【摘要】本文以《光是怎樣傳播的》一課教學(xué)為例，論述小學(xué)科學(xué)課走向深度學(xué)習(xí)的探究活動(dòng)策略，提出重構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)、重整意義聯(lián)結(jié)的學(xué)習(xí)素材、重塑思維進(jìn)階的學(xué)習(xí)活動(dòng)、重審批判建構(gòu)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，構(gòu)建突出高階思維能力培養(yǎng)的深度學(xué)習(xí)課堂。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 探究活動(dòng) 《光是怎樣傳播的》

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）25-0054-02

小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，以探究為核心的學(xué)習(xí)方式對(duì)于師生來(lái)說(shuō)早已不陌生，但大多數(shù)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)淺嘗輒止，不少教師的探究指導(dǎo)常常浮于表面。缺少“好評(píng)”、缺乏深度的科學(xué)探究活動(dòng)，大體表現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)缺立意、學(xué)習(xí)素材缺聯(lián)結(jié)、學(xué)習(xí)活動(dòng)缺進(jìn)階、學(xué)習(xí)體驗(yàn)缺批判。如何在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，是值得我們探討的一個(gè)問(wèn)題。下面，筆者以教科版五年級(jí)上冊(cè)《光是怎樣傳播的》一課教學(xué)為例，談一談小學(xué)科學(xué)課實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

一、厘清內(nèi)容，重構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)

科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)的目的是什么？《科學(xué)教育的原則和大概念》一書(shū)提到：“科學(xué)教育的目標(biāo)不是去獲得一堆由事實(shí)和理論堆砌的知識(shí)，而應(yīng)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)趨向于核心概念的進(jìn)展過(guò)程，這樣做有助于學(xué)生理解與他們生活相關(guān)的事件和現(xiàn)象。”在教學(xué)中，如果教師僅僅聚焦顯性的、具體的科學(xué)概念，很難引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)世界的整體認(rèn)識(shí)。

在以往的教學(xué)中，《光是怎樣傳播的》一課學(xué)習(xí)目標(biāo)常常定位于“光是直線傳播的”這一具體概念上。然而，基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)，本課學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)側(cè)重于“宇宙中所有的物質(zhì)都是由很小的微粒構(gòu)成的”，這一核心概念與物質(zhì)的本質(zhì)屬性有關(guān)。也就是說(shuō)，該課的學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)定位于“光的波粒二象性”，即“光能像波一樣向前傳播，有時(shí)又表現(xiàn)出微粒的特征”。這需要教師重新審視、厘清學(xué)習(xí)內(nèi)容，把握學(xué)習(xí)內(nèi)容所暗含和指向的核心概念，并將其分解成一個(gè)個(gè)典型素材，用恰當(dāng)?shù)摹⑸鷦?dòng)的方法打造學(xué)習(xí)內(nèi)容框架，從而引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)識(shí)大概念，理解周圍世界及其發(fā)展規(guī)律。

思維是科學(xué)課堂教學(xué)師生的核心活動(dòng)，是科學(xué)學(xué)科的本質(zhì)特征，科學(xué)探究應(yīng)是基于思維的探究。在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)中，教師對(duì)教材的理解以及對(duì)學(xué)生發(fā)展的定位，總會(huì)形成不同的教學(xué)目標(biāo)。教師設(shè)置了不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)后，勢(shì)必對(duì)探究活動(dòng)有不同的安排;側(cè)重不同的探究活動(dòng)，勢(shì)必產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)效果，也可能引發(fā)孩子朝著不同的方向發(fā)展。《光是怎樣傳播的》一課教學(xué)中，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)是“用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證光是如何傳播的”，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)步驟清晰、操作簡(jiǎn)單。教師在探究活動(dòng)設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)提出假設(shè)、判斷推理、操作驗(yàn)證來(lái)探究“光的本質(zhì)特征”，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)置，從而讓學(xué)生在獲取基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)抽象思維的發(fā)展。

二、尋找學(xué)習(xí)素材，探究活動(dòng)設(shè)計(jì)

（一）尋找素材

要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究活動(dòng)，教師應(yīng)從學(xué)生生活中熟知的、感興趣的事物出發(fā)，引領(lǐng)學(xué)生從生活中尋找有關(guān)的學(xué)習(xí)素材，并為他們提供參與實(shí)踐探究的機(jī)會(huì)，使他們體會(huì)到科學(xué)就在身邊，從而對(duì)科學(xué)產(chǎn)生親切感?！豆馐窃鯓觽鞑サ摹芬徽n中，師生的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)通常以手電筒光、汽車燈光以及樹(shù)間的陽(yáng)光為案例，實(shí)現(xiàn)對(duì)“光是直線傳播”概念的理解。然而，這些實(shí)例僅僅是對(duì)“光是直線傳播”的枚舉，并非論證的雛形。教師可以選擇與學(xué)生生活聯(lián)系密切的、具有與光的傳播本質(zhì)有著更多相似的事物，比如足球、乒乓球等，作為概念形成的媒介。重視引導(dǎo)學(xué)生利用“科學(xué)模型”認(rèn)識(shí)周圍的世界，理解事物的規(guī)律。教師需要從學(xué)生需求、生活經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知特點(diǎn)等方面加以考量，幫助學(xué)生理解抽象化的科學(xué)概念，尋找到適切的探究素材。

（二）活動(dòng)設(shè)計(jì)

中國(guó)工程院韋鈺院士在“圍繞概念和模型組織教學(xué)”講座中提到，認(rèn)知科學(xué)和神經(jīng)教育學(xué)的研究成果表明，圍繞模型和概念學(xué)習(xí)是有效的學(xué)習(xí)方式。模型能夠幫助學(xué)生深刻地理解概念，在學(xué)習(xí)過(guò)程中提取有用信息，然后運(yùn)用抽象、概括、類比、聯(lián)想等方法獲取概念、建構(gòu)意義并解決問(wèn)題。在《光是怎樣傳播的》一課的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)常常利用手電筒的光，透過(guò)放置在一條直線上同種規(guī)格紙板中間的孔，照射到紙屏上，再將這些紙板偏離原來(lái)的直線，觀察手電筒的光能否通過(guò)紙板中間的孔，照射到紙屏上，學(xué)生通過(guò)探究得出“光（在同一種物質(zhì)中）沿直線傳播”的結(jié)論。教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)大多過(guò)于貼近學(xué)生的生活，很多學(xué)生不用做實(shí)驗(yàn)就知道結(jié)果，探究興趣不高。對(duì)此，教師可以重新設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，如選擇足球射門路線，圍繞可見(jiàn)的足球運(yùn)動(dòng)軌跡，如平直地滾球、大弧線香蕉球、小弧波浪球等，推測(cè)不可見(jiàn)光的傳播路線。這一探究學(xué)習(xí)內(nèi)容既與學(xué)生生活體驗(yàn)密切相關(guān)，又充分體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的過(guò)程性特征。

三、把握實(shí)證，創(chuàng)新學(xué)習(xí)活動(dòng)

（一）從證實(shí)到證偽

韋鈺院士指出，科學(xué)教育具有多方面目標(biāo)，科學(xué)教育應(yīng)該致力于收集和實(shí)證的科學(xué)能力?？茖W(xué)的實(shí)證邏輯包括證實(shí)和證偽，證實(shí)和證偽屬于同一主題下并存的探究活動(dòng)，兩者是科學(xué)探究實(shí)證的重要形式。證實(shí)作為實(shí)證活動(dòng)的主要形式，一般基于大量觀察和實(shí)驗(yàn)（借助儀器觀察）的正面事實(shí)和證據(jù)，充分培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性。而證偽作為實(shí)證活動(dòng)的另類形式，一般基于相反例子，但與證實(shí)具有同等的意義和價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生思維的縝密性，證實(shí)和證偽對(duì)提高學(xué)生思維的品質(zhì)具有重要的意義。在《光是怎樣傳播的》一課中，學(xué)生利用打孔的卡紙、光屏，證實(shí)小孔在一條直線上，手電筒正對(duì)最前面卡紙上的小孔，光能夠照射到最后的屏上，形成一個(gè)明亮的光點(diǎn)，說(shuō)明光是直線傳播的。除了上述方法，學(xué)生還可以有證偽的方法，如果用的是彎管，光從這頭射進(jìn)去就不會(huì)從另一頭射出來(lái)，我們的眼睛無(wú)法從另一頭看見(jiàn)光亮，這也證明了光是直線傳播的?？梢?jiàn)，科學(xué)探究活動(dòng)是一個(gè)求真的過(guò)程。學(xué)生只有經(jīng)歷一次次收集證據(jù)的過(guò)程，才能把握基于事實(shí)的嚴(yán)密實(shí)證過(guò)程，得到的科學(xué)結(jié)論是真實(shí)、可反復(fù)驗(yàn)證的。

（二）從實(shí)操到思想實(shí)驗(yàn)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生理解科學(xué)概念的重要支撐，由于科學(xué)實(shí)驗(yàn)受限于物化的實(shí)驗(yàn)主體、儀器設(shè)備、客體對(duì)象等，學(xué)生可以在頭腦中進(jìn)行理性的思維活動(dòng)——思想實(shí)驗(yàn)，這也是科學(xué)研究的一種重要形式?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中多種科學(xué)儀器的使用讓人們獲得更豐富、更精確的感性材料，更快捷地揭示研究對(duì)象的本質(zhì)。為了克服物化實(shí)驗(yàn)條件的各種限制，科學(xué)家在自己的認(rèn)知活動(dòng)中常常利用思想實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題，即利用想象力去解決現(xiàn)實(shí)中無(wú)法做到（或現(xiàn)實(shí)未做到）的實(shí)驗(yàn)。例如愛(ài)因斯坦有關(guān)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的著名思想實(shí)驗(yàn)。在《光是怎樣傳播的》一課教學(xué)中，學(xué)生利用實(shí)物卡紙、光屏、手電筒探究光的行進(jìn)路線，也可以借助日常經(jīng)驗(yàn)積累按照實(shí)驗(yàn)的要求，在頭腦中想象一顆光子（微粒）傳播到達(dá)光屏的過(guò)程?？梢?jiàn)，思想實(shí)驗(yàn)對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維的深度、精度及創(chuàng)新能力的發(fā)展富有積極而深遠(yuǎn)的意義。

四、探究反思，升華學(xué)習(xí)體驗(yàn)

（一）反思學(xué)習(xí)

教師要引導(dǎo)學(xué)生多思考，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提高自我糾錯(cuò)能力，也可以引導(dǎo)學(xué)生檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的合理性，提出修正方案，探索解決問(wèn)題的新途徑，做到剛?cè)嵯酀?jì)。所謂“剛”，主要體現(xiàn)在探究嚴(yán)謹(jǐn)兩個(gè)層面，有助于發(fā)展學(xué)生探究的創(chuàng)造性、嚴(yán)密性，以及積極的人際交往態(tài)度。在《光是怎樣傳播的》一課的教學(xué)中，教師要注重鼓勵(lì)學(xué)生多問(wèn)幾個(gè)“為什么”“不同的實(shí)驗(yàn)方法支持同樣的結(jié)論嗎”，這是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維的有效途徑。通過(guò)不斷質(zhì)疑、探究，學(xué)生可能得出的結(jié)論是：光以肉眼無(wú)法分辨的橫向波紋形式直線傳播，也可能以一顆顆子彈的形式直線傳播。雖然學(xué)生得出的結(jié)論與教材有出入，但這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程與學(xué)生特定時(shí)期的認(rèn)知相吻合。此外，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)“質(zhì)疑問(wèn)難”的研討氛圍，為學(xué)生營(yíng)造寬松的心理氛圍，比如教師和善的舉止、風(fēng)趣的言談、適時(shí)的點(diǎn)撥;同伴愉快的合作、積極的交流、善意的評(píng)價(jià)等，鼓勵(lì)學(xué)生不斷生疑、大膽發(fā)問(wèn)，對(duì)問(wèn)題始終有好奇心與求知欲，培養(yǎng)他們主動(dòng)質(zhì)疑的能力。

（二）結(jié)構(gòu)化板書(shū)設(shè)計(jì)

教師要運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)與方法，對(duì)板書(shū)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)以及完善，并通過(guò)板書(shū)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思，建立學(xué)習(xí)過(guò)程的架構(gòu)。在《光是怎樣傳播的》一課教學(xué)中，教師通過(guò)圖文型的結(jié)構(gòu)化板書(shū)勾畫(huà)概念，呈現(xiàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程和學(xué)生的思維過(guò)程（如圖1所示）。

板書(shū)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生分析、整理各種信息、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和證據(jù)，學(xué)生應(yīng)用科學(xué)的思維和方法，通過(guò)分析和歸納找出規(guī)律、得出結(jié)論，促進(jìn)求真、求實(shí)學(xué)習(xí)品質(zhì)的形成。

總之，基于深度學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)，教師要對(duì)學(xué)科教材再理解，對(duì)教學(xué)行為再轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生理解概念、解決問(wèn)題，妥善處理學(xué)生主體和教師指導(dǎo)的關(guān)系，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)把活動(dòng)做得更深刻，讓學(xué)生學(xué)得更扎實(shí)。

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作者簡(jiǎn)介：余化龍（1976— ），浙江衢州人，高級(jí)教師，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向?yàn)樾W(xué)科學(xué)教育和研究。

（責(zé)編 楊 春）