“深度學習”下的小學科學實驗教學策略

王兆琦

在這個“學習化”的時代，教師工作的重心不再是教給學生固有的課本知識，學生獲取新知的渠道也不再是被動地接受教師的“滿堂灌”。教學的真正目的是要引導學生從被動轉向主動，從淺層轉向深層，激發學生“深度學習”的意識，最終改變課堂困境。那么，“深度學習”究竟是一種怎樣的學習方式呢？

“深度學習”一詞最早出現于“計算機領域”，它是機器具備人工智能的標志。隨著教育改革的不斷深入，“深度學習”的概念被延伸到教育教學中了?！吧疃葘W習”是一種以理解為主的學習，是學習者以高階思維發展和解決實際問題為目標，以整合知識為內容，積極主動地、批判性地學習新知識的方式。深度學習與機械式、被動式、孤立式的淺層學習相比，更強調學習者的主動性和批判性。

那么，教師如何將“深度學習”應用于小學科學實驗教學中，才能使更多的學生改變學習態度，由被動接受轉為主動參與，由孤立式思考轉為遷移式整合，由人云亦云轉為各抒己見，最終喜歡上科學課呢？

下面，筆者結合自己對“深度學習”概念的理解，以蘇教版五年級下冊第2單元《造房子》一課為例，談一談自己在小學科學實驗教學中的具體做法。

《造房子》是小學科學課程中體現學生“參與性”和“實踐性”較強的一課。多年來，教師對本課教學思路和教學深度的把握各不相同，大部分教師是在前幾課“搭支架”“建橋梁”的基礎上，讓學生重新搭建一個造型美觀、結構結實、制作精良的建筑模型，卻很少將教學與生活相結合，沒有考慮所搭建筑的實際用途、建造環境、坐落位置等因素。因此，很多學生不知道為何要建造房屋模型，也不知道要建造哪種房屋模型，他們只是為了機械地完成學習任務，生硬地拼湊了長方體、圓柱體、錐體等，導致建筑模型千篇一律。鑒于以上問題，筆者認為“深度學習”下的小學科學實驗教學應體現三個“實”字。

一、應緊貼生活實際，追求“真實”

在《造房子》新課導入環節，教師可將實驗主題由常規教學關注房屋的變化過程向與本課內容相關的社會熱點話題、實際生活問題、引發學生共情等方面靠攏。

師：同學們，你們最近是否關注了“都市快報”的一則新聞，西安市機動車保有量預計突破400萬輛，以后“停車難”和“搶車位”將成為常態化。那么，面對每個家庭都可能會遇到的“停車”問題，作為一個城市的小主人，你有哪些好的解決方法呢？

生：擴建停車場、修建地下車庫、限制購買機動車……

師：同學們，你們的主意真不少。其實“停車難”也是很多城市的“不治之癥”，城市要發展，我們要出行，一味地擴建土地，限制機動車出行，治標不治本。那么，你們能不能在停車空間上想一想辦法，有沒有可能設計一個停車場，在一個停車位上可以停放多輛車呢？

生1：老師，我有辦法，把汽車一個一個摞起來。（全班大笑）

生2：老師，我覺得他說得沒錯，我們可以讓小汽車和人一樣住上“樓房”。

師：真是了不起的想法呀。那么，你能否為汽車建造一所適合它們“居住”的房子呢？

生3：老師，我想設計一個立體停車場。

評析：教師以生活中的“真實”問題作為實驗教學的主題，讓課堂探究成為“有源之水”，不僅能夠培養學生發現問題、解決問題的能力，還能夠提升學生關注社會問題的意識。當然，實驗主題不是背離課本，而是讓實驗教學更加生活化，更加接地氣。所以，實驗教學主題應符合學生的年齡特點。這就要求教師在課前要充分了解學生的學情，了解學生的興趣、需求、認知水平和已有經驗。此外，實驗教學主題要以學生為中心，與課程標準和教學內容相匹配，還要有挑戰性，這樣才能有效地激發學生的興趣，培養學生的探究能力。

二、應整合單元內容，講究“充實”

在學習過程中，學生很難將已知概念一個個串聯起來形成知識網。這就要求教師在實驗教學中，要引導學生將單元知識縱橫結合起來，避免出現“只見樹木，不見森林”的問題。教師可以對相似的探究活動進行整合，通過知識遷移引導學生關注知識間的聯系。

在《形狀與結構》單元中，“折形狀”“搭支架”“建橋梁”“造房子”四課的落腳點都在幾何形狀決定建筑結構這條單元主線上。學生只有充分地理解了這些知識，才能實現從“折”到“搭”的延伸，再到“建”的強化認知，最后到“造”的知行合一。每個實驗環節對提升學生的思維能力都有很大的作用，特別是“建、造”環節，這是學生高階思維發展的重要階段，是建立在“折、搭”，以及學生知識體系建構的基礎上的。為了幫助學生將所學知識聯系起來，教師應對單元內容進行有效的整合，以此提升學生的動手能力。這樣一來，學生的實踐探究能力就能得到遞進式的發展，他們探究新知識時也就能自然地將所學概念串聯起來，他們的知識體系也能得到極大的完善。

當然，為了使整合后的實驗主題與單元內容聯系得更緊密，教師應在課堂教學中設計一些有挑戰性的活動，以此充實課堂教學內容，鞏固學生所學知識，提升學生的思維能力。

師：同學們，你們設計的立體停車場造型可真多呀，有螺旋形、棋盤形、金字塔形……這些設計的確解決了停車空間問題，可是隨著車位數量的增多，又出現了一些新的問題。

生4：老師，車位數量的增多，很有可能到最后我們都找不到自己的車了。

生5：老師，如果要取車，最里邊的車的確不好開出來。

師：大家可以想一想，如何才能讓停車場的車好進好出呢？

生6：老師，我想給停車場設計一個“電梯”（如圖1所示），這樣停車、取車就更方便了。

生7：老師，我想設計一個多層停車平臺（如圖2所示），這樣不管車輛再多都可以停放了。

評析：在單元內容整合后的實驗活動中，教師結合生活中經常遇到的停、取車情況，可以為學生布置一些具有挑戰性的任務。這樣一來，不僅充實了課堂教學內容，還使學生意識到“設計應服務于生活”，對學生思維能力的發展有很大的幫助。學生在停車場的設計中，進一步明晰了幾何形狀決定建筑結構的單元主線，這樣的設計既幫助學生掌握了科學的研究方法，又培養了學生的知識遷移、整合能力。

三、應以“務實”的態度發展學生的批判思維

“批判”一詞并不是單純的抨擊和懷疑，而是通過對事物或現象的客觀評價、分析，最終給出更好的判斷和決策。批判思維不僅要求學生能夠客觀思考，還要求學生能夠獨立思考，避免人云亦云現象的出現。小學科學課程的宗旨是培養學生的科學素養，而科學素養的重要界定標準是學習者是否具備批判思維。因此，教師要注重培養學生的批判思維，學生也要實事求是，消除對權威的崇拜，突破思維固化，遵從內心的想法，把自己的觀點真實地表達出來。但在實際教學過程中，有些學生會“見異思遷”隨意更改自己的實驗設計，這對他們批判思維的形成是極為不利的。

在上述停車場的設計實驗中，當各小組的設計草圖呈現在黑板上后，第一組的設計圖與其他組明顯不同。此時，第一組的成員開始了討論。

生1：咱們組設計的圖紙怎么和其他組的不同呢？

生2：是不是咱們的設計出錯了？（提出質疑）

生3：咱們還是改一下吧，如果最后做失敗了，咱們組的得分會很低。（開始動搖）

生4：我看還是不要改了，設計圖都改成一樣的還有啥意思？老師會說咱們組沒有特點。（出現分歧）

生5：我覺得還是改一改比較好，別的班做好的我都看見了，他們和咱們班其他組的設計一樣。（小組成員爭論不停，有同意修改的，也有反對的）

評析：教師要善于抓住這樣的教學生成，鼓勵學生通過組內及跨組研討發現問題。同時，教師要積極表揚那些不盲目隨大流，并敢于堅持自己想法，實事求是的學生，讓其他學生知道科學實驗有時也可能出現差異，這就需要學生在尊重客觀事實的前提下，大膽表達自己的不同看法，不能人云亦云，盲目從眾。

綜上所述，根據筆者對“深度學習”概念的理解，教師在小學科學實驗教學過程中，應圍繞“真實”且具有挑戰性的教學主題，結合豐富且“充實”的實驗教學內容，以“務實”求真的教學態度，努力使學生從被動向主動、從淺層向深層轉變，以此提高小學科學實驗教學的質量。

作者單位? 陜西師范大學大興新區小學