让深度学习在科学探究中真实发生

曹燕琴

【摘要】随着课程改革的深入，让深度学习在科学探究中发生成了当今小学科学教学的追求。在实践中我们意识到：在科学课堂教师只要把握科学探究环节，努力建构探究场景，激发学生深层动机，搭建科学探究的支架，让学生深层体验，迁移探究结论，帮助学生深层理解，那么深度学习就会发生。本文以苏教版小学科学三年级教材《空气占据空间吗》为例，展现让深度学习在科学探究中发生的策略。

【关键词】深度学习 深层动机 切身体验 深度理解

深度学习强调学生主动学习、终身学习，是一种高效而有意义的学习方式。随着我国课程改革的深入，深度学习走入科学教育的视野，成了落实科学课程目标的有效路径。如何让深度学习在科学探究中发生，成了当今小学科学教学的热门话题。

一、建构探究场景，激发深层动机

深度学习的过程是借助具有整合作用的实际问题激活深层动机，通过学习者在学习过程中的切身体验和深入思考及对学习内容融会贯通，从而促进深度理解和实践创新，进而对学习者产生深远影响的学习样态。这里涉及的动机是深层动机不是浅层动机，是内在动机不是外在动机，因为深度学习一定是触及学习者心灵深处的学习，是触及深层兴趣、情感和思维的学习。学习者在学习中对学习有着非常浓厚的兴趣、有强烈的探究欲求，在强烈的内驱力作用下，才会积极参与学习并有更深刻的思维，通过批判性吸收和创造性应用，从而实现真正意义上的学习。同时深度学习是展开问题解决的学习，它不一定以知识获得为目的，而一般是在问题解决过程中展开学习。

为了激发学生学习的深层动机，教师精心设置积极思维的问题场景十分必要，这场境必须能激發学生思维，能让学生在惊异中发现问题。科学问题是思维的引子，也是科学探究的起点，敢于提问、善于提问是科学学科核心素养的表现。只有当学生有惊奇和疑惑时，他们才会去思考、探索，从而发现和创造一些东西。

在进行苏教版科学三年级上册《空气占据空间吗》一课教学时，教者在实验桌上提供了水槽、玻璃杯、纸团，让学生运用材料做实验，学生的好奇心被激发，思维也瞬间被调动。当教者提示性地播放一段实验视频后，学生对实验燃起了极大兴趣，同时对实验结果形成了两种截然不同的猜测。此时学生的思维就集中在一个特定的问题上，探究“玻璃杯里的纸能不能湿”就成了一个真实的任务。由于即将研究解决的问题是由他们自己提出的，此任务具有真实性，所以学生的深层动机被激发，兴趣、情感和思维也全部投入到问题的解决中。而在学生实验1结束后发现纸团并没有湿时，教者又推波助澜，再次设置了挑战性的问题情境，学生在情境中思维被调动从而再次产生了问题：“为什么纸团不湿？”“水为什么进不了杯子中？”学生在讨论和不断地追问中，这个真实问题再次带领学生进入更深刻而有效的思维活动和探究活动中……

杜威说过：“儿童和成人一样，有时仅做别人命令的工作，很机械地依从了别人叩首或文字的说明，刻板地去做。这样，几乎等于没有思维，没有真正的反省活动。”因此，只有思维积极参与的探究才是有效而深度的学习。在这里，教者从学生的年龄特征出发，激活原有经验，创设了特定问题情境，激发学习的深层动机。学生在真实任务驱动下，开展基于科学思维的科学探究，积极建构个人认知结构，进行有意义的深度学习。

二、搭建探究支架，引领切身体验

无论是知识的建构还是问题的解决，深度学习都离不开学生的“切身体验”。“切身体验”是指向学生的亲身感受、感悟和体会及亲历观察、实践与操作，这种体验一定是触及学生心灵的、是深入知识内核的，也是体现学习本质的。学生只有经历切身体验，才会深入地思考、深刻地理解和灵活地应用，从而对学生学习产生深远的影响。

科学课上让学生像科学家一样亲历科学探究，科学探究围绕“创设情境”“提出问题”“自主探究”“合作交流”“总结反思”“应用迁移”六大基本要素展开，无疑是为学生创设一个科学思维的训练场。科学思维伴随着学生在探究中不断进行质疑、批判、思辨、反思，逐步提出问题和解决问题的思路与方法，伴随着基于科学探究的科学思维，深度学习悄然发生。

在《空气占据空间吗》一课教学时，教者设计了三项环环相扣的实验活动：实验1，装有纸的玻璃杯垂直压入水中，观察杯中的纸是否会湿。实验2，竖直压下装有纸的玻璃杯，然后倾斜杯口，观察水杯子中的纸会不会湿。实验3，竖直压下杯底有小孔的玻璃杯，然后打开小孔，观察杯子中的纸会不会湿。引导学生按照科学探究程序，层层深入进行探究。当实验1结束后，学生们惊异于“为什么纸团不湿”，学生在这个真实问题的驱动下，主动猜想、判断、分析、推理、评价，在思维碰撞中，学生进入到实验2。学生第2次动手实验不仅仅是动手做，此时伴随动手的同时更多的是动脑，他们在动手中证明内心的某个预测或结论。此时教师抓住提问、猜测、预测、假说这些环节再次进行思维训练，让学生在研讨中展现其内在的思维过程。学生们开始重新思考、质疑、筛选、修改和反驳同龄人提出的假设，学生的高阶思维能力呈螺旋式上升趋势，思辨能力和表达能力也有所提高。

当实验2结束，学生认为可能是“空气保护了纸团”的猜测得到同伴回应后，他们就开始投入到如何搜集证据、阐释观点中，解决问题的意识就显得更加主动。为了帮助学生深度体验，教师提供了精心设计的典型材料作为深入思维的支架。当教师出示底部带有小孔的杯子时，学生的思维再次被激发，学生第3次参与到实验中。学生在再次的深度参与中体验更为深切，此时教师适时引导他们从纷繁复杂的现象中发现事物本质，引导他们把各种信息进行分析、比较、抽象，从而将其内部性质属性归纳为概念，可谓水到渠成。学生在搜集丰富思维材料的基础上，通过回顾反思、信息归类等思维活动，理性分析得出了“空气占据空间”的初步结论。在此过程中，教师只是个观察者和帮助者，必要时及时提供思维支架，帮助学生深入探究以加深理解。教者的适时点拨，帮助学生搭建了思维的支架，学生在问题解决过程中进行了由浅入深的体验，从而顺利地完成学习任务。

我们深深体会到：深度学习是个理性探索的过程，学习者只有深入思考与亲身体验，深入理解所学内容，深度学习才会产生。深度学习不仅仅是个简单的行为参与过程，更是个积极的思维参与过程。本课教学的三次实验，学生都不是简单的模仿操作，更不是简单复制他人的探究、满足学生浅层的操作快感，而是基于学生思维的发展在一次次动手动脑中深入体验。学生根据动手中获得的直接经验，运用分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法，体验到深层思维的快乐，从而发展思维能力，改变学习者的存在状态和学习方式，走向深度学习。

三、迁移探究结论，促进深度理解

“理解一迁移说”是对深度学习的内涵最为普遍的认识，此观点是不仅仅强调学习者对知识和技能的深度理解，还强调在深入理解的基础上，运用知识和技能解决实际问题，以此促进学习者对知识和技能理解的深刻性。深度学习不是仅仅停留在知识表层，而是更强调深入知识内核，强调把握事物本质和深层意义。为此，在科学教学中，教师要努力创造学习和实践相结合的机会，让学生有机会把自己的所学及时应用到现实生活中。因为真正的学习与实际运用密不可分，学生只有在实际生活中运用所学，才能说明他们对所学的深层理解。学以致用越透彻，理解就越深刻。

在教学《空气占据空间吗》一课时，当学生通过反复探究终于得出“空气占据空间”结论时，教者接着安排三个学用结合的场景：1.往带有胶塞的漏斗里灌水，水能灌到瓶子里吗？为什么？2.用气球嘴反套住瓶口，然后用力吹气球，气球吹得大吗？为什么？3.你能用今天学到的知识解释“乌鸦喝水”吗？学生围绕这几个生活中的实际问题猜测、实验、解释，在运用知识的过程中发现所学知识与解决现实问题的关联，从而在这种思维活动中获得了科学知识和技能的深度理解。

但是教者并没有到此为止，因为从深度学习结果质量上看，深度理解和实践创新是两个显性指标。“理解”包含“创新”，创新是更深层次的理解。深度理解指向学生对事物或知识本质的理解，实践创新是指学生解决问题的能力，包括迁移运用能力和整合创新能力。教者抛给学生一个需要动手动脑创造性完成的现实问题：瓶子里有点水，不倾斜瓶子，只提供一些橡皮泥、两根吸管，你能运用今天所学知识让水从瓶子里出来吗？在这里再次创设应用科学知识的情境，就是为了培养学生用科学思维和工程思维创造性解决实际问题的能力，学生在动脑动手中思维进一步发展，并更深切地体会到学习对于他们的个体意义，从而以主人翁姿态沉浸在学习中。

本课按照深度学习的理念设计科学探究的各个环节，注意激发学生深层动机，强调切身体验和深层理解，学生在学习过程中学得轻松而愉快，从而学会学习、热爱学习。实践证明，深度学习并不意味着艰苦，深度学习在科学探究中发生，可以帮助学习者实现学习目标，发展思维能力，改变学习方式，提升科学素养。

【参考文献】

[1]李松林，贺慧，张燕.深度学习究竟是什么样的学[J].教育科学研究，2018（10）.

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[4]郭华.深度学习及其意义[J]课程·教材·教法，2016 （11）.

注：本文系江苏省第十六批“六大人才高峰”高层次人才选拔培养资助项目研究成果之一。