基于深度學(xué)習(xí)的初中科學(xué)課堂教學(xué)重構(gòu)

葉笛

摘? ?要 深度學(xué)習(xí)是落實核心素養(yǎng)的有效途徑，不僅促進(jìn)高階思維的發(fā)展，還有利于提高解決實際問題的能力。傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法促進(jìn)學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)，需要教師運(yùn)用教學(xué)智慧優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容才能實現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。本文以初中科學(xué)“電流的磁效應(yīng)”一課為例，深入剖析如何基于深度學(xué)習(xí)理論重構(gòu)課堂教學(xué)的有效策略，為深度學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域提供可以借鑒的課堂教學(xué)實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞? 深度學(xué)習(xí)? 課堂教學(xué)? 科學(xué)教育

隨著課程改革的不斷深化，針對深度學(xué)習(xí)的研究已然成為教育發(fā)展的前沿和教育研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。何玲、黎加厚教授認(rèn)為“深度學(xué)習(xí)是在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判地學(xué)習(xí)新思想和事實，并將它們?nèi)谟谠械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學(xué)習(xí)”[1]，并且認(rèn)為“理解與批判、聯(lián)系與建構(gòu)、遷移與應(yīng)用”是深度學(xué)習(xí)的三大特點(diǎn)。而郭華教授則認(rèn)為“深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程”[2]，著重強(qiáng)調(diào)教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生全身心的投入狀態(tài)，同時更指明學(xué)習(xí)內(nèi)容需要具有挑戰(zhàn)性。筆者認(rèn)為，在學(xué)校教育領(lǐng)域中，大到“課程”，小到“課堂”，高品質(zhì)的師生互動教學(xué)活動是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。本文以初中科學(xué)“電流的磁效應(yīng)”一課為例，深入剖析如何重構(gòu)課堂教學(xué)以促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

一、基于課程標(biāo)準(zhǔn)，定位教學(xué)內(nèi)容

“深度學(xué)習(xí)”不是“難度學(xué)習(xí)”?！半y度”是針對學(xué)習(xí)者的接受能力而言，不同的學(xué)習(xí)者對同一個學(xué)習(xí)內(nèi)容的感知存在差異。而“深度”則對立于“淺表”，是基于同一水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容深入挖掘其背后所暗含的隱性價值，促進(jìn)高階思維的發(fā)展，便于學(xué)習(xí)者對知識的建構(gòu)，最終實現(xiàn)遷移，達(dá)到“舉一反三”“活學(xué)活用”的學(xué)習(xí)效果。因此，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)并不是一味地擴(kuò)充知識容量和提高難度系數(shù)，而應(yīng)基于課程標(biāo)準(zhǔn)，在符合學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平的前提下確定適度、適量的教學(xué)內(nèi)容。以（牛津上海版）初中《科學(xué)》七年級第一學(xué)期第九章“電力與電信”單元中的“電流的磁效應(yīng)”一課為例（下同）。課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求為：“知道電流的磁效應(yīng)及其應(yīng)用”。因此，本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定緊緊圍繞讓學(xué)生對電流磁效應(yīng)這一現(xiàn)象有清晰的認(rèn)識以及對其應(yīng)用實例有所了解。不能隨意拓展延伸，比如探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、傳授揭示電流方向與磁極之間關(guān)系的安培定則等內(nèi)容。但是，可以增加日常生活中以電流磁效應(yīng)為工作原理的應(yīng)用實例，從而促進(jìn)知識的遷移與應(yīng)用;還可以增加“奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)小故事”，以激勵學(xué)生們樹立敏銳觀察的科學(xué)研究意識。因此，只有以課程標(biāo)準(zhǔn)為基本準(zhǔn)則才能對教學(xué)內(nèi)容做精準(zhǔn)的定位。

二、批判借鑒教材，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)教學(xué)往往采用照本宣科的方式，完全依照教材內(nèi)容實施教學(xué)。然而，能夠真正促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容卻不僅限于教材。實質(zhì)上，教材只是為課堂教學(xué)達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的要求提供了一種可能實施的教學(xué)內(nèi)容參考。教材的編寫順序是按照材料的相互聯(lián)系而組織起來的，不一定符合教學(xué)活動的邏輯順序。因此，批判性借鑒教材，根據(jù)課堂教學(xué)的實際需要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容才能促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)?！半娏鞯拇判?yīng)”的核心知識點(diǎn)為：“通電導(dǎo)線有磁性”。教材的編排順序為：磁現(xiàn)象→電流的磁效應(yīng)→電磁鐵構(gòu)造→判斷通電電磁鐵有磁性→電磁門鈴的工作原理。看似合情合理的教學(xué)內(nèi)容編排之中卻暗藏著諸多不合理因素，剖析其主要原因有以下幾個：首先，沒有充分考慮學(xué)生的原有認(rèn)知基礎(chǔ)。以“磁現(xiàn)象”作為鋪墊引入“電流的磁效應(yīng)”的編排方式，貌似順理成章，卻沒有充分考慮到學(xué)生的原有認(rèn)知基礎(chǔ)，而是把他們的頭腦當(dāng)成了“一張白紙”。實際上，對于七年級的學(xué)生而言，無論是從小學(xué)階段自然學(xué)科的學(xué)習(xí)中還是在日常的生活經(jīng)驗中都對磁現(xiàn)象早已熟知，再從零起步介紹磁現(xiàn)象不僅顯得突兀更是多此一舉。由于缺少了必要的挑戰(zhàn)性，所以學(xué)生始終處于淺層學(xué)習(xí)，無法進(jìn)入深度學(xué)習(xí)。其次，知識與活動之間的邏輯順序混亂。在闡述了電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，教材中又引入了電磁鐵的構(gòu)造等知識。而教材中承接電磁鐵的活動卻是“判斷通電電磁鐵有磁性”，明顯不符合邏輯。學(xué)生們已經(jīng)明確了電磁鐵是電流磁效應(yīng)實用化的產(chǎn)物，還要再判斷其是否有磁性，明顯是多此一舉。大有“為了開展活動而設(shè)計活動”之嫌，根本無法激發(fā)學(xué)生們的探究欲，更不用說進(jìn)入深度學(xué)習(xí)了。最后，選取的應(yīng)用實例缺乏代表性。每傳授一個新知識、新原理后，必定要聯(lián)系生活實際介紹一種應(yīng)用實例已成為教材編排的慣例。教材中選取的應(yīng)用實例是“電磁門鈴”，但在日常生活中其早已被悅耳的電子門鈴所替代，無法在生活中找到電磁門鈴的身影，離學(xué)生的生活實際相距甚遠(yuǎn)，難以引起學(xué)生的探究熱情。實際上，應(yīng)該針對電磁鐵的獨(dú)特優(yōu)勢來尋找生活中的應(yīng)用實例，才會讓應(yīng)用實例更具針對性和典型性。

三、創(chuàng)設(shè)問題情境，產(chǎn)生認(rèn)知沖突

課堂導(dǎo)入的方式多種多樣，什么樣的引入方式更有利于促進(jìn)學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)呢？教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)情境以促使學(xué)生產(chǎn)生“認(rèn)知沖突”，激發(fā)“問題意識”。講授“電流的磁效應(yīng)”這節(jié)課時，筆者精心設(shè)計了一個有趣的探究“炒豆之謎”的情境——向?qū)W生拋出一個問題：“如果將大量的紅豆和綠豆放在一起炒，然后往盤子里一倒，有沒有可能紅豆和綠豆自然分開？”學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗判斷這是根本不可能發(fā)生的事。接下來，教師表演一個“小魔術(shù)”，就在學(xué)生們的眼前將紅豆和綠豆瞬間分成了兩堆。此時，學(xué)生驚訝于眼前不可思議的現(xiàn)象，困惑的同時立刻引發(fā)了積極的思考，激發(fā)了探尋其中奧秘的熱情。有學(xué)生留意到盤子中的綠豆在被倒入的瞬間，似乎有一種無形的力量把它們緊緊聚合在一起，而紅豆則四處散落開來。由此，他聯(lián)系到生活中的磁現(xiàn)象，推測可能老師提前做了手腳，在盤子底部安裝了磁鐵，又在綠豆中植入了鐵屑。于是，筆者順勢追問學(xué)生：“你打算用什么方法來驗證你的假設(shè)呢？”學(xué)生先用磁鐵來靠近綠豆來檢驗其中是否有鐵的成分。接著，又翻看盛放綠豆的盤子底部。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：綠豆會被磁鐵吸引，說明里面藏有鐵的成分。但盤子底部卻沒有磁鐵而是一堆纏有銅導(dǎo)線的柱狀“小裝置”以及連接著的干電池。由此，學(xué)生推斷這些通電“小裝置”應(yīng)該跟磁鐵一樣具有磁性。顯然，這個問題情境激發(fā)了學(xué)生的問題意識，促進(jìn)了他們積極思考并聯(lián)系了自己原有知識來嘗試解決新的問題。在他們的頭腦中，經(jīng)歷了檢索知識、收集信息、形成假設(shè)、邏輯推理等復(fù)雜的思維過程。因此，創(chuàng)設(shè)一個真實的有挑戰(zhàn)性的問題情境是將學(xué)生們引入深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

四、聯(lián)系原有知識，促進(jìn)知識建構(gòu)

課堂教學(xué)的師生互動過程中，始終是以一個接一個的問題所構(gòu)成的“問題鏈”作為線索推動探究活動的深入開展。有價值的問題能夠引發(fā)學(xué)生深入思考，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)。在“電流的磁效應(yīng)”教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)用磁鐵檢驗出“炒豆之謎”中綠豆聚集在一起的原因，并推斷出通電“小裝置”有磁性的結(jié)論。此刻，如果教師順理成章地講解電流的磁效應(yīng)原理，則又回到淺表學(xué)習(xí)層次的原點(diǎn)了。此時，筆者又布置一個更高層次的任務(wù)：大家能不能通過其他方式來證明通電“小裝置”具有磁性呢？盡管學(xué)生們絞盡腦汁尋找其他的證明方法，但總是跳不出固有思維定勢的束縛。此時，筆者并沒有直接告訴學(xué)生應(yīng)該怎么做，而是引導(dǎo)他們重溫曾經(jīng)學(xué)過的有關(guān)磁鐵與磁現(xiàn)象的相關(guān)知識。引導(dǎo)學(xué)生回憶：磁鐵會產(chǎn)生哪些磁現(xiàn)象？他們會調(diào)用頭腦中曾經(jīng)學(xué)過的知識：磁鐵可以吸引鐵制品，磁鐵可以做成指南針指示南北方向，磁鐵有同極相斥、異極相吸的性質(zhì)，磁鐵周圍的磁場還可以干擾小磁針等等。接下來，筆者引導(dǎo)學(xué)生們想辦法設(shè)計實驗方案來驗證通電“小裝置”也會產(chǎn)生與磁鐵相同的現(xiàn)象，就可以更充分證明它與磁鐵一樣具有磁性。此時，學(xué)生們茅塞頓開，通過聯(lián)想將已掌握的有關(guān)磁鐵的知識與新接觸的通電“小裝置”建立起聯(lián)系。學(xué)生們在無形之中體驗并運(yùn)用了“類比研究法”：兩種事物具有的共性特征越多，它們的同質(zhì)性越高。以“插敘式”呈現(xiàn)的磁現(xiàn)象知識比教材中將其安排在導(dǎo)入環(huán)節(jié)的方式顯得更有價值。它起到了幫助學(xué)生打開思路，建立新舊知識之間的聯(lián)系，體驗“類比法”開展研究的重要作用。對教學(xué)內(nèi)容順序做如此處理，不僅有效避免了原教材中的邏輯順序混亂，還促進(jìn)學(xué)生們體驗到為解決問題需要在頭腦中檢索原有知識的過程，實現(xiàn)了新舊知識的聯(lián)系與建構(gòu)。

五、基于認(rèn)知起點(diǎn)，揭示本質(zhì)特征

在課堂教學(xué)中，學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)往往是在自己的親身經(jīng)歷中所積累的經(jīng)驗，這是他們進(jìn)行知識建構(gòu)和同化的認(rèn)知基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的課堂教學(xué)起點(diǎn)卻是對科學(xué)知識或原理的講解。學(xué)生很難直接將其內(nèi)化到自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，因此，就會產(chǎn)生機(jī)械記憶、死記硬背、生搬硬套的現(xiàn)象。如果教師將教學(xué)的起點(diǎn)設(shè)定在符合學(xué)生年齡特征的認(rèn)知水平層面，則更有利于學(xué)生對新知識的理解并更快地將其融入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。在“電流的磁效應(yīng)”這節(jié)課中，從教學(xué)導(dǎo)入到開展探究活動，始終基于學(xué)生的生活經(jīng)驗逐步展開。學(xué)生通過一系列的探究活動證明了通電“小裝置”有磁性。對此，筆者再次拋出一個值得深思的問題：如果去除掉通電“小裝置”里的鐵芯，只把導(dǎo)線通電，還會有磁性嗎？同學(xué)們不假思索地回答：“肯定沒有磁性了”。這時，筆者則帶領(lǐng)學(xué)生以實驗的方式加以驗證。學(xué)生們驚訝地發(fā)現(xiàn)：原來只要導(dǎo)線通電就會干擾小磁針。立刻糾正了先前的錯誤認(rèn)識，明確了通電導(dǎo)線有磁性是通電“小裝置”具有磁性的根本原因。接著，筆者再講解為了增強(qiáng)通電導(dǎo)線的磁性，人們才設(shè)計出了如“小裝置”一樣的電磁鐵。至此，學(xué)生們對電流的磁效應(yīng)、電磁鐵才建立起準(zhǔn)確、清晰、全面的認(rèn)識。區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)呈現(xiàn)順序，采用先以貼近學(xué)生們生活的通電“小裝置”來開展探究活動，在大家建立起通電“小裝置”有磁性的基礎(chǔ)上，揭示其中的本質(zhì)原因是“通電導(dǎo)線有磁性”，最后再回過來講解通電“小裝置”即電磁鐵的構(gòu)造。這樣的知識呈現(xiàn)順序的出發(fā)點(diǎn)是充分考慮學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，符合他們的認(rèn)知規(guī)律。而直奔知識要點(diǎn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式將學(xué)生作為被動的接受者，學(xué)生只能跟隨教師的意圖被牽著走。由于學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識是間接經(jīng)驗，是前人經(jīng)過實踐積累而形成的理論，而學(xué)生卻沒有經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)的過程缺乏實踐體驗作為認(rèn)知基礎(chǔ)，因此難以產(chǎn)生共鳴和全身心的投入。而如果教師轉(zhuǎn)變觀念，先站在學(xué)生的角度考慮，讓他們在創(chuàng)設(shè)的探究活動體驗中獲得一些初步的感悟，然后再引導(dǎo)學(xué)生深入剖析，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，將規(guī)律和原理從他們的體驗過程中提煉出來，他們會更加認(rèn)同也會更加印象深刻。

六、聯(lián)系生活實際，促進(jìn)遷移應(yīng)用

針對某一個科學(xué)規(guī)律或原理可以衍生出多種變式應(yīng)用。選擇哪個應(yīng)用實例講解會更有啟發(fā)性，更有利于知識的遷移呢？這要針對所學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容選取最有典型性和針對性的應(yīng)用實例。“電流的磁效應(yīng)”一課，從眾多應(yīng)用實例中選擇了“電磁起重機(jī)”。因為可以將其看作成一個巨型電磁鐵，便于學(xué)生在課堂上進(jìn)行模擬體驗，有利于加深學(xué)生對電磁鐵優(yōu)越性的理解。在介紹電磁鐵的結(jié)構(gòu)后，拋出一個問題：相比永磁鐵而言，電磁鐵有哪些優(yōu)越性？對此學(xué)生們將對電磁鐵和永磁鐵再做進(jìn)一步的對比分析，找出它們之間的差異。其核心思想就是：只有深入分析事物之間的聯(lián)系與區(qū)別，找到共性與差異，才能更深刻地認(rèn)識到事物的本質(zhì)特征和獨(dú)特屬性。筆者引導(dǎo)學(xué)生觀看“電磁起重機(jī)工作”的視頻，指導(dǎo)學(xué)生模仿并嘗試用手中的電磁鐵完成將回形針分揀出來的任務(wù)，對比發(fā)現(xiàn)永磁鐵卻無法完成。最終，他們通過對比實驗總結(jié)出：“電磁鐵磁性的有和無是可以通過電流的通斷來控制的”這一特性。學(xué)生從中更深刻地領(lǐng)悟到電流磁效應(yīng)的本質(zhì)特征，加深了對電與磁之間關(guān)系的深刻理解。接著，筆者又引導(dǎo)學(xué)生從“電磁起重機(jī)工作”的視頻中歸納出：“電磁鐵的磁性大小也是可以調(diào)節(jié)的”又一特性。也為后續(xù)深入研究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素埋下伏筆。正是選擇了“電磁起重機(jī)”這一典型應(yīng)用實例，才促使學(xué)生們既利用了身邊已有實驗器材進(jìn)行模擬實驗，又拓展延伸出更值得深入思考的其他問題。教學(xué)從一個知識點(diǎn)向更廣的范圍延伸開來，一個問題的解決引出了對下一個新問題的思考，深度學(xué)習(xí)則在這個過程中悄然發(fā)生著。

經(jīng)過一系列的優(yōu)化和改進(jìn)，“電流的磁效應(yīng)”這節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序變得更加合理，也更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。由此可見，課堂教學(xué)的重構(gòu)是實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的前提和基礎(chǔ)。廣大教師必須以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)思想，從教學(xué)內(nèi)容方式上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，才能優(yōu)化教學(xué)活動以提升課堂教學(xué)的有效性，挖掘其內(nèi)在的核心價值和作用，實現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 何玲，黎加厚.促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)[J].現(xiàn)代教學(xué)，2005（05）.

[2] 郭華.深度學(xué)習(xí)及其意義[J].課程·教材·教法，2016（11）.

【責(zé)任編輯? 郭振玲】