小學(xué)科學(xué)提高學(xué)生深度理解能力的策略研究

浙江省杭州市余杭區(qū)鳳凰小學(xué) 夏俊杰

一、緣起

最近，筆者參加了本校五年級(jí)科學(xué)的一個(gè)教研活動(dòng)。

教學(xué)內(nèi)容是《給冷水加熱》。

實(shí)驗(yàn)開始，教師要求學(xué)生將裝滿冷水的塑料袋密封后浸到了熱水中，觀察實(shí)驗(yàn)前后發(fā)生的變化。結(jié)束時(shí)，教師請(qǐng)學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)：

學(xué)生回答：（1）冷水溫度升高了。（2）袋子鼓起來(lái)了，體積變大了。（3）袋子在水中先沉后浮。

教師追問(wèn)：“誰(shuí)能解釋袋子先沉后浮的原理？”

時(shí)間過(guò)去了好久，沒(méi)有一個(gè)人能回答這個(gè)問(wèn)題，令在場(chǎng)的教師都感到詫異。

過(guò)后，為了探究問(wèn)題的究竟，我們召來(lái)幾個(gè)學(xué)生，啟發(fā)說(shuō)：“你們都發(fā)現(xiàn)了冷水變成熱水體積增大了，《浮力》單元不是研究物體的體積與浮力的關(guān)系嗎？”

“這是上個(gè)單元的知識(shí)，在這個(gè)單元也能用？”學(xué)生提出了異議。

學(xué)生的回答使我們更加驚異、啼笑皆非，但靜思分析，出現(xiàn)這樣的局面肯定是有因果關(guān)系的，學(xué)生對(duì)“物體在水中沉浮與浸入水中的體積多少的關(guān)系”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)缺乏深度的理解，是沒(méi)有經(jīng)過(guò)學(xué)生大腦深加工的，在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中沒(méi)有形成系統(tǒng)性，呈現(xiàn)碎片式的特點(diǎn)，致使在新的情境中對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、遷移和解決不能與應(yīng)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系，致使問(wèn)題得不到解決。

當(dāng)今，核心素養(yǎng)是課程改革的指導(dǎo)思想，它指的是學(xué)生具有適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。關(guān)鍵能力的內(nèi)核就是學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力，在現(xiàn)實(shí)課堂中最為普遍和突出的問(wèn)題恰恰是這種能力的缺失。如何解決這個(gè)矛盾，采用何種策略來(lái)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解能力呢？我們做了一些探索。

二、概念界定

本文中的深度理解是指深度學(xué)習(xí)中最普遍的認(rèn)識(shí)——理解遷移說(shuō)，它不僅強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)技能的深度理解，而且在深度理解基礎(chǔ)上，將知識(shí)和技能遷移應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題的解決中去，并反過(guò)來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)和技能的深度理解。

三、策略研究

鑒于現(xiàn)實(shí)教學(xué)中學(xué)生對(duì)知識(shí)理解能力低下的現(xiàn)狀，為了糾正這種狀態(tài)，我們采用了下面的策略：

（一）精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，成為理解的觸發(fā)點(diǎn)

科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)、探究是始于問(wèn)題、終于問(wèn)題的。理解也就是對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生、發(fā)展、解決過(guò)程的認(rèn)知，所以問(wèn)題是理解能力提高的觸發(fā)點(diǎn)。教材內(nèi)容豐富，包含大量的問(wèn)題。但不是所有的問(wèn)題都招致學(xué)生喜歡，反而這些問(wèn)題讓學(xué)生反感，那么，如何將這些不招學(xué)生喜歡的問(wèn)題產(chǎn)生出讓學(xué)生喜歡的魅力，就需要我們?cè)趯W(xué)生的層面上精心設(shè)計(jì)問(wèn)題。

1.植根于學(xué)生的需要

案例1：《金屬的熱脹冷縮》教學(xué)。

筆者借用了一個(gè)學(xué)生親歷真實(shí)事件。一天，一個(gè)女生從家里拿來(lái)了一個(gè)套著塑料外殼、裝滿熱水的玻璃杯，下課時(shí)，女生想打開杯子飲水，可是一用力，蓋子連同塑料外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，蓋子始終打不開。男生紛紛出手相助，無(wú)論是用力猛的，還是用力小的，都失敗告終。后來(lái)有人建議把杯子送到筆者的辦公室。等第二節(jié)下課，筆者將打開的杯子送給了那個(gè)女生。

“如何打開杯子，用什么方法打開杯子？”學(xué)生好奇地問(wèn)。

筆者當(dāng)時(shí)沒(méi)有將答案告訴學(xué)生。

“同學(xué)們，在這個(gè)單元里將為大家揭曉老師是用什么方法打開這個(gè)杯子的?！?/p>

讓問(wèn)題成為學(xué)生的需要，讓學(xué)生對(duì)解決問(wèn)題產(chǎn)生強(qiáng)烈渴望，這就是理解所需要的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2.植根于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)

有人說(shuō)過(guò)：“花時(shí)間預(yù)先訓(xùn)練學(xué)生的大腦，實(shí)際上是在創(chuàng)造先期知識(shí)的片段，以便于新的知識(shí)能夠更好地與獲取新知識(shí)——進(jìn)行聯(lián)結(jié)。”教師花些時(shí)間，勾勒出學(xué)生的先期知識(shí)（經(jīng)驗(yàn)），能夠激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)、探究的興趣和動(dòng)機(jī)。

案例2：《混合與分離》。

筆者為學(xué)生設(shè)了一個(gè)“局”。

筆者提前幾分鐘進(jìn)入教室，鋪開報(bào)紙，倒出事先準(zhǔn)備好的沙子、黃豆混合物，然后細(xì)心地從沙子中一粒一粒地?fù)於埂?/p>

學(xué)生見狀圍了上來(lái)問(wèn)：“老師，怎么了？做什么？”

“剛才在實(shí)驗(yàn)室不小心沙子倒進(jìn)了黃豆中了?！惫P者故意撒了個(gè)謊。

于是，學(xué)生一起動(dòng)手，很快將黃豆一粒不剩地從沙子中撿了出來(lái)。

花些時(shí)間，讓學(xué)生完成物質(zhì)的分離，學(xué)生是有一定的方法和經(jīng)驗(yàn)的，于是下面的問(wèn)題是建立在學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)上的。

上課了，筆者說(shuō)：“剛才大家將黃豆從沙子中撿了出來(lái)，老師還有幾種東西也搞混了，請(qǐng)大家?guī)兔Ψ忠环??！?/p>

“什么東西？老師，我們幫你?！睂W(xué)生連什么情況都沒(méi)搞清就迫不及待地請(qǐng)戰(zhàn)。

筆者知道學(xué)生的心理：很愿意幫助別人做事，特別是愿意幫助老師做事。

“老師給你們各個(gè)實(shí)驗(yàn)組準(zhǔn)備了一份材料，放在抽屜里?！?/p>

“哇！”學(xué)生打開紙包，愣住了，“沙子和食鹽怎么分？”

小學(xué)生對(duì)周圍世界充滿了好奇，具有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，教師能夠利用這個(gè)心理特點(diǎn)，從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)入手，設(shè)計(jì)學(xué)生力所能及的問(wèn)題，學(xué)生就會(huì)有動(dòng)力去解決。學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，自然加深了對(duì)問(wèn)題、知識(shí)的理解。

3.植根于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)

案例3：《物體在水中是沉還是浮》。

首先讓學(xué)生觀察“遼寧艦”航行的視頻，其次讓學(xué)生對(duì)回形針在水中是沉是浮進(jìn)行預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)，最后組織學(xué)生對(duì)為什么同樣用鋼材制成的“遼寧艦”和“回形針”在水中的情況卻是大相徑庭進(jìn)行說(shuō)明、解釋。

將問(wèn)題建立在學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”，讓學(xué)生在憑借已有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)不能解決問(wèn)題，而又想解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，就會(huì)在心靈的深處產(chǎn)生極度的渴望，也就為此能被教師抓住眼球和吸引力。

4.植根于學(xué)生探究的熱情

科學(xué)探究并不是隨著上課鈴聲的開始而開始，下課鈴聲的結(jié)束而結(jié)束的，是一個(gè)長(zhǎng)期持續(xù)的過(guò)程。現(xiàn)代心理學(xué)研究表明：學(xué)生注意的集中性體現(xiàn)于課時(shí)開始或課臨近結(jié)束兩個(gè)區(qū)間，教師利用學(xué)生通過(guò)一節(jié)課的探究取得了一定收獲的時(shí)間點(diǎn)，布置一些拓展性的、學(xué)生能夠解決的問(wèn)題，學(xué)生是容易接受的，是樂(lè)意完成的。

（二）體驗(yàn)探究過(guò)程，成為理解的發(fā)力點(diǎn)

“兩次倒轉(zhuǎn)”教學(xué)機(jī)制顯示：對(duì)于人類發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程來(lái)說(shuō)，教學(xué)是一個(gè)“倒過(guò)來(lái)”的活動(dòng)，即：在教師的指導(dǎo)、幫助下，讓學(xué)生主動(dòng)去“經(jīng)歷”知識(shí)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展的過(guò)程（可以是模擬、簡(jiǎn)約的過(guò)程）。在這個(gè)過(guò)程中，知識(shí)成為學(xué)生觀察、思考、操作的對(duì)象，成為學(xué)生活動(dòng)的客體，學(xué)生成為教學(xué)的主體。唯有這樣，理解才不是空談。

案例4：《蠟燭燃燒》。

學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，得知蠟燭燃燒是一種化學(xué)變化。實(shí)際上，學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)是模棱兩可、十分牽強(qiáng)的。為什么呢？其實(shí)，學(xué)生已知化學(xué)變化一定要產(chǎn)生新的物質(zhì)，一定是伴隨著物理變化發(fā)生的，實(shí)際上我們看到的是蠟燭燃燒后沒(méi)留下什么物質(zhì)，要學(xué)生真正地接受這個(gè)概念，是缺少有說(shuō)服力的證據(jù)的，為此我們重新探究一次。

我們點(diǎn)燃蠟燭，讓它燃燒一會(huì)兒吹滅，在蠟燭燈芯周圍產(chǎn)生了縷縷白煙，再迅速點(diǎn)燃白煙，蠟燭又復(fù)燃了，通過(guò)這一現(xiàn)象讓我們捕捉到的信息是：蠟燭在高溫下由固體溶化為液體再升為氣體形態(tài)的這個(gè)過(guò)程是物理變化。我們?cè)儆脽衷谌紵南灎T火焰上，看到了燒杯壁上先后出現(xiàn)了水珠、氣體和黑色的物質(zhì)（炭黑），火苗在隨著煙霧的增多漸漸變?nèi)踔敝料?，這個(gè)過(guò)程我們得知蠟燭在燃燒過(guò)程中是產(chǎn)生了水珠、二氧化碳等物質(zhì)的。

只有讓學(xué)生通過(guò)、經(jīng)歷完整的探究過(guò)程，找到了有說(shuō)服力的事實(shí)、證據(jù)，才能促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深度理解。

（三）去偽存真，提升理解的精準(zhǔn)度

知識(shí)之間存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的聯(lián)系、假象，而學(xué)生通過(guò)活動(dòng)、體驗(yàn)，得到的知識(shí)往往是碎片化、表面性、事實(shí)性的信息，不是知識(shí)的本質(zhì)。而學(xué)習(xí)的目的是要把握知識(shí)的本質(zhì)，如何厘清它們之間錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，提高學(xué)生辨別能力，把握知識(shí)的本質(zhì)，保證理解的正確性呢？我們通過(guò)“變式”來(lái)把握，因而在教學(xué)過(guò)程中，我們通常會(huì)安排變式、綜合性的訓(xùn)練，目的是提高學(xué)生的辨識(shí)能力，正確地理解科學(xué)知識(shí)。

案例5：《光和影》。

我們就安排了這樣的練習(xí)：材料：玻璃、月亮、電珠、貓眼、小圓鏡。

在這個(gè)練習(xí)中，學(xué)生對(duì)于貓眼是否是光源，形成了正、反兩方觀點(diǎn)，并展開了激烈的爭(zhēng)論。

反方：貓眼是光源，理由1：它黑夜運(yùn)動(dòng)自如，能捕捉老鼠；理由2：我們?cè)诤谝箍簇堁蹠r(shí)，是藍(lán)藍(lán)的。

正方：貓眼不是光源，理由：黑夜你跟隨著貓一起行走，前方是黑暗一片。

最后，我們通過(guò)查閱資料，知道了貓眼確實(shí)不是光源，只是與人類眼睛的結(jié)構(gòu)是有區(qū)別的。

案例6：《運(yùn)動(dòng)與力》。

在這個(gè)單元中，要求學(xué)生完成這樣的綜合題：

問(wèn)題1：圖中力A和力B哪個(gè)是重力？

問(wèn)題2：木塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，哪個(gè)力為摩擦力？木塊向下滑時(shí)，哪個(gè)力為摩擦力？

問(wèn)題3：當(dāng)木塊在斜面上靜止時(shí)，力C與力D大小怎樣？

學(xué)生通過(guò)練習(xí)、討論、查閱資料等方式，辨別了真?zhèn)?，提高了?duì)事物、對(duì)知識(shí)的辨別、判斷能力，把握了知識(shí)的本質(zhì)。

（四）學(xué)以致用，在應(yīng)用中深化理解

郭華教授認(rèn)為：“我們把‘遷移與應(yīng)用’看作學(xué)生在學(xué)校階段，即在學(xué)生正式進(jìn)入社會(huì)實(shí)踐過(guò)程之前，能夠在教學(xué)情境中模擬體會(huì)社會(huì)實(shí)踐的‘真實(shí)過(guò)程’，形成積極的情感態(tài)度價(jià)值觀?！痹诮虒W(xué)中我們創(chuàng)設(shè)社會(huì)情境，讓學(xué)生發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力以解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，提高了理解的深度。

案例7：《金屬的熱脹冷縮》。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生已經(jīng)掌握許多物體具有熱脹冷縮和少數(shù)物體具有熱縮冷脹性質(zhì)的知識(shí)，筆者展示了一個(gè)資料：

朱紅利家的自來(lái)水管裂了

去年冬天的一天。氣溫在零下7攝氏度，朱紅利起床洗臉，打開水龍頭沒(méi)水了，她在大門旁發(fā)現(xiàn)自來(lái)水管、水龍頭裂了，水沿著裂口子不斷地往外流，朱紅利思忖著：水管、水龍頭為什么在冬天容易破裂？下面是學(xué)生“關(guān)于水管、水龍頭是怎么裂的問(wèn)題”的討論：

生1：這水管、水龍頭是凍裂的。

生1的看法得到了許多同學(xué)的支持。

生2：水管是脹裂的。

生2的回答招致了許多同學(xué)的反對(duì)。

生3：水在4攝氏度下體積會(huì)變大。

生1：那夏天為什么不脹裂？

生2：夏天水體積是變大的，水管的體積也是變大的，冬天卻相反，水在4攝氏度下體積變大，水管體積變小，這“一小一大”破裂之事就發(fā)生了。

經(jīng)過(guò)一次次的對(duì)質(zhì)、較量、反問(wèn)和現(xiàn)場(chǎng)察看，最后學(xué)生明白了水管、水龍頭破裂原因——水受冷體積膨脹，水管受冷體積縮小導(dǎo)致。

通過(guò)這樣的生活實(shí)例，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解自然加深了。

四、結(jié)語(yǔ)

以上是我們?cè)陂_展深度學(xué)習(xí)、提高深度理解能力的一些做法，也取得了一定的效果。筆者相信：只要廣大科學(xué)教師一起努力，肯定會(huì)有更多的、更好的策略，從而更好地提高學(xué)生的理解能力和認(rèn)知水平。