让学生在实践性教学活动中理解科学

韩锦春

在现代信息技术背景下，我们科学教师要教给学生的不再仅仅是某个科学知识，这些单一的知识在网络上都能直接查阅到，我们要教给学生的是更重要的科学精神和获取科学知识的科学方法，并在生活中进行迁移、运用，也就是深度学习。科学课堂上，教师以学生已有的知识基础制定出具有挑战性的学习内容，让学生在实践性的教学活动中发现知识和理解科学，才能让学生全身心地投入，体验到学习的乐趣和成功。

在科学课堂上促进学生深度学习可以从多个方面入手，比如在结构性实验材料的选择、培养学生科学的观察和记录的能力、课堂上学生间的交流、科学与技术工程相结合等方面都可以既能让学生掌握学科的核心知识，把握学科的本质，又能培养学生成为具有批判性、创造性和合作精神的学习者。

一、选择有结构性的实验材料

材料的种类和组合以及交给学生的次序就是材料的结构;所谓结构严密指的是各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系。因此，具有这种功能的材料叫具有严密结构的材料，简称有结构性的材料。选择有结构性的实验材料，才能利用好有限的课堂时间，为学生提供深度学习的机会。

苏教版二年级《磁铁的吸力》一课，在引导学生认识磁铁具有能够吸引铁、钴、镍的性质时，我们在准备实验材料时就要有所选择了。学生在生活中是接触过磁铁的，比如磁铁玩具、磁铁文具，还有一些生活用品也是带磁铁的，学生知道磁铁是能够吸引铁的，或者知道磁铁能够吸引某种金属。如果我们还比较传统地用一些铁制品和非金属类的物品让学生预测和实验，意义就不大，没有从学生的前概念入手，是没有挑战性的学习活动，甚至都谈不上学习。我们可以选择这样几种材料：铁丝、铅丝（这两种材料的外观上比较相似，生活中学生会误认为是同一种物质）、塑料球1、塑料球2（外面的塑料比较薄，内有大铁块）、塑料球3（外面的塑料比较厚，内有小铁块）（这3个塑料球的外观一样，内部不一样，通过研究，学生不仅能够知道磁铁能够吸引铁，还能隔着物体吸引铁，但是隔着的距离又是有一定的范围的）、镍片（学生在生活中很少能接触到镍片。通过学习让学生知道磁铁不仅能够吸引铁，还能吸引镍。钴有放射性，不能在小学科学课堂上进行探究）、铜丝。

在科学课堂上，一般都是让学生对实验现象先进行预测，再进行实验，但如果不充分了解学生的知识基础，预测环节就会流于形式，往往出现预测和实验观察的结果都是一致的，那这个实验对于学生来说有什么收获呢？只是动手操作了一下。实验前，学生要独立地思考，带着疑问或者要验证的问题去实验，才是有目的的实验。没有收获的学习不是真的学习，让学生通过实验改变自己原来的认知或者收获新的知识，才是真的学习，才是深度学习。

二、培养学生科学观察记录能力

评判一项研究是否科学，首先不在于你的理论有多高深，而在于你的观察资料有多真实。因此，培养学生科学地观察记录的能力，对学生的深度学习就至关重要。很多科学教师比较强调观察的重要性，但观察的同时如实地记录下来更重要。对被观察对象要进行客观的、准确的描述，进行记录、描述是解释的基础，解释是你的观点，而描述就是你的证据。同样，在科学课堂上，我们也要学会搜集科学的证据，才能保证有科学的解释和发现。即使得到的结论是不正确的，也能通过查找自己观察记录的数据去寻找原因，以便改进或者更正。

在研究摆、杠杆尺、小车的拉力等实验时，都是进行量化记录，并且要重复实验，因为要考虑到人为操作、工具的使用等因素，不能拿某一次的数据来进行归纳和总结。科学实验和发现是可以重复的，我们要通过多次的实验、观察和记录，才能客观地发现其规律。科学家做某一项实验，可能要重复成百上千次，甚至更多，我们课堂上的时间有限，但也要像科学家那样重复多次，才能说明数据的准确性。

而在观察植物、动物等活动中，不是要记录实验数据，那描述的语言要客观和准确，不能不顾事实胡编乱造，不能把解释当成事实，也不能将推理的东西当成事实或别人说的东西当成事实。比如在观察蜗牛时，有学生把自己的感觉写入了观察记录，出现“蜗牛真有毅力，蜗牛很胆小”等语句，甚至有学生记录“蜗牛的嘴里有一万多颗牙”，这都不是真实观察的结果。

教师在科学课的探究活动中或者活动后的讨论中应该多问“证据是什么”，少问“为什么”。小学科学课注重培养学生搜集证据的习惯、真实地进行观察记录的习惯，自然会发现其中的科学规律，也更有利于学生学会科学探究，进行深度学习。

三、促进学生间的交流

要引发学生的深度学习，教师除了确定学生自觉发展的“最近发展区”，确定通过什么样的内容来提升和发展学生，还要帮助学生亲身经历知识的发现与建构过程，使学生真正成为教学的主体。课堂上学生是学习的主体，教师是引导者，是引导学生去发现知识，而不能灌输知识。发现科学知识的过程不只在实验和观察中，同样也在学生之间的交流之中，智慧的小火苗在碰撞之后才能燎原。

在苏教版三年级《认识固体》中有一个环节——如何比较不规则玩偶的体积大小。在前面的环节中，学生身边已经有面粉、玉米粉，教室讲台上还有盐、沙子、水等物体。学生很容易就能联想到用圆柱形的透明容器和粉状物体来测量——用同样多的粉状物体填埋玩偶，哪个玩偶填埋进去粉状物体在容器中多，说明哪个玩偶体积大，但学生选择用什么粉状物体可能就不一样了。教师不要给学生进行指定，否则学生既不能明白为什么要选择这种物体，也会养成自己不思考一味等待教师的答案给予，这种学习不是真正的学习，更不是深度学习。教师可以引导学生进行交流讨论，说一说自己选择的理由。比如面粉、玉米粉颗粒比较小，测量得更精确;使用黄沙更经济，也不会造成浪费;水会让塑料玩偶浮起来，要用手把玩偶压下去完全浸没才行，操作不是很方便;盐的颗粒适中，但在空气中放的时间长了会容易融化。

在交流之前，学生的思维比较窄，可能只想到一两种方案，但通过交流之后会发现有更多的方法，还了解了在同一件事情上有不同的解决办法，但不同的方法有不同的利弊。这些收获都不是教师能够直接给予的，是需要学生自己去交流和思考的。

四、科学与技术工程相结合

深度学习的意义在于，通过学习让学生参与人类已有的社会实践，使得人类历史与学生息息相关，使学生能够成为在历史中展望未来、创造未来的社会实践主体。

时下国内STEM活动开展得很火热，把科学、技术、工程、数学融合起来，这样的项目化活动对学生的学习帮助很大，很好地体现了“学做合一”，用科学知识作为理论基础，运用数学和技術，设计完成一个工程项目。在这样的学习中，学生参与了社会实践，做到了知识与实践的结合，不再单纯地学习刻板的概念知识。

教科版六年级《认识杠杆》，在教学了杠杆省力的原理后，教师可以安排学生设计制作一根小杆秤。对小学生来说，小杆秤上承载了太多的东西，一种衡器，见证历史的工艺，也蕴含了科学知识——杠杆原理。学生可以利用杠杆省力的原理，结合数学的测量，自己动手设计、制作一杆小杆秤意义很大。像这样的活动还有很多，比如制作简易太阳能热水器、风向标等等，每一个活动都比简单的知识灌输学得更有兴趣，更扎实。

学习的主体是学生，我们教师的课堂活动安排要以学生的前概念为基础，以深度学习为目的，让学生在核心概念、科学思维、科学精神上都得以提升。这样，学生才能具备终身学习的素质，才能成为未来的社会实践活动的主人。