深度学习视域下小学科学教学中学生思维能力的培养

王倩倩（山东省东营市东营区丽景小学 257091）

《义务教育小学科学课程标准》提出，在小学科学教学中要培养学生的学习能力、思维能力、实践能力和创新能力。其中，思维能力指在表象、概念的基础上进行分析、综合、判断、推理等认识活动的能力。以往的小学科学教学较侧重帮助学生积累科学知识，容易忽视对思维能力的培养。课堂中“教多学少”的问题还比较多，没有调动学生的主动性，学生思维参与程度低。鉴于此，本文借鉴深度学习的理念，探讨如何在小学科学教学中培养思维能力。

一、深度学习的概念分析

20世纪70年代，Ference Marton和Roger Saljo首次提出了深度学习（Deep Learning）和浅层学习（Surface Learning）两个概念。随后，国内外研究者对深度学习展开深入研究。2014年，教育部基础教育课程教材发展中心在全国多个实验区启动了“深度学习”教改项目。本次教改项目界定了深度学习的概念，指出深度学习就是教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。以上是基于学习过程和学生体验的定义。从学习目标的角度看，深度学习是超越知识习得的表层，指向关键能力发展的学习模式。思维能力则是“关键能力”的重要组成部分。在深度学习的模式下，学生不仅将掌握具体知识，而且能够学会自主思考问题，形成乐于思考的情感态度。思维能力可运用到多种场景下，令学生终身受益。

二、深度学习视域下小学科学教学中培养学生思维能力的策略

传统的小学科学教学具有显著的“知识本位”倾向。在深度学习视域下，教师应转变以往的教学观念，以适宜的教学策略培养学生的思维能力。

1.在情境中设疑，调动思维活力

产生疑问是思维活动的起点。陶行知先生曾经说过：“发明千千万，起点是一问。”先有具体的问题，才会产生思考的动机。教师可在课堂导入阶段创设生活情境，再从情境中引出疑问。通过这种方式让学生的大脑“动”起来，进入主动求知的状态。

2.实施探究活动，培养科学思维

探究是科学学习中的重要活动，集中体现了深度学习的理念。有别于直接聆听教师讲授的学习方式，开展探究活动可以让学生亲历发现知识的过程，这对学生思维能力的发展具有重要促进作用。小学段的科学探究活动主要包含观察和实验两个类型。教师要重视观察和实验活动本身的价值，让学生在积极参与探究的过程中提升思维。

（1）在观察中提升分析能力

观察是开展科学探究的基本方法。观察不是简单的感知活动，而是有思维参与的活动。观察过程中的思维参与，主要体现在分析思维的运用上。分析是将事物、现象、概念分成不同的组成部分，再认知本质属性和各部分内在联系的思考方式。教师要合理设计和实施观察活动，让学生在观察中收集多种信息，再引导学生分析信息之间的联系。例如，在教学《影子》一课时，教师在课中实施了两个观察活动。首先，在生活中观察。教师让学生在教室内、走廊上找影子，包括身体的影子、各种物品的影子。学生在观察的过程中展开分析，会发现有光的地方就有影子。其次，开展结构化的观察活动。教师将手电筒的光照射在一张面积较大的硬纸板上，形成一个圆形光斑。然后，一名学生用细线系住橡皮置于手电筒前，在圆形光斑上投射下一个长方形的影子。教师提问：“大家观察到了什么现象？说说为什么会产生这样的现象。”学生将放置橡皮前后的光斑形状进行对比分析，将获得新的科学认知：当光无法透过物体时，就会产生那个物体的影子。在本次教学活动中，观察与分析融为一体。科学知识的习得不是教师直接“告诉”的结果，而是由学生自主观察、自主分析而来。这样的教学符合深度学习的要求，能够促进学生思维能力的发展。

（2）在实验中习得探究方法

实验是通过精确控制变量，经过严谨的操作与思维过程，获取科学结论的探究活动。实验活动中蕴含着科学课程的精髓。小学科学教学中是否实现深度学习理念，很大程度上体现在实验活动的组织水平上。以往教师开展实验活动时，通常以验证知识为主要目标，重视以实验经历强化学生的知识印象。在深度学习视域下，实验教学的目标应转向思维层面，教师要让学生通过参与实验提升思维。

① 引导学生展开科学猜想

《义务教育小学科学课程标准》中提出，在评价学生的科学探究能力时，要关注学生“能否有依据地对所要探究的问题提出自己的猜想或假设”。猜想是科学探究的一部分，其在实验活动中尤为重要。与观察不同的是，实验活动具体地指向某个猜想，以检验猜想的正误为直接目标。猜想不是纯粹的臆测，而是具有逻辑性的思维活动，要以经验或推理作为依据。在从事具体的实验操作之前，教师应让学生展开科学猜想，自主设定探究目标。

例如，在开展探究“摩擦力影响因素”的实验活动前，教师先组织交流活动，让学生在小组内讨论哪些因素会影响摩擦力的大小。教师引导学生结合生活经验进行思考，并鼓励学生在教室现场使用生活物品进行初步的感知和操作。在一番讨论后，学生提出摩擦力可能与接触面的光滑程度、物体重量两项因素有关，并将猜想具体表述为接触面越粗糙，摩擦力越大；物体的重量越大，摩擦力越大。先猜想、后操作的教学方式，不仅有助于顺利开展实验活动，而且能够让学生认知正确的实验活动流程，掌握有效的思维方法。

② 通过操作感悟实验原理

陶行知先生曾说过：“行是知之始，知是行之成。”有别于“知识指导实践”的一般性观念，陶行知先生认为实践是获取知识的开端。在“行”的活动中，个体会收获切身的体验，发现影响实践的关键要素，获得个性化的知识。随着实践活动的深入，个体积累的知识也将不断丰富。实验操作与实验原理，正是“行”与“知”之间的关系。教师要巧妙安排实验操作环节的教学活动，让学生在具体的操作中感悟普遍性的实验原理。

例如，在“怎样加快溶解”实验中，教师先引导学生形成科学猜想：搅拌、加热、将食盐研碎可以加快食盐的溶解。然后，分三个环节开展实验操作，每个环节对应一个科学猜想。第一个环节由教师指导学生完成。教师提出“对比实验”的概念，说明只有一个条件不同，其他条件都相同的实验称为对比实验。学生根据对“对比实验”的理解，自主设计后两个环节的实验方案，再开展自主操作。在以上的案例中，学生在“行”中致“知”，然后通过再次实践提升“知”的层次。这样的教学活动不仅帮助学生获得了有关溶解的具体知识，更让学生认识了实验原理，可提升学生独立做实验的能力。

③ 在总结中发展推理能力

观察和实验结束后，进入总结环节。学生在观察和实验中收集了许多证据，但证据本身并不代表科学结论。学生要运用适宜的思维方法对证据进行加工，才能获取科学结论。其中运用到的思维方法就是推理，即由已知的事实推导出新的判断。从思维培养的角度看，教师要利用总结环节培养学生的推理能力。教师可加强对语言表述的要求，引导学生以严谨的语言表述自己的思考和发现。例如，在“植物的茎”课程教学中，学生通过观察发现凤仙花的叶子变成了红色。基于以上现象，教师提问：“根据已知的事实，请想一想，植物茎有什么作用？”教师根据学生的答问，鼓励学生不断完善回答，最后形成具有逻辑性的表述：“凤仙花的茎浸泡在红色水里，但是叶子却变成了红色，说明植物茎有传输水分的作用，可将茎基部接触到的液体输送到其他部分。”语言与思维是一体的，针对语言表述开展训练，可以提升学生的思维品质，让学生学会正确推理。

3.借助知识整理，提升思维能力

学生在学习小学科学课程的过程中，会接触大量科学知识。对这些知识加以整理，可以提升学生的思维能力。一方面，整理知识能够让学生习得的知识形成相互关联的体系，令学生在思考问题时思路更加清晰；另一方面，整理知识本身是一种思维训练，可以帮助学生发展“元认知”能力。教师可以在每单元教学结束时布置整理知识的作业，让学生回顾课本和笔记，将知识点以有条理的方式整理出来。例如，三年级上学期第一单元课程主题是“植物的‘身体’”，本单元知识点繁多而细碎，学生在作业中使用思维导图，分“根”“茎”“叶”“花”“果实”五个部分整理本单元重点知识。学生完成作业后，教师利用班级公共墙面展示学生作业，让学生交流整理知识的方法。经常布置此类作业，可以帮助学生形成建构知识网络的意识，发展主动思考的习惯。

4.创设实践任务，促进自主思考

实践是深度学习的一种形式。陶行知先生曾提出“教学做合一”的理论，认为教法和学法要统一于做法，个体在实践活动中才能真正得到成长。教师可以创设实践任务，让学生面向具体问题展开思考，再以富于创造性的方法解决问题。例如，在教学“弹簧里的学问”后，教师创设了实践任务：使用弹簧制作一个弹力玩具。关于如何完成本任务，并没有现成的方法。学生必须基于已有知识展开思考，凭借自身的力量去发现完成任务的方法。学生在学习本课知识时，了解了弹簧的性质：弹簧在被拉伸或压缩时，会产生一种要恢复到初始形状的力。学生从弹簧的性质出发，综合运用分析、推理、想象等思维活动，设想玩具的结构。其次，用具体的材料去实现设想。本活动表面上是制作活动，但是关键的影响要素却是思维活动。开展本次活动，有助于培养学生有条理展开思考的能力，以及创新性的思维能力。

三、结语

运用深度学习的理念培养学生思维能力，符合小学科学课程的特征，体现了教学的本质规律。思维能力是一项内在素质，而非外部知识，要通过主体持续的学习、感悟和反思才能习得。因此，思维能力的培养必然是一个循序渐进的过程。教师要树立长远的眼光，精心设计教学流程，让每次科学课都有助于提升学生的思维品质。可重点优化“探究”模块的教学，让学生在动手动脑的过程中追寻科学的奥秘，发展思维能力。