下去”和“远开来”上下功夫，不仅要让教学目标在课堂上得以实现，还要让学生通过知识、技能、能力等多方面的培养，成为能够被未来社会接纳的实践主体。目前，学生的主要学习途径还是课堂，因此，探究深度学习方式在小学科学教学中的策略，有助于学生更好地解决问题、培养高阶思维。本文以《空气占据空间吗》一课为例，展现深度学习视角下小学科学的教学策略。

一、创设必要联结，引导深度学习

布鲁纳曾提出：“掌握事物的结构，就是以允许许多别的东西与它有意义地联系起来的方式去理解它。简单地说，学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”因此，深度学习的重要特征是，以联想的、结构的方式去学习学科知识，进而进行再关联、再建构，形成自己的知识结构。如何让学生深度学习呢？这就需要教师用心设计能够调动学生积极思考的问题情境，创设必要联结，让学生在探索中发现问题。来到课堂的学生绝不是一张白纸、一块白板，而是带着经验来的，问题情境的创设必须基于他们的“最近发展区”。教师要结合学生具体学习情况，准确分析学生的发展水平和潜在的能力，最大限度地增加思维的深度与广度，开展科学探究，从而将学生思维引向深处。

学生学习《空气占据空间吗》课程之前，脑海里已经存在对空气的初始概念。

本环节采用问题形式进行教学，聚焦“空间”概念。教师基于学生的“最近发展区”，先从展示粉笔占据粉笔盒的情境入手，逐渐引导学生从模糊的概念认识到对“空间”的规范认知，再通过“往粉笔盒里装满粉笔”的活动，追问：“这个盒子还能再装东西吗？你是怎么想的？”这一连串问题启发学生对空间的首次思考，对概念有进一步理解，并浅显地在大脑里构建了物体占据空间的概念，为探索和了解“空气占据空间”这一概念做好铺垫。

本课教学借助有结构的材料：塑料杯（胶塞控制有无小孔）、纸团、红色小木棒、水和水槽，让学生猜测：“将杯底塞有纸团的杯子竖直倒扣水中，会发生什么变化？”鼓励他们通过画图，将自己的猜想进行具象呈现，并说出猜测的理由，从而聚焦探究的核心问题：空气能占据空间吗？我们将学生的猜测分析梳理如下：

分析学生的不同猜测，我们发现，学生思维都聚焦到一个问题上，探究他们自己提出的“杯子里的纸会不会湿”就成为一个将要研究解决的真实任务，由此激发了他们的深层动机，思维也瞬间被调动，投入问题解决中。教师组织学生观察并记录实验1结束后小木棒和纸团的状况，而学生第一次探究活动后，发现纸团并没有湿，和之前的想法进行对比，造成学生的认知冲突。教师继续推波助澜：为什么实验中的纸团没有湿？为什么水进不去？要进去只能怎么办？学生在这一系列真实问题的驱动下，再次进入更深层次的思维活动和探究活动。

杜威曾总结过，学生和成人一样，会机械刻板地遵从别人的指令去工作，不会进行思考和反省。因此，学生在真实任务驱动下，聚焦认知冲突，借助有结构的材料，创设必要联结，基于科学思维开展探究实践，這才是有效有深度的学习。

二、搭建探究支架，正确切身体验

“活动与体验”是深度学习的核心内涵。与此同时，深入学习需要学生通过亲自体验、总结剖析、思考理解和灵活运用，进而促进学生进行更深度的学习。而科学探究一般是从“创设情境”“提出问题”“自主探究”“合作交流”“总结反思”“应用迁移”等六大方面进行。这为学生提供了一个可以无限畅想和实践的训练场，逐步建构自身的科学思维。同时，科学思维经常伴随学生在探究中不断进行的质疑、批判、思辨、反思而产生，在不经意间，深度学习就发生了。

在教学《空气占据空间吗》一课时，本课的探究由三个螺旋递进的活动展开，运用结构化的学习材料作为深入思维的支架，让原本摸不着、看不见的空气和空间可视，让学生直接观察到木棒在水中的变化（水位的变化）、纸团和气泡的变化（空气的变化），并记录在记录单上，重现动态的探究历程，全方位展现深度学习的过程性特点。当教师出示底部带小孔的杯子时，学生的思维再次被激发，再次参与深度体验。此时教师不失时机地引导学生从复杂的现象中发现事物本质，引导他们探究体验：杯中的水位为什么会上升？气泡是怎么产生的？学生通过思辨、归类等理性思维活动，初步分析获得“空气占据空间”的判断。学生第二次动手实验不再是简单的肢体活动，更多的是动脑。此时，教师要让学生在研讨中积极充分地思考，从而提高他们的思辨能力和表达能力。

韦钰院士指出，科学教育应该致力于收集和实证的科学能力。证实和证伪是科学探究实证逻辑的两大重要形式，属于同一主题下共存的两种探究活动。我们探究活动在进行正向证实的同时，进行逆向证实，会让我们整个科学探究过程更具有逻辑性、说服力，对提升学生的思维能力具有促进作用。

经过两次探究活动后，学生脑海中已经构建起关于“空气占据空间”这一基本概念。那么，能否让学生对这概念理解得更加透彻一些呢？ 在教学活动中，通过反证这一方式，学生不仅看到空气“占据”杯子空间，而且还看到空气从杯子里“跑出来”，让出了部分空间，水就“跑进去”了。因此，引出第三种结构化材料，利用“用打气筒从杯底的小孔向杯子打入空气”的实验，探究水和空气在杯中空间的互相变化。“第三次往杯子里打气，水为什么被挤出去了呢？”学生就该问题做出探讨，从而关联到“物质粒子不同时占据同一空间”这一核心判断，实现了概念的升华。

深度学习的目标，着重在于高阶思维的发展和实际问题的解决。那么，不断实践、讨论、质疑和反思，分析、解决各种复杂和陌生的问题就显得尤为重要。让学生学习过程中内隐的思维显性化，是每一位教师需要做的。本课的探究历程是层层递进、相互关联的，它们都指向验证空气是否占据空间。在一次次动手动脑中深入体验，运用分析、综合、比较等方法发展思维能力，走向深度学习。深度学习是一个求真探索、理性思辨的过程，学生只有通过不断收集证据的亲身体验，深入思考，不断思辨所学的内容，才能把握严密的求证过程，深度学习才会产生。

三、迁移探究结论，促进深度理解

“迁移与应用”解决的是如何联结知识与经验转化的问题，培养学生综合能力、创新意识的过程。“迁移与应用”更深层次的意义，是学生在教学活动中对将来所要从事的社会实践、社会事务的初步尝试，也体现了教学的教育性。为此，教师要积极为学生创造学习与实践相互结合、相互转化的机会。学生学以致用得越透彻，理解得就越深刻。

在教学《空气占据空间吗》一课时，当学生通过反复探究终于得出“空气占据空间”结论时，教师并没有到此为止，而是提问：“在不倾斜瓶子的情况下，你可以借助空气把水从瓶中挤出来吗？”引导学生在运用知识的过程中，自我建立所学知识与解决现实问题的联系。最后教师再追问：谁能用这节课学的知识来给大家解释生活中用到空气占据空间这一原理的例子？（出示气垫等图片）这些“迁移与应用”使学生更深切地体会到学习对于他们的个体意义，让学生以主人翁姿态沉浸在学习中，从而在思维活动中获得对科学知识和技能的深度理解。

四、关注评价方式，提升核心素养

“价值与评价”关心的是教学帮助人如何更好成长。深度学习将引导学生能够依据自我认知展現自己的态度、提出判断，与知识紧密关联，成为能够评判与选择知识的主体。鉴于价值观的养成、核心素养的形成，是一个漫长的过程，深度学习鼓励教师在教学活动中深入探讨教学规律，研究学生的学习规律，依托过程性评价、终结性评价为主的全程评价，不断地升华学习体验，进而助推学生的学习与成长，提升核心素养。

在本课研讨中，教师充分利用观察记录等“成果”，引导学生对探究活动的过程进行反思评价，促进思维发展与生成。如，在本课“压杯入水”实验中，有小组出现不一样的实验结果，最直接的办法就是请学生上台重做一次实验，这样就可以针对现象展开评价。教师也可以在实验巡视指导时，及早关注没有做到“竖直压杯”要求的小组，并拍照记录，等汇报时留错再现。这样的反例，让学生对“空气占据空间”这一科学概念再次得到强化。在本课总结环节中，教师可以尝试用思维导图、结构化板书等方式开展终结性评价，以了解学生这段时间的学习是否实现预期的教学目标。

基于深度学习的小学科学探究教学，科学教师应借助每一堂课，激发学生深层动机，强调切身体验和深层理解，努力把学生引向深度学习，关注对知识的批判性理解、高阶思维的发展、情感的参与度以及知识的构建整合与迁移运用，使学生科学核心素养得以涵养。期待我们的科学课能真正适应学生终身发展和社会发展的需要。

参考文献

[1]张宏.基于理解的科学概念教学［J］.科学课，2020（5）：22-24.

[2]曹燕琴.让深度学习在科学探究中真实发生：苏教版《空气占据空间吗》教学例谈［J］.小学教学研究（理论版），2020（2）：61-63.

[3]潘伟锋，应湾湾.以“成果”为导向的小学科学深度学习策略［J］.辽宁教育，2021（11）：27-31.

[4]余化龙.基于深度学习的小学科学探究活动策略：以《光是怎样传播的》教学为例［J］.广西教育，2020（7）：54-55.

[5]潘伟锋，丁言君.小学科学“深度学习”教学策略初探：以《运动与摩擦力》一课为例［J］.教学月刊（小学版）综合，2020（Z2）：63-65.