基于深度学习的小学科学开放性作业设计

刘一蔚　曾琴

一、深度学习与开放性作业的结合为“双减”赋能

深度学习是指在理解学习的基础上，学习者将新学习的内容融入原有的知识体系中，且能够形成实质性、非人为的联系，将新知识迁移到其他具体情境中应用，或是达到评价、分析、创造等更高层次的学习程度。不论是出于科技高速发展的客观要求，还是教育大环境以及“双减”的大势所趋，学习者都不得不从浅层学习迈向深度学习。

开放性作业是指学生在较宽泛的条件和环境中自主或协作条件下完成的非统一性和非标准性的作业，作业内容更加贴近生活实际、社会问题、自然环境，同时也是能让学习者深度学习的有效途径之一。

“双减”政策要求减轻学生的作业负担、课业负担等，同时要提高课堂教学的效率。这意味着在多数的基础性纸笔作业训练后，教师应在此基础上安排少量开放性作业给学习者。而小学科学教材上的间接经验与生活实际中的直接经验相关性强，使得开放性作业比传统书面作业更适合学生进行深度学习。

二、基于深度学习的减负相关开放性作业案例“船的研究”

1.入项活动——造船初体验

要求：根据已有知识和提供的材料，制作一艘小船；要控制小船的制作成本，载重量达到200克，有自己的动力，能把货物运送到目的地。小组制定造船方案并制作小船，制作完成后进行测试。

2.小船汇报交流会

（1）交流小组的设计，说说设计的理由和亮点；展示小组的测试情况，解释其中出现的问题，说说小组还想研究什么。

（2）对比设计方案，对照测试标准，结合优点和不足，多方面评价自己和其他小组的小船。

（3）你认为小船存在的不足可以怎么改进？造一艘船需要考虑哪些因素？你还想研究什么问题？

3.用不同的材料造船

（1）聚焦：教师出示上节课学生作品的图片以及测试结果，提问：“在造船体验中需要考虑的因素有哪些？”学生思考造船初体验时的影响因素并交流。

（2）探索：

活动一：设计并制作不同材料的小船

①展示两组不同的材料：浮的材料和沉的材料；提出任务：分别用两组不同的材料造船。

②明确任务要求：自主选择一类材料，画出设计图；船能稳定地浮在水面上，有一定的载重量。

③小组合作完成小船的设计方案，汇报交流，说明设计理由和使用的材料等。

④根据方案动手制作小船。

活动二：测试小船的载重量

①分组实验，对制作的船进行测试，并记录实验结果。

②汇报交流小船的载重量，并讨论用不同材料制作的小船各有什么特点，集体论证。

活动三：小船的完善升级，对小船进行优化改进

（3）研讨：用浮的材料造船有什么优点和不足之处，可以怎么改进？用什么方法可以让沉的材料浮在水面？为了让沉的材料制作的小船能稳定漂浮在水面上，我们又可以怎么做？

4.增加船的载重量

（1）聚焦：为什么不同组使用相同材料制作的小船，载重量却不同？学生思考并交流，引出本课的探究实验：船的体积与船载重量的关系。

（2）探索：使用3张边长为12厘米的正方形铝箔来设计与制作不同体积的船，并测试每只船的载重量。

（3）研讨：通过观察、比较和总结，学生发现船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关；当材料相同时，制作的船型体积越大，载重量越大。

（4）拓展：从“弹珠会滚动，导致船容易侧翻”的问题入手，引出船舱的分格结构，并在实际操作中对比有无船舱分格结构的效果，体会船舱的作用。

5.给船装上动力

（1）聚焦：由于“人力无法满足大船航行的动力需要”，自然引出“给船装上新的动力”这个驱动性問题。

（2）探索：给小船设计安装风帆、电动风轮、蒸汽装置等动力，让船行驶起来；接着，尝试给船装上船舵，控制小船的行驶方向。

（3）研讨：我们有哪些方法给船提供动力？怎么解决动力的持续供应问题？如何让船的行驶保持一定的方向？

（4）拓展：潜艇的介绍。

6.小船展览会

（1）以小船展览会为主题，引导学生开展极限大挑战活动，评选各种“船王”，引导学生在竞赛中认识不同组小船的优缺点。

（2）引导学生撰写小组的小船说明书，更好地展示自己小组的活动成果和学习心得。

（3）拓展：中国载人潜水器发展历程。

项目式学习是一种以学生为主体的教、学方式，以项目式进行开放性作业是一种可行的方法。此项作业的本质问题为“我们如何根据需求开发一个人工产品”，而其中的研讨部分均为驱动性问题。驱动性问题是项目式学习的核心，能激发学生的内在动机，充分发挥学生的主体性；同时，教师设计的驱动性问题也提供了相应的脚手架，让学生去自行建构知识体系，从而形成深度学习。

三、探究结论与展望

基于深度学习的开放性作业注重核心素养的培养，有助于提高学生的学习兴趣，充分体现学生的主体性，减少低水平的死记硬背，一定程度上减轻了课堂及作业负担。

随着“双减”政策的出台，小学科学不再布置课后书面作业，深度学习的研究开始逐渐深入，而开放性作业设计案例也逐渐丰富。如何将深度学习和开放性作业有机结合，是需要我们持续探索的课题。

参考文献

[1]张逵.化学校本教材开放性作业的教学功能[J].化学教育，2011，32（07）：28-30.

[2]钟启泉.深度学习：课堂转型的标识[J].全球教育展望，2021，50（01）： 14-33.

（作者单位：广东深圳市龙华区教育科学研究院附属小学）

责任编辑 晁芳芳