引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)課中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)*

曹燕琴

深度學(xué)習(xí)是以培養(yǎng)高階思維和問(wèn)題解決能力為目標(biāo)，借助整合性的問(wèn)題激活深層動(dòng)機(jī)，并通過(guò)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的切身體驗(yàn)、深入思考及對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的融會(huì)貫通，進(jìn)而促進(jìn)深度理解和實(shí)踐創(chuàng)新并對(duì)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的學(xué)習(xí)樣態(tài)。科學(xué)課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的基礎(chǔ)性課程，其以探究活動(dòng)為主要實(shí)施形式。因此，要讓學(xué)生在科學(xué)課中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，在某種意義上就是讓學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

一、創(chuàng)設(shè)探究情境，激發(fā)深層動(dòng)機(jī)

深層動(dòng)機(jī)是內(nèi)在動(dòng)機(jī)而非外在動(dòng)機(jī)，是觸及學(xué)習(xí)者深層興趣、情感和思維的動(dòng)機(jī)。學(xué)習(xí)者在深層動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，才會(huì)有強(qiáng)烈的探究欲求，才會(huì)保持持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力，才會(huì)全身心地投入學(xué)習(xí)。為了激發(fā)學(xué)生的深層動(dòng)機(jī)，教師必須貼近學(xué)生生活，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、有意義的、能激發(fā)學(xué)生興趣的學(xué)習(xí)情境。

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)的探究情境。

學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)最初產(chǎn)生于認(rèn)知沖突，這種心理狀態(tài)能引發(fā)探究動(dòng)機(jī)，從而促使學(xué)生主動(dòng)參與解決問(wèn)題的過(guò)程中去。創(chuàng)設(shè)科學(xué)問(wèn)題情境時(shí)，教師要考慮其是否符合學(xué)生的興趣愛(ài)好、心理特征，是否能與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、已學(xué)知識(shí)鏈接，是否是在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)且值得研究。

如：在教學(xué)《物體的沉和浮》一課時(shí)，教師一般會(huì)讓學(xué)生猜測(cè)哪些材料會(huì)沉，哪些會(huì)浮，然后讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。從表面上看，這似乎也提出了要研究的問(wèn)題并進(jìn)行了預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)，形成了比較完整的探究過(guò)程。但如果我們細(xì)細(xì)琢磨，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)真實(shí)且有意義的問(wèn)題，因?yàn)殛P(guān)于物體的沉浮，學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)早就告訴他們答案了。此時(shí)，教師可以以故事引入，設(shè)置一個(gè)幫助小兔渡河的問(wèn)題情境，并提供可塑橡皮、玻璃瓶、金屬盒、木板、泡沫板、蛋撻托、金屬勺等物品。由于設(shè)置了一個(gè)開放且與主題相契合的探究情境，學(xué)生的原有認(rèn)知被激活、探究熱情被激發(fā)。而金屬盒、玻璃瓶、蛋撻托、可塑橡皮放入水中是沉是浮，學(xué)生對(duì)此存在認(rèn)知沖突，這就能促使其全身心地投入探究中。

2.讓思維成為探究的核心。

科學(xué)探究的過(guò)程是學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的過(guò)程。教師圍繞科學(xué)探究主題精心設(shè)置各種思維鏈接點(diǎn)，能讓學(xué)生在質(zhì)疑、批判、思辨、反思中產(chǎn)生持久的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

如：在教學(xué)蘇教版《科學(xué)》四上《空氣中有什么》時(shí)，教師點(diǎn)燃一支蠟燭，問(wèn)學(xué)生“你有幾種方法讓熄滅蠟燭？”這個(gè)開放性的問(wèn)題很快調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維。當(dāng)學(xué)生用玻璃杯熄滅蠟燭火焰后，教師又拿出玻璃鐘罩問(wèn)：用玻璃杯和玻璃鐘罩熄滅蠟燭，你認(rèn)為哪個(gè)會(huì)更快？此時(shí)學(xué)生的原有認(rèn)知被激活，學(xué)生的思維也被聚焦到對(duì)“空氣”的研究上。于是，教師邊出示水槽邊進(jìn)一步將學(xué)生的思維引向深處：如果玻璃鐘罩里的空氣被燃燒完了，那么用玻璃鐘罩熄滅水中蠟燭的火焰，有可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)推測(cè)水會(huì)占據(jù)玻璃鐘罩里的空間。但當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)水槽中的水并沒(méi)有像他們預(yù)測(cè)的那樣全部進(jìn)入玻璃鐘罩時(shí)，學(xué)生不禁思考：水中的蠟燭熄滅了，水只占據(jù)玻璃鐘罩的一部分空間，這說(shuō)明了什么？此處，由于探究活動(dòng)是圍繞思維展開的，所以隨著探究的深入，學(xué)生的思維也不斷深入，而學(xué)生對(duì)問(wèn)題的探究興趣便成了一種持久的學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓他們不知疲倦地投入問(wèn)題解決中。

二、搭建探究支架，引領(lǐng)切身體驗(yàn)

深度學(xué)習(xí)離不開學(xué)生的切身體驗(yàn)。切身體驗(yàn)需要學(xué)生親身感受、感悟、體會(huì)及親歷觀察、實(shí)踐與操作的過(guò)程。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)適時(shí)地在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)搭建學(xué)習(xí)支架，幫助他們親身經(jīng)歷科學(xué)家所經(jīng)歷的探究過(guò)程，從而讓其在深入思考與親身體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入理解所學(xué)內(nèi)容。

1.用材料搭建探究支架。

科學(xué)材料是學(xué)生探究時(shí)常用的支架，為了幫助學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，教師要精心選擇有結(jié)構(gòu)的材料。有結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)具有內(nèi)在的聯(lián)系并蘊(yùn)含著某些關(guān)系和規(guī)律，其既要有助于揭示科學(xué)規(guī)律，又要貼近學(xué)生的實(shí)際生活，符合學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知規(guī)律。這樣的材料能幫助學(xué)生探究問(wèn)題，解決問(wèn)題，獲取新知。

如：在教學(xué)蘇教版《科學(xué)》四上《聲音的產(chǎn)生》時(shí)，教師提供了橡皮筋、尺子、鼓等有結(jié)構(gòu)的材料，這便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們?cè)诎l(fā)聲時(shí)都在振動(dòng)這一現(xiàn)象，從而幫助他們發(fā)現(xiàn)發(fā)聲的秘密。而當(dāng)學(xué)生繼續(xù)探究，發(fā)現(xiàn)空瓶子也能發(fā)聲時(shí)，他們又產(chǎn)生了困惑。由于空氣無(wú)法用肉眼觀察到，所以學(xué)生無(wú)法看到空氣振動(dòng)。這時(shí)教師可以給各組提供一些泡沫小球，告訴學(xué)生可以借助泡沫小球的振動(dòng)來(lái)觀察空氣是否振動(dòng)，提供這個(gè)材料一下子使探究活動(dòng)明朗起來(lái)，學(xué)生很快根據(jù)材料設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)，并再次投身探究活動(dòng)中。

2.用問(wèn)題搭建探究支架。

科學(xué)問(wèn)題是引領(lǐng)學(xué)生切身體驗(yàn)最有效的支架，因?yàn)榭茖W(xué)問(wèn)題本身具有驅(qū)動(dòng)性，它能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使探究不斷深入。在科學(xué)教學(xué)中，問(wèn)題支架的設(shè)計(jì)要圍繞當(dāng)前的學(xué)習(xí)主題，融合學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，激活學(xué)生的原有認(rèn)知，從而促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)探究中獲得深度體驗(yàn)。

如：在教學(xué)新編蘇教版《科學(xué)》三上《空氣占據(jù)空間嗎》時(shí)，教師設(shè)計(jì)了三個(gè)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題，從而幫助學(xué)生進(jìn)行深度體驗(yàn)。問(wèn)題1：裝有紙的玻璃杯垂直壓入水中，杯中的紙是否會(huì)濕？問(wèn)題2：向水中豎直壓下裝有紙的玻璃杯，然后傾斜杯口，杯子中的紙會(huì)不會(huì)濕？問(wèn)題3：向水中豎直壓下底部有小孔的玻璃杯，然后打開小孔，杯子中的紙會(huì)不會(huì)濕？學(xué)生在這三個(gè)問(wèn)題的引領(lǐng)下進(jìn)行探究。當(dāng)實(shí)驗(yàn)1（對(duì)應(yīng)問(wèn)題1）結(jié)束后，學(xué)生緊接著對(duì)“為什么紙團(tuán)不濕？”這問(wèn)題進(jìn)行猜想、判斷、分析、推理，從而引發(fā)“是不是空氣保護(hù)了紙團(tuán)？”這一問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)2（對(duì)應(yīng)問(wèn)題2）結(jié)束后，學(xué)生又聚焦“紙團(tuán)為什么濕了？”這一問(wèn)題，并解釋“有氣泡冒出來(lái)說(shuō)明了什么？”。實(shí)驗(yàn)3（對(duì)應(yīng)問(wèn)題3），學(xué)生猜測(cè)“打開小孔前后，紙團(tuán)會(huì)怎樣？”。

可以看出，三次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生并不是簡(jiǎn)單地模仿操作，而是在開動(dòng)腦筋，解決問(wèn)題。在此過(guò)程中，教師遵循最近發(fā)展區(qū)理論來(lái)設(shè)置問(wèn)題支架，遵循“學(xué)生提出問(wèn)題—教師確立問(wèn)題—教師提出一個(gè)接近答案的問(wèn)題—學(xué)生回答問(wèn)題—教師再提出一個(gè)難度高一點(diǎn)的問(wèn)題—學(xué)生回答問(wèn)題……直到獲得問(wèn)題的答案”的基本過(guò)程。學(xué)生在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下能獲得由淺入深的體驗(yàn)。在深切體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生再經(jīng)歷分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維過(guò)程，從而將事物的內(nèi)部性質(zhì)歸納為概念。

三、遷移探究結(jié)論，促進(jìn)深度理解

深度學(xué)習(xí)不能停留在知識(shí)表層，而應(yīng)深入知識(shí)內(nèi)核，強(qiáng)調(diào)把握事物的本質(zhì)和深層意義。為此，在科學(xué)教學(xué)中，教師要努力創(chuàng)造學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用、活學(xué)活用。

1.在生活中運(yùn)用所學(xué)。

“運(yùn)用”是“遷移”的表現(xiàn)形式之一，也是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果的最佳途徑。在深度學(xué)習(xí)中，遷移是經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)展與提升，運(yùn)用是將內(nèi)化了的知識(shí)外顯化、操作化的過(guò)程，也是將間接經(jīng)驗(yàn)變?yōu)橹苯咏?jīng)驗(yàn)的過(guò)程。學(xué)與用是密不可分的，學(xué)生只有在實(shí)際生活中運(yùn)用所學(xué)，才能說(shuō)明他們對(duì)所學(xué)知識(shí)有深層理解。學(xué)以致用越透徹，理解就越深刻。

仍以《空氣占據(jù)空間嗎》一課的教學(xué)為例。當(dāng)學(xué)生通過(guò)親身探究終于得出“空氣占據(jù)空間”這一結(jié)論時(shí)，教師順勢(shì)安排三個(gè)學(xué)用結(jié)合的機(jī)會(huì)：（1）漏斗插在有膠塞的瓶口，然后向漏斗中倒水，水能灌到瓶子里嗎？為什么？（2）用氣球嘴反套住瓶口，然后用力吹氣球，氣球吹得大嗎？為什么？（3）你能用今天學(xué)到的知識(shí)解釋“烏鴉喝水”的原理嗎？這幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題與學(xué)生的所見所聞和親身經(jīng)歷相關(guān)，目的是讓學(xué)生運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)，并使得知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系得到進(jìn)一步挖掘，學(xué)生的思維得到發(fā)展。

2.在拓展中創(chuàng)新所學(xué)。

深度理解和實(shí)踐創(chuàng)新是深度學(xué)習(xí)結(jié)果質(zhì)量維度上的兩個(gè)顯性指標(biāo)。理解往往包含創(chuàng)新，創(chuàng)新是更高層次的理解。深度理解指向?qū)W生對(duì)事物或知識(shí)本質(zhì)的理解，實(shí)踐創(chuàng)新是指學(xué)生解決問(wèn)題的能力，包括遷移運(yùn)用能力和整合創(chuàng)新能力。深度學(xué)習(xí)的科學(xué)課不以鈴聲為起點(diǎn)和終點(diǎn)，且課堂教學(xué)的拓展和延伸，往往是學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的好機(jī)會(huì)。學(xué)生在這種沒(méi)有約束的時(shí)空中，可以獲得自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

科學(xué)探究的拓展要以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，同時(shí)還要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和認(rèn)知負(fù)荷。教師不是為了拓展而拓展，而應(yīng)為了解決學(xué)生感興趣的問(wèn)題而拓展。通過(guò)拓展可以將所學(xué)知識(shí)有機(jī)地整合到其他知識(shí)中，使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)趨向完整。在《空氣占據(jù)空間嗎》一課的教學(xué)中，教師在學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋三個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題后，緊接著拋給學(xué)生一個(gè)更具創(chuàng)造力的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題：瓶子里有點(diǎn)水，不傾斜瓶子，只提供一些橡皮泥、兩根吸管，你能用今天學(xué)到的知識(shí)讓水從瓶子里出來(lái)嗎？這一問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但學(xué)生在饒有興趣的動(dòng)手動(dòng)腦中，科學(xué)思維和工程思維能得到進(jìn)一步發(fā)展，并加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)課中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)是時(shí)代對(duì)我們的要求。我們只有基于深度學(xué)習(xí)理念，在教學(xué)中努力激發(fā)學(xué)生的深層動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生圍繞探究主題，積極參與，并獲得切身體驗(yàn)和深層理解，深度學(xué)習(xí)才會(huì)在科學(xué)課堂中悄然發(fā)生。