◇詹林芳（浙江：杭州江南實(shí)驗(yàn)學(xué)校）

2022年版科學(xué)課標(biāo)提出的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)是促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)形成的有效途徑。素養(yǎng)最直接的表現(xiàn)，就是學(xué)生能學(xué)以致用，包含在類似情境下遷移應(yīng)用，以及在不同情境下創(chuàng)造性地解決問題。支架，在教學(xué)中，是指教師為學(xué)習(xí)者搭建向上發(fā)展的平臺(tái)，把復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，讓學(xué)生在科學(xué)課堂上進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，有效促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展，提高學(xué)習(xí)的有效性，成長(zhǎng)為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)習(xí)者。筆者在科學(xué)課上常用的教學(xué)支架有：?jiǎn)栴}情境、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)單等等。

一、基于真實(shí)，搭建情境支架

科學(xué)探究是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，科學(xué)課堂正是在解決一個(gè)個(gè)問題中推進(jìn)的，學(xué)生的認(rèn)知也是在問題的解決中建構(gòu)的。問題解決要基于舊知識(shí)，如果沒有原有經(jīng)驗(yàn)做基礎(chǔ)，新知學(xué)習(xí)就是紙上談兵。真實(shí)的問題情境能使學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)學(xué)習(xí)并不遙遠(yuǎn)，也沒有那么高深莫測(cè)，科學(xué)就在我們身邊，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，主動(dòng)靈活地建構(gòu)知識(shí)體系。

《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課由三個(gè)活動(dòng)組成，分別是：感知摩擦力和測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力；研究摩擦力大小與接觸面光滑程度的關(guān)系；研究摩擦力大小與物體重量的關(guān)系。本課伊始，教師基于學(xué)生的生活，從學(xué)生喜歡的運(yùn)動(dòng)入手，把要研究的問題設(shè)置在一個(gè)關(guān)于“運(yùn)動(dòng)”的場(chǎng)景中，以“參加拔河比賽要選擇哪雙鞋”的情境引入本課，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)摩擦、摩擦產(chǎn)生的條件，體會(huì)因摩擦產(chǎn)生的阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。這一來源于生活的科學(xué)情境暴露了學(xué)生的前概念，生成了最真實(shí)的科學(xué)問題。這樣的問題貼近學(xué)生的生活實(shí)際，不是憑空而來，學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)就在身邊，讓學(xué)生有話可說、有理可依。整節(jié)課學(xué)生都是基于這一真實(shí)的問題，展開思考和研究，并由淺入深。這樣的情境為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供了“生長(zhǎng)點(diǎn)”。

二、優(yōu)化結(jié)構(gòu)，搭建材料支架

新課標(biāo)指出，科學(xué)探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，也是科學(xué)學(xué)習(xí)的途徑，而材料是學(xué)生解決科學(xué)問題、獲得科學(xué)知識(shí)、提高探究能力的基本載體，是學(xué)生感受科學(xué)與生活的聯(lián)系、體驗(yàn)科學(xué)價(jià)值的重要資源。小學(xué)生的思維水平大多停留在形象、直觀層面，這使得他們所能認(rèn)識(shí)和理解的也往往局限于自己可以動(dòng)手操作的具體事物。所以，教師應(yīng)從學(xué)生的角度來選擇和呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料，為學(xué)生搭建豐富的材料支架，引導(dǎo)學(xué)生更有效地去探究、去發(fā)現(xiàn)、去解決問題，為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供有力的“支撐點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)從操作經(jīng)驗(yàn)到理性認(rèn)識(shí)的順利發(fā)展。

（一）選擇可視化材料，豐富感性經(jīng)驗(yàn)

小學(xué)生對(duì)于本質(zhì)的理解往往基于自己觀察到的現(xiàn)象，教師把細(xì)小甚微的現(xiàn)象，以“可視化”材料為依托，組織一系列具體、可操作、可觀察的活動(dòng)，將抽象、不可見的概念轉(zhuǎn)化為具體、可見的現(xiàn)象，由此讓學(xué)生得到“看得見”的事實(shí)。

“聲音”單元的教學(xué)一直是小學(xué)科學(xué)中極具挑戰(zhàn)性的“疑難問題”。聲音看不見也摸不著，課堂教學(xué)中，我們盡可能借助典型材料，把細(xì)微的現(xiàn)象放大，讓現(xiàn)象變得“可見”。

四年級(jí)上冊(cè)第二單元“聲音”的第二課《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課，屬于科學(xué)探究課。這一課通過探究認(rèn)識(shí)聲音產(chǎn)生的原因（由物體振動(dòng)產(chǎn)生），培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思考能力。學(xué)生對(duì)聲音雖然很熟悉，但多數(shù)學(xué)生并不了解物體發(fā)出聲音的本質(zhì)，對(duì)物體的振動(dòng)也沒有直觀的感受和理解。這正是本課教學(xué)最有價(jià)值的地方。

執(zhí)教這一課時(shí)，為了更形象地凸顯物體的振動(dòng)，讓學(xué)生有更直觀的感受，筆者將教材中的小皮筋改成了寬皮筋，為了方便學(xué)生撥動(dòng)，設(shè)計(jì)了較大的、方便觀察的木板、鐵釘皮筋套組（見圖1）。操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，學(xué)生能直觀地感受到皮筋的左右振動(dòng)，更好地理解振動(dòng)和聲音之間的關(guān)系。

圖1

在皮筋實(shí)驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生繼續(xù)思考：觀察皮筋的哪一個(gè)部分，現(xiàn)象會(huì)更明顯呢？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生給皮筋做一個(gè)標(biāo)記，貼一個(gè)紅點(diǎn)（見圖2），觀察的時(shí)候，聚焦到這個(gè)點(diǎn)上，更直觀地感受皮筋的運(yùn)動(dòng)。

圖2

（二）提供結(jié)構(gòu)化材料，豐富探究過程

材料的種類和不同組合以及課堂呈現(xiàn)給學(xué)生的次序，我們可以簡(jiǎn)單理解為材料的結(jié)構(gòu)。有結(jié)構(gòu)的材料有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在整個(gè)探究活動(dòng)中，我們可以通過優(yōu)化材料，使其具有結(jié)構(gòu)性，讓學(xué)生利用有結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行探究，提高科學(xué)探究的有效性，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

在《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課中，筆者不僅選用了“可視化”材料，而且在材料的選擇和呈現(xiàn)上注意結(jié)構(gòu)性。在研究更多物體發(fā)聲實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師提供了更多的材料：鋼尺、鼓。振動(dòng)的物體由線狀到條狀到一個(gè)面，物體振動(dòng)更加難以直接觀察了，教師也采用同樣的方法貼上標(biāo)記（紅點(diǎn)）（見圖3 圖4），由面聚焦到點(diǎn)，讓學(xué)生在探究過程中發(fā)現(xiàn)物體發(fā)聲之間的共通點(diǎn)，并逐漸找到物體發(fā)聲的規(guī)律，理解和建立振動(dòng)和發(fā)聲之間的關(guān)系。

圖3

圖4

這樣的材料提供，不僅提高了實(shí)驗(yàn)精度，降低了學(xué)習(xí)難度，而且更好地呈現(xiàn)了知識(shí)和探究活動(dòng)的內(nèi)在邏輯關(guān)系，促進(jìn)了學(xué)生高階思維的發(fā)展。

（三）借助模型，豐富直觀體驗(yàn)

科學(xué)課要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，包含科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面。科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、推理論證、創(chuàng)新思維等，模型建構(gòu)成為科學(xué)思維重要的一部分。我們?cè)趯W(xué)習(xí)宇宙、工程設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常會(huì)用到模型建構(gòu)，如太陽(yáng)系的模型，各種橋梁、房屋、塔臺(tái)的模型等。

在《電動(dòng)機(jī)》一課中，利用磁極的相互作用使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來。如何使轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)理解的一個(gè)難點(diǎn)。課堂實(shí)驗(yàn)使用的小馬達(dá)較小，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，雖然在通電的情況下能夠看清楚轉(zhuǎn)子方向的變化，但是學(xué)生還是難以真實(shí)理解和描述。筆者聽過葉軍老師執(zhí)教的《電動(dòng)機(jī)》一課，利用自制的板貼模型，將電動(dòng)機(jī)磁鐵和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)放大，讓學(xué)生能夠通過模型更直觀地理解它們之間的互相作用，并且在推測(cè)和模型演示中產(chǎn)生新的問題：轉(zhuǎn)到中間位置后，磁鐵和轉(zhuǎn)子互相吸引了，為何還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)？從而引發(fā)了新一輪的思考和探究，讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

三、巧用學(xué)習(xí)單，搭建活動(dòng)支架

科學(xué)課把探究和實(shí)踐作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方式，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，聯(lián)系實(shí)際，解決真實(shí)情境中的問題，通過親身經(jīng)歷探究和實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)。這既是科學(xué)課培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，也是學(xué)生興趣所在。

長(zhǎng)時(shí)探究在整合活動(dòng)的基礎(chǔ)上，能夠給予學(xué)生充分的時(shí)間和空間，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)任務(wù)單的使用，能夠讓學(xué)生的思考更深入，長(zhǎng)時(shí)探究更有效。

《電能和磁能》是六年級(jí)上冊(cè)“能量”單元的第四課，本課以教師引導(dǎo)下的學(xué)生自主探究為主要學(xué)習(xí)方式，通過實(shí)踐研究，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電磁鐵的基本性質(zhì)。

在簡(jiǎn)單回憶了磁鐵的性質(zhì)后，教師出示了一枚鐵釘、一段導(dǎo)線、一節(jié)電池，演示“電磁鐵”的組裝方式。學(xué)生觀察到這個(gè)裝置通電后能吸引回形針，斷電后不能吸引回形針，由此對(duì)這個(gè)裝置的性質(zhì)和通電后發(fā)生的變化做出各種猜測(cè)。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)提出的問題和怎么去檢測(cè)證明進(jìn)行思考，根據(jù)猜測(cè)確定研究方法?！把芯侩姶盆F的性質(zhì)”是本課的教學(xué)重點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)法，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單，選擇合適的材料，對(duì)第一環(huán)節(jié)的猜測(cè)進(jìn)行合作探究、證實(shí)，讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

教師提供的材料有：絕緣細(xì)導(dǎo)線（兩端剝皮）、大鐵釘、電池和電池盒、剪刀、大頭針、塑料片、橡皮、木片、回形針、標(biāo)明南北極的條形磁鐵。

具體操作步驟如下：教師用課件出示學(xué)習(xí)任務(wù)單；學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)單，不清楚的地方可以提問；簡(jiǎn)單地提示要求（通電時(shí)間不可過長(zhǎng)、注意安全等）；PPT展示“電磁鐵”的結(jié)構(gòu)。

在學(xué)習(xí)任務(wù)單中，第一任務(wù)是畫一個(gè)“電磁鐵”，不僅能讓學(xué)生更好地理解這個(gè)結(jié)構(gòu)，也為后續(xù)學(xué)習(xí)導(dǎo)線纏繞方式的不同會(huì)影響電磁鐵的南北極打下基礎(chǔ)。

在第二個(gè)任務(wù)的研究中，教師沒有給出具體的可操作的方法：如該裝置通電后去靠近回形針，我們發(fā)現(xiàn)______，說明______；該裝置通電后去靠近磁鐵，我們發(fā)現(xiàn)________，說明_____。而是由學(xué)生自主選擇材料，在剛才研討環(huán)節(jié)的提示和引導(dǎo)下，有效地使用已有的材料，去研究自己的問題，解決自己的困惑，真正做到了尊重學(xué)生，把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。這樣的設(shè)計(jì)，更能體現(xiàn)實(shí)證意識(shí)的培養(yǎng)和思維的深度發(fā)展，符合深度學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。

學(xué)生在任務(wù)單的驅(qū)使下，在充足實(shí)驗(yàn)時(shí)間的保證下，有效地對(duì)前一環(huán)節(jié)的猜測(cè)進(jìn)行研究，也可以對(duì)自己研究過程中產(chǎn)生的新問題進(jìn)行探索。這個(gè)過程是開放的、積極的、主動(dòng)的、多元的，學(xué)生的研究既在教師的意料之中，也在教師的意料之外。

任務(wù)單最后比較電磁鐵和磁鐵的異同點(diǎn)，又將引導(dǎo)學(xué)生將自己研究的裝置的性質(zhì)和磁鐵進(jìn)行比較，有目的、有方向地思考、歸納和總結(jié)，并審視自己在探究過程中存在的不足和其他發(fā)現(xiàn)，及時(shí)修正和補(bǔ)充。這是真正自主的深度學(xué)習(xí)。

深度學(xué)習(xí)關(guān)注的不僅僅是學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握，而是要激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)科學(xué)思維，發(fā)展科學(xué)實(shí)證意識(shí)，最終內(nèi)化為學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。