基于實驗教學(xué)培養(yǎng)小學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力的課堂教學(xué)實踐

文/徐小甫

引言

在傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)課堂上，雖然大部分教師能夠認(rèn)識到實驗對教學(xué)質(zhì)量提升及學(xué)生發(fā)展的重要性，但是其所組織的科學(xué)實驗仍舊以“教”為中心，導(dǎo)致學(xué)生缺乏實驗參與的機(jī)會，僅僅是用眼睛觀看了實驗的過程與現(xiàn)象，并沒有用頭腦思考為什么會出現(xiàn)這樣的變化，產(chǎn)生變化的原因等。這是典型的淺層次學(xué)習(xí)，這種形狀容易使小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)陷入機(jī)械記憶，不利于學(xué)生全面理解科學(xué)知識。新課程改革大力提倡“深度學(xué)習(xí)”，要求教師構(gòu)建以“學(xué)”為中心的課堂，為培養(yǎng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力服務(wù)。這就需要教師創(chuàng)新教學(xué)方法，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)發(fā)展學(xué)生的高階思維，借助科學(xué)實驗引導(dǎo)學(xué)生積極地思考科學(xué)問題、批判性地解決問題，實現(xiàn)已有知識向新知的遷移，使學(xué)生在真正理解所學(xué)知識的基礎(chǔ)上獲得思維層級的跨越，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

一、理清教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建學(xué)習(xí)目標(biāo)

小學(xué)科學(xué)教材中有很多科學(xué)實驗，而這些實驗的組織也是教師需要完成的教學(xué)任務(wù)。但是想要增強(qiáng)實驗教學(xué)的效果，引領(lǐng)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)，教師就要明確科學(xué)實驗教學(xué)的根本性目標(biāo)，為科學(xué)實驗教學(xué)活動組織提供導(dǎo)向[1]?！犊茖W(xué)教育的原則和大概念》中指出，科學(xué)教育的目標(biāo)并不是讓學(xué)生從書本閱讀中堆砌的大量已有知識與理論，而是應(yīng)科學(xué)地指導(dǎo)學(xué)生探究挖掘核心概念，具備科學(xué)探究的能力，能夠在科學(xué)現(xiàn)象的觀

察以及動手的實踐中，發(fā)現(xiàn)其中的本質(zhì)屬性與規(guī)律。因此，在科學(xué)實驗教學(xué)前，教師應(yīng)理清科學(xué)課的具體教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，重新制訂教學(xué)目標(biāo)，聚焦于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力發(fā)展，讓學(xué)生實現(xiàn)更深層次的探索。

例如，在“光是怎樣傳播的”這部分內(nèi)容教學(xué)中，以往教師的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計多集中于光的傳播概念上。在這種情況下，學(xué)生對這節(jié)課的學(xué)習(xí)也僅僅停留在科學(xué)概念理解的基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)上，沒有對這一科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行進(jìn)一步的分析與探索。而在深度學(xué)習(xí)背景下，教師要重新設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生在理解光的傳播概念、認(rèn)識到光是沿著直線傳播的同時，側(cè)重于指導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)概念與物質(zhì)本質(zhì)屬性進(jìn)行探索，讓學(xué)生了解宇宙中的所有物質(zhì)都是由微小的微粒構(gòu)成的。通過這一深層教學(xué)目標(biāo)的制訂，教師可以將小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位于“光的波粒二象性”上，讓學(xué)生認(rèn)識到光是沿著直線傳播的，有時還會表現(xiàn)出微粒的特征。由此，教師便立足深度學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的視角，重新理清了“光是怎樣傳播的”這節(jié)課的內(nèi)容，重新審視了教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計是能夠促進(jìn)學(xué)生的能力發(fā)展，從而更加精準(zhǔn)地把握教材的核心概念，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)選擇恰當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué)方法，為科學(xué)實驗教學(xué)提供有力的依據(jù)，保障科學(xué)實驗教學(xué)有序開展。

二、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，點(diǎn)燃深度學(xué)習(xí)熱情

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，自主建構(gòu)是能力發(fā)展必不可少的條件，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力。因此，教師在培養(yǎng)小學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力時，要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情感，通過適宜的情境創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生的求知欲，激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)意識，讓學(xué)生以飽滿的熱情參與到科學(xué)實驗的學(xué)習(xí)中。大量實踐證明，當(dāng)學(xué)習(xí)者具備極高的自學(xué)意識、學(xué)習(xí)熱情時，其會更加積極地思考，頭腦會更靈活，并且會在該項內(nèi)容的學(xué)習(xí)中投入更多的精力。實驗教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)，應(yīng)具備點(diǎn)燃深度學(xué)習(xí)熱情的作用，以促使小學(xué)生形成深入探索的欲望，為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力發(fā)展“添柴”[2]。

以“明亮與黑暗”這節(jié)課為例，由于這節(jié)課是面向低年級學(xué)生開展的科學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容，因此，教師在情境的創(chuàng)設(shè)中應(yīng)考慮低年級學(xué)生的年齡特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)既可以吸引學(xué)生注意力又可以引發(fā)學(xué)生深度思考的情境。比如，一名教師以“森林大劇院的舞臺”為主題，設(shè)計了舞臺光線從明到暗、從暗到明的實驗活動。首先，教師將課前做好的“舞臺”拿出來，說道：“今天，森林大劇院開業(yè)，有許多優(yōu)秀的小動物演員要表演節(jié)目，讓我們一起來看看都有哪些小動物表演者吧，它們會表演哪些精彩的節(jié)目呢？”由此，學(xué)生的好奇心被激發(fā)出來，紛紛想要一探究竟。但是到了“舞臺”這里一看，這個“舞臺”幾乎是全封閉的，里面黑漆漆的，什么都看不到。于是，教師提出問題：“里面是黑的，什么都看不到，那么同學(xué)們有什么辦法，可以既不破壞‘舞臺’，又能夠看到小動物們的表演呢？”一名學(xué)生提議：“用手電筒照亮?！惫辉谑蛛娡驳恼丈湎?，學(xué)生看到了里面的一部分場景，但當(dāng)手電筒拿開之后，又什么都看不到了。在簡單的光線照射之后，教師借助創(chuàng)設(shè)的情境引出實驗探究的主題：“那么，接下來，我們就變身成為小小燈光師，給動物們設(shè)計一下舞臺燈光吧！”由此，學(xué)生不僅了解了光線的有無是決定“明”與“暗”的關(guān)鍵因素，還產(chǎn)生了燈光設(shè)計的想法，這就是情境創(chuàng)設(shè)對學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力發(fā)展所起到的潛在作用。

三、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問題，養(yǎng)成追根究底的習(xí)慣

發(fā)現(xiàn)一個問題比解決一個問題更重要。在培養(yǎng)小學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力的過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)實驗的觀察與分析中，學(xué)會主動發(fā)現(xiàn)問題。“問題”是“探究”的前提，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題時，能夠引發(fā)其更多的聯(lián)想與想象。所以，教師需要利用實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題的能力，讓學(xué)生形成勤學(xué)善思、追根究底的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，為小學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力發(fā)展奠定基礎(chǔ)[3]。

例如，在“玩磁鐵”這一單元教學(xué)中，教師可以化身為“魔術(shù)師”，利用磁鐵的吸力、磁性等原理為學(xué)生表演魔術(shù)。在第一個魔術(shù)中，教師拿出了一個圓形的白色透明小托盤，在小托盤中放置了一個紙條，在紙條的兩端分別標(biāo)有“S”“N”字樣，代表了磁鐵的兩極，然后讓學(xué)生嘗試轉(zhuǎn)動紙條的方向，或?qū)⒓垪l放置在不同的位置，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。在第二個魔術(shù)中，教師拿出了一節(jié)七號電池、一個被彎成心形的鐵絲，將電池的負(fù)極與電子相接，心形的鐵環(huán)下方有一個小圓圈，將電池從該圓圈穿過，心形鐵環(huán)內(nèi)部的尖放置在電池的正極上，學(xué)生發(fā)現(xiàn)鐵環(huán)會圍繞著電池不斷地朝一個方向旋轉(zhuǎn)。這是學(xué)生所觀察到的科學(xué)實驗，在演示完科學(xué)實驗后，教師可以鼓勵學(xué)生嘗試動手完成此次實驗材料的制作與實現(xiàn)現(xiàn)象的記錄。這兩個實驗都屬于較為簡單的實驗，學(xué)生做起來并不難。在學(xué)生動手操作的過程中，教師可以借助提問的方式，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，如教師問道：“通過魔術(shù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？存有哪些疑惑？”一名學(xué)生表示：“我看到了小托盤中的紙條無論如何放置，或者被放置在什么位置，都十分固執(zhí)地向一個方向偏，似乎這個方向有什么吸引力?！边€有一名學(xué)生說道：“為什么第二個魔術(shù)要用電池，若是將電池的正負(fù)極調(diào)換一下位置，心形的鐵圈還會旋轉(zhuǎn)嗎？”這就是科學(xué)實驗的魅力所在，其可以讓學(xué)生產(chǎn)生這樣或那樣的問題，并且在問題的驅(qū)動下，主動尋找答案，希望可以利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的科學(xué)知識解疑釋惑，或借助實踐操作的方式進(jìn)一步驗證猜想。由此可見，實驗教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生善于思考、敢于提問、勇于探索的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，這也是學(xué)生發(fā)展深度學(xué)習(xí)能力必不可少的品質(zhì)。

四、主動建構(gòu)新知，為深度學(xué)習(xí)的重中之重

深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展是建立在學(xué)生原有知識經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對新信息的重新加工、處理與整合，從而建立新的知識體系[4]。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中明確指出，科學(xué)實驗要讓學(xué)生親身經(jīng)歷與體驗，才能幫助學(xué)生獲取更多的科學(xué)知識，得到能力的鍛煉，積累到更多的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。因此，教師應(yīng)借助科學(xué)實驗，培養(yǎng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力，關(guān)注學(xué)生知識與能力的形成過程，為學(xué)生提供親身經(jīng)歷探究的機(jī)會，帶領(lǐng)學(xué)生走出淺層的、表面的科學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài)，使學(xué)生獲得深度學(xué)習(xí)能力的鍛煉。

以“空氣是否占據(jù)空間”這一問題為例，教師可以設(shè)置科學(xué)探究實驗，讓學(xué)生以小組為單位完成實驗探究的過程。首先，教師給每一個小組分別準(zhǔn)備一個盛有大半瓶水的礦泉水瓶，瓶口用橡膠圈密封并插入一根較長的細(xì)管，細(xì)管不與瓶子相連的一端被舉得較高，小組內(nèi)選出一個肺活量較大的人，向瓶子中吹氣。學(xué)生發(fā)現(xiàn)瓶子中的水從細(xì)管中流了出來，此時，教師要求小組成員猜測“空氣是否占據(jù)了瓶子內(nèi)的空間”，許多學(xué)生猜測占據(jù)了瓶內(nèi)的空間，因為瓶子中的水被吹進(jìn)去的空氣“擠”了出來。接下來，教師為學(xué)生演示實驗，在一個杯子的底端粘上一個紙團(tuán)，將杯子倒扣在水中，讓學(xué)生觀察并說出實驗現(xiàn)象。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)杯底的紙團(tuán)并沒有被浸濕。在兩次實驗活動開展后，教師要求各個學(xué)習(xí)小組的學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)結(jié)論，此時學(xué)生會得出空氣占據(jù)空間的科學(xué)結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，教師可以給學(xué)生布置深度學(xué)習(xí)的任務(wù)，讓學(xué)生利用所總結(jié)出的科學(xué)結(jié)論解決實際問題。如教師布置了小組合作任務(wù)：“杯子中的水和空氣都占據(jù)空間，二者有何不同？”為學(xué)生提供深度學(xué)習(xí)的機(jī)會，讓學(xué)生利用所學(xué)知識解決科學(xué)問題，并在自主建構(gòu)過程中獲得更為深入的科學(xué)知識，體現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的意義。

五、適當(dāng)拓展延伸，助力深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展

要想引領(lǐng)學(xué)生在科學(xué)實驗中獲得深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，僅讓學(xué)生掌握科學(xué)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，教師還要讓學(xué)生在科學(xué)實驗中積累直接的經(jīng)驗，通過不斷的經(jīng)驗積累提升實驗?zāi)芰Α⒖茖W(xué)探究能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力。但是，對于小學(xué)生而言，教材中的內(nèi)容是有限的，課堂上能夠運(yùn)用于自主探究的時間也不多，有限的時間、空間與學(xué)習(xí)資源在一定程度上限制了小學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。對此，教師應(yīng)在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)赝卣古c延伸實驗教學(xué)的時間、空間，鼓勵學(xué)生在課余時間自主探索科學(xué)知識。教師應(yīng)改變傳統(tǒng)的單一化書面作業(yè)的布置形式，融入實踐探究型作業(yè)，將科學(xué)實驗帶出課堂，讓科學(xué)走進(jìn)生活[5]。

例如，在教學(xué)完“摩擦力”這部分內(nèi)容后，教師并沒有給學(xué)生布置大量的習(xí)題任務(wù)，而是要求學(xué)生在生活中觀察，找出生活中的摩擦力現(xiàn)象，并說一說人們利用摩擦力的原理可以做哪些事情。又如，在課堂上學(xué)生已經(jīng)通過科學(xué)實驗探究，認(rèn)識到了摩擦力大小與哪些因素有關(guān)，那么教師就可以給學(xué)生布置實踐性作業(yè)，要求學(xué)生以小組為單位，從生活中選擇實驗器材，自行設(shè)計科學(xué)實驗的內(nèi)容、步驟，記錄實驗過程、數(shù)據(jù)。在這個過程中，小學(xué)生的科學(xué)實驗學(xué)習(xí)打破了傳統(tǒng)意義上的時間與空間的限制，他們能夠?qū)⒖茖W(xué)實驗探索的目光放在現(xiàn)實生活中，用所學(xué)知識完成科學(xué)實驗的探索，解答生活中遇到的問題，讓科學(xué)知識服務(wù)于生活。這不僅可以推動小學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，還會讓小學(xué)生體會到科學(xué)學(xué)習(xí)的價值。

結(jié)語

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力，是課程改革的要求，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的必然要求。其是建立在建構(gòu)主義基礎(chǔ)上的一種科學(xué)的學(xué)習(xí)方式，要求學(xué)生真正地參與到科學(xué)實驗的探索中，能夠從科學(xué)實驗中獲取經(jīng)驗、積累知識、發(fā)展能力，實現(xiàn)對科學(xué)知識的深入理解，以達(dá)到更為理想的學(xué)習(xí)狀態(tài)。因此，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)善于運(yùn)用科學(xué)實驗，為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)能力發(fā)展助力，促進(jìn)小學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維品質(zhì)的發(fā)展。