深度学习：从“看热闹”到“看门道”

深度学习注重基于学科核心内容，以发展高阶思维能力和解决实际问题为目标，引导学生以积极的情感、态度围绕具有挑战性的学习主题展开探究，全身心、沉浸式参与学习活动，并收获思维发展与探究成果。在科学课堂上，教师开展深度教学能够帮助学生主动经历完整的探究过程，使他们在收获知识的基础上发展科学思维，显著提升学习效果。

以六年级《消失的恐龙》一课为例，教材通过举办展览、阅读资料、观察模型等方法，引导学生从科学研究的角度认识恐龙，激发他们对于古生物研究的兴趣，了解古生物的研究方法。但古生物学家的工作其实非常复杂、严谨，对于恐龙的研究，需要结合化石进行细致的比对、修正、迭代才能有所收获。在科学史上，人们对恐龙的研究经历了非常漫长的过程，走过了许多弯路。我在执教《消失的恐龙》一课时，通过数次教学尝试，参考真实的研究发展经验，历经三次迭代，挖掘教材内容，帮助学生建构高阶科学思维。

第一次教学：以观察比较为主线，发现化石与恐龙外形的关系

任务：召开“恐龙博览会”，找出与恐龙化石图片对应的恐龙模型。

教学片段

（教师播放以恐龙为主题的古生物纪录片，其中包含多种恐龙种类，鲜活地展示不同恐龙的形象。）

师：同学们，在侏罗纪时代，地球上生活着很多体型庞大的爬行动物——恐龙。你们认识这些恐龙吗？（出示剑龙、三角龙、霸王龙、似鸡龙、马门溪龙的图片。）

生：我认识这幅图上的恐龙，它是三角龙。

生：我觉得这个应该是霸王龙，头部和牙齿很像。

生：这个是剑龙，背部像有一排剑。

（教师结合图片分别介绍五种恐龙的特点。）

师：我这里还准备了一些恐龙的化石图片，你们能够通过仔细观察图片，将不同种类的恐龙与化石一一对应吗？

（学生分小组合作，观察化石图片，填写任务单。）

学生虽然对恐龙非常感兴趣，但他们只是滔滔不绝地讲述自己了解的恐龙知识，并无新发现、新思考、新收获。由此可见，仅仅将化石图片与恐龙模型进行比对，属于浅层次的观察和识别，对学生的思维刺激不够，不足以让他们产生强大的学习动力。学生对恐龙世界有深入研究的愿望，但是此次教学无法令他们满足。

第二次教学：以挖掘拼搭为核心，体验化石复原的过程

任务：挖掘“恐龙化石模型”，并将化石碎片复原为完整骨架。

教学片段

（教师出示市面上常见的恐龙化石石膏模型，如三角龙、剑龙、霸王龙、似鸡龙等。）

师：同学们，经过现场挖掘、仔细清理、尝试拼搭等步骤，古生物学家复原了一只只恐龙的骨架。今天，我们也一起来试试吧！老师给每个小组准备了恐龙化石坑的模型，请你们先利用工具将化石碎片挖掘出来并清理干净，然后试着将这些骨架拼搭起来。在拼搭的过程中，请将手上的化石与恐龙的图片资料进行对比，猜一猜，你们小组复原的是哪种恐龙？

（学生开始动手挖掘恐龙化石碎片，尝试复原，并与教师提供的恐龙图片进行对比，猜测其种类。）

师：同学们，你们复原成功了吗？你们小组复原的是哪种恐龙呢？

生：我们小组复原的是三角龙，因为它的头部有三只角。

生：我们小组复原的是霸王龙，从它的头部和牙齿就能看出。

生：我们小组复原的是剑龙，它的背部特征特别明显。

生：我觉得我们小组复原的是似鸡龙，因为它的骨骼形状和似鸡龙的样子特别像。

师：同学们的动手能力都非常强，不仅复原了自己挖出的恐龙化石碎片，还通过观察图片发现它们的种类。

学生在动手实践环节中显得非常兴奋，但是由于模具材料的问题，导致挖掘和拼搭消耗的时间过长。学生在奋力动手之后，只能进行简单的对比，关注点都放在挖掘、拼搭上，并没有真正产生问题、展开探究，对于恐龙的认识并没有提升。这跟直接用恐龙化石图片与恐龙本身图片进行对比并无多大差别。古生物学家真正挖掘、复原恐龙化石的过程绝非如此简单，因此，我们需要创设“恐龙化石挖掘的场景”，尽力还原古生物学家挖掘与科研现场的真实情况。

第三次教学：以推理论证为手段，重现恐龙生活场景

任务：以“恐龙化石的发现及挖掘”为背景，模拟古生物学家比对综合信息、尝试复原恐龙的全过程。

教学片段

师：从古生物学家在野外发现化石，到现场挖掘化石开始，他们不断收集信息，作出猜想，最后复原恐龙。大家想一想，在这一过程中，古生物学家需要收集哪些信息，作出怎样的猜想，才能复原出恐龙呢？

师：（出示记录单）大家看一看手中的记录单，独立思考，把你的想法记录在左边的方格中。

（学生记录、交流。之后，教师提供如图1所示的“恐龙挖掘场景”：8个坑对应8个学生小组，在化石坑中有恐龙化石残骸及挖掘地点、年代、地层标识等信息；1、2号坑位于中国东北，距今7000万年，包含1只霸王龙头骨化石和身体残骸化石；3、4号坑位于美国南部，距今7200万年，包含1只霸王龙化石残骸和1只只有头骨的三角龙化石残骸；5、6号坑位于美国南部，距今6800万年，包含两只三角龙化石残骸以及棕榈和苏铁的化石卡片；7、8号坑位于墨西哥，距今7100万年，包含1只霸王龙化石、1只三角龙化石残骸以及棕榈和苏铁的化石卡片。）

师：这些化石坑中，有对各自化石坑的一些介绍，还有一些恐龙及其他生物的化石残骸。请各位小古生物学家仔细观察，根据你之前的记录单，收集信息，作出猜想。在观察的过程中，你可以对自己之前的预想进行修改或补充，并把你的发现用关键词记录下来。

（学生按组领取化石坑，开始挖掘，开展观察、记录活动。）

师：各位小古生物学家都非常厉害，通过挖掘、观察，已经收集了很多有用的信息，这些信息为我们的发现提供了证据。但是，只通过单一化石的发现很难发现规律，古生物学家之间会交流很多不同地区的化石发现。在交流的过程中，他们汇总不同的信息，就可以分析得出更多的发现。现在咱们也来交流一下。

（教师介绍组间交流规则，学生按照交流规则进行换组。）

师：请各位小古生物学家在新的小组内轮流发言；然后将小组内所有记录单放在一起比较，用红笔圈出共同点，用蓝笔圈出不同点，分析原因，找出规律；最后将相同点和不同点总结为关键词，用红、蓝笔记录在卡片上。

（各小组分析、归纳、记录。）

生：我们通过对比观察，发现有些牙齿化石比较锋利，推测它们是肉食性恐龙的牙齿；还有一些牙齿化石是平的，推测它们是植食性恐龙的牙齿。

生：我们通过仔细观察这些骨骼化石的外形特征，猜测这里面有三角龙和霸王龙。

生：我们发现霸王龙和三角龙的生活时间都是距今7000万年左右，也发现了这些恐龙当时的活动地点。

师：是的，距今7000万年左右，就是我们说的白垩纪时期。还有其他发现吗？

生：我们在三角龙化石的周围发现了棕榈和苏铁的化石，推测三角龙可能以棕榈和苏铁为食。

生：我们发现，在这些化石坑中，霸王龙都是单独出现的，三角龙有时会有多只，所以我们猜测霸王龙可能属于独居生物，三角龙属于群居生物。

师：各位小古生物学家，你们真是太棒了，为你们点赞！一会儿时间，你们就对比发现了这么多关于恐龙的特征。

本课对应科学课程标准中的核心概念“生命的延续与进化”。前面两次教学案例只让学生根据化石的外形与恐龙图片的相似程度，猜测化石所对应的恐龙，并没有让学生认识恐龙的生存、灭绝与周围的环境是息息相关的。第三次教学模拟还原了古生物学家研究的场景，让学生身处“真实的挖掘”过程中，而不是仅仅通过挖掘出的一些骨骼化石，就辨认出是某种恐龙，也不会像第二次教学那样在一片区域中呈现某只完整的恐龙骨骼化石。真实的化石坑中包含着很多隐藏信息，地层年代、其他生物的化石以及挖掘时这些化石的状态等都为后期的恐龙研究提供了不可或缺的信息。学生只有深度加工、分析这些隐藏信息，亲历类似古生物学家的研究历程，才能真正建构“生物的遗传变异和环境因素的共同作用导致了生物的进化”这一概念。

教学反思

1.创设“脚手架”，结构化场景贴合真实情境

古生物学家期待能够对恐龙生活的年代有更加丰富而立体的认识，能够系统地了解这种神秘的巨兽，因此，在发掘恐龙的过程中，所在场景的每一个信息都非常重要，都是研究恐龙的重要依据。

这些信息是需要用技术手段提取才能呈现出来的。因此，我在设计情境时，力求通过有结构、有层次的模型，还原真实的化石坑，将多种信息一一添加进去，让学生能够依据这些有效信息深度分析，进而得出与恐龙相关的结论。

市面上售卖的石膏模型玩具里只有单一的恐龙化石，而真实的恐龙挖掘场景是复杂的，发掘出来的恐龙化石一般不完整，古生物学家通常要经过多次挖掘、比对、分析，才能判别恐龙的种类。除了恐龙化石外，化石坑中还会出现其他生物的化石残骸以及呈现周边环境的相关信息，据此可以分析恐龙的食性、种群、繁殖情况等。基于以上因素，我在第三次教学中创设了真实而有结构的挖掘坑场景，为学生后续的研究搭建了“脚手架”，引导他们充分挖掘场景中的相关信息，从而获得更多关于恐龙的综合信息。

2.提供“信息池”，多线程研究建构思维模型

古生物学家的研究工作包括对海量的信息进行分类、筛选、加工、组合等。学生挖掘化石碎片获取信息后，还需要将这些信息和已有的信息进行辨别、分类、组合。这个过程是重要的研究过程，也是科学研究的精髓。因此，我在设计场景时，有意识地提供不同的分组材料，让学生可以从不同的信息中探索“自助式”研究路径，尽可能地模拟古生物学家的探究过程。

古生物学家在复原恐龙的过程中，经历了现场挖掘、收集信息、作出猜想等步骤，第三次教学中的设计就遵循了这些步骤。学生通过观察挖掘场景、收集信息、独立思考，再分析研究，推断得出恐龙的相关信息。这个研究流程能够帮助学生建构思维模型，引导他们像古生物学家一样研究，在角色的代入中收获不一般的体验，进一步推动他们科学思辨能力的发展。

3.做好“证明题”，论证式推理提升高阶思维

从认知角度看，深度学习是一种运用高阶思维能力（如分析、综合、评价和创造等）对复杂概念或知识进行理解与运用的过程，需要学习者对所接触的信息和知识进行深度加工与意义生成，属于复杂的心智活动。[1]在教学中，教师应设计具有挑战性的学习任务，引导学生开展批判性学习、创造性学习，并通过循证、思辨、质疑、反思等思维含量较高的学习活动，促进他们高阶思维的形成。在第三次教学中，我让学生在挖掘观察、对比分析、推理论证的基础上展开深度思考，促进他们在充满挑战的学习过程中发展高阶思维。

科学结论是科学家基于事实发现，在科学规范的框架下，经过广泛的研讨、辩论从而确定的结论。因此，学生在小组中获得的结论，需要在全班范围内交流，接受其他小组的质疑与反驳，在辩论的过程中验证自身结论。

在分组挖掘的阶段，每个小组收集到的信息都是相对单一的，很难总结出规律。因此，教师需要设计重新分组交流的环节，让学生交流不同地区的化石发现。在深度学习的体系下，我模拟古生物学家研究恐龙化石的过程，引导学生代入身份，深入思考，辩论求证。全班学生通过自主探究、分组交流、归纳总结、辩论评价，让研究的途径不断拓宽，不断提升思维的深度和广度。

小结

通过三次迭代，教学从“看热闹”走向了“看门道”，学生的思考一次比一次深入，收获一次比一次丰富，形成了科学观念。由此可见，为了全面提升科学教学成效，教师需要深度挖掘教材内容，设置合理的教学目标，创设真实而有结构的情境，让学生能够真正沉浸其中、主动学习，在模拟科学探究实践的完整历程中发展科学思维。

参考文献

[1]康淑敏.基于学科素养培育的深度学习研究[J].教育研究，2016（07）.