以“成果”為導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)策略

潘偉鋒 應(yīng)灣灣

摘要：基于對科學(xué)本質(zhì)和深度學(xué)習(xí)的理解，探討以“成果”為導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)策略，對豐富課堂教學(xué)形式，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)活動開展，提升科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有十分重要的價值。教學(xué)中，可以從“揭示‘前概念，尋找課堂增量”“優(yōu)化過程，凸顯科學(xué)本質(zhì)”“全程評價，升華學(xué)習(xí)體驗”三個方面入手，讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);科學(xué)本質(zhì);“成果”導(dǎo)向;學(xué)習(xí)策略

以“成果”為導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)，是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用已經(jīng)獲得的知識和技能去更深入地挖掘可制作、可拓展的項目，經(jīng)歷設(shè)計、制作、改進(jìn)等一系列操作，以凸顯“成果”表現(xiàn)形式（如媒體“成果”、小制作、科學(xué)報告、觀察記錄等）來開展科學(xué)學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式。它對于豐富小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)形式，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)活動開展，提升科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具有十分重要的價值。

一、揭示“前概念”，尋找課堂增量

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“小學(xué)科學(xué)課程要按照立德樹人的要求培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打好基礎(chǔ)?！毙W(xué)科學(xué)教學(xué)的最終目標(biāo)是為學(xué)生的成長與發(fā)展服務(wù)的。因此，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與明確學(xué)習(xí)成果的要求十分重要，只有充分了解學(xué)生當(dāng)前水平與學(xué)習(xí)成果要求之間的差距，明確要達(dá)成什么樣的學(xué)習(xí)成果、為什么要取得這樣的學(xué)習(xí)成果，才能幫助我們更好地尋找課堂增量，拓展教學(xué)深度，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。下面以教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》三年級上冊“水”單元為例，基于對教材的理解以問卷調(diào)查的方式，從揭示“前概念”中去尋找教學(xué)增量。

（一）借“成果”引“沖突”，轉(zhuǎn)化錯誤的“前概念”

經(jīng)調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中還存在著一些錯誤的“前概念”，如“一杯清水中加入食鹽，是否能無限溶解食鹽”，一半的學(xué)生有“食鹽是可以無限溶解的”這樣錯誤的“前概念”。導(dǎo)致錯誤認(rèn)識的原因往往是學(xué)生對事物的認(rèn)知停留在淺顯表層。為此，就需要教師創(chuàng)設(shè)情境，展示成果，引起認(rèn)知沖突，幫助學(xué)生轉(zhuǎn)化錯誤的“前概念”。

在“水能溶解多少物質(zhì)”一課教學(xué)時，我們特意安排了這樣一個環(huán)節(jié)：實驗完成后，觀察做小蘇打溶解實驗的燒杯。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，小蘇打經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬?，燒杯底部仍有白色殘留。具有錯誤“前概念”的學(xué)生借助這些“白色”實驗的成果，發(fā)現(xiàn)小蘇打在水中的溶解原來是有限的，與教材中“無限溶解”的觀點大相徑庭，引起了認(rèn)知沖突。在以“成果為導(dǎo)向”的深度學(xué)習(xí)中，需要轉(zhuǎn)化這些在學(xué)生腦海里根深蒂固且不準(zhǔn)確的“前概念”，要向?qū)W生滲透準(zhǔn)確的科學(xué)概念，以奠定科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

（二）展“成果”擺“證據(jù)”，完善片面的“前概念”

很多學(xué)生的“前概念”往往也具有片面性。學(xué)習(xí)過程中我們需借助“成果”，擺出“證據(jù)”，對片面的“前概念”進(jìn)行補(bǔ)充、完善，將教學(xué)重點放在發(fā)展學(xué)生的能力上來，使課堂呈現(xiàn)應(yīng)有的深度。如通過對“在陽臺上的濕衣服變干，衣服上的水去哪了”這一問題的調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生基本上都知道衣服上的水變成了水蒸氣。

為更好地幫助他們理解這一概念，在執(zhí)教“水到哪里去了”一課之前，我們特意先組織學(xué)生參與了一個課前活動，去觀察有覆蓋和無覆蓋杯子里的水的變化。借助活動“成果”，學(xué)生發(fā)現(xiàn)無覆蓋杯子的水不斷減少，這證明水蒸發(fā)了;而有覆蓋杯子里的水基本不變，且薄膜內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了許多小水滴，這說明杯子里的水都“跑”到杯內(nèi)的空氣中去了，因為“跑”出來過程中被薄膜攔住，所以形成水珠。同時，引導(dǎo)學(xué)生明確：水蒸氣變成水的過程叫“凝結(jié)”。與學(xué)生之前對“水”形成“水蒸氣”的片面認(rèn)識相比，借助“水”—“水蒸氣”—“水”的變化“成果”，通過“擺證據(jù)”，完善了片面的“前概念”，使學(xué)生意識到水和水蒸氣是可以相互轉(zhuǎn)化的，這樣的課堂更具說服力。

（三）顯“成果”提“能力”，發(fā)展正確的“前概念”

當(dāng)學(xué)生已具備與科學(xué)知識相近甚至是完全正確“前概念”時，教師需要將學(xué)習(xí)概念的探究實驗轉(zhuǎn)化為學(xué)生實驗設(shè)計的能力。如在調(diào)查“你認(rèn)為食鹽和白糖的溶解能力相同嗎”時，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為食鹽和白糖的溶解能力是不同的?？梢姡抡n學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已具備“不同物質(zhì)的溶解能力是不同的”這一正確“前概念”。

因此，我們在教學(xué)設(shè)計時，一方面仍需要以“比較食鹽和小蘇打的溶解能力大小”為線索開展實驗探究，另一方面，可以更多地去引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注到這是一節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ρ葘嶒炚n，需要用“公平性”原則來設(shè)計。學(xué)生通過交流想法，匯報設(shè)計成果（如圖1），逐步達(dá)成了“會設(shè)計”這一教學(xué)目標(biāo)。

二、優(yōu)化過程，凸顯科學(xué)本質(zhì)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，教師應(yīng)重視教學(xué)過程的優(yōu)化，從“豐潤‘成果活動、促進(jìn)思維拔節(jié)，強(qiáng)化應(yīng)用拓展”入手，凸顯探究中的科學(xué)味。

（一）厘清內(nèi)容，豐潤“成果”活動

小學(xué)科學(xué)課是一門實踐性課程。其教材內(nèi)容是以大概念和大單元的方式來組織的，以學(xué)習(xí)進(jìn)階的方式來統(tǒng)籌科學(xué)課程體系的學(xué)習(xí)。從課程性質(zhì)和教學(xué)內(nèi)容上來說，融入以“成果”為導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)活動是一種較好的選擇。

1.巧設(shè)課內(nèi)常態(tài)的“成果”活動

小學(xué)科學(xué)教材中設(shè)置有豐富的活動，在有限的教學(xué)時間的“擠壓”下，很多活動往往被教師省略了，但這些活動卻很有意義。如教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》二年級下冊“磁鐵能吸引什么”拓展——“取木屑中的回形針”這一活動，學(xué)生想到用磁鐵去吸引，也會提到用篩子和放在水里分離等辦法。與其著急引入內(nèi)容，不如讓學(xué)生去試一試，試過了才能更深刻領(lǐng)會用磁鐵去吸引的方便。學(xué)生在實踐中會發(fā)現(xiàn)，用水分離這種方法不可行，因為他們觀察到回形針沉下去了，而木屑先是浮在水面，20秒后由于吸水，也會沉下去，這樣就無法有效取出回形針。這樣的實驗并不需要花很多時間，但用實證的方法來檢驗，能真正幫助學(xué)生體會到使用磁鐵的方便。這個新現(xiàn)象又會激發(fā)學(xué)生想進(jìn)一步探索物體在水中沉浮的原因。

以“成果”為導(dǎo)向的深度學(xué)習(xí)活動，是通過現(xiàn)有“成果”，啟迪學(xué)生思考，凸顯科學(xué)本質(zhì)，使其意識到科學(xué)學(xué)習(xí)需要實證和質(zhì)疑。（如圖2）

再如教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》三年級上冊“壓縮空氣”一課，學(xué)生通過壓縮和拉伸裝有相同“空氣”和“水”的兩支注射器，能感受到空氣是可以被壓縮的，而水不可以。但在記錄水和空氣占據(jù)空間的變化情況時（用○表示空氣微粒），學(xué)生的想法是多樣的，他們呈現(xiàn)出多種關(guān)于空氣微粒變化的思維模型，如圖3～圖6。

很多學(xué)生認(rèn)為，是里面空氣微粒數(shù)量變化引起的（如圖3），假設(shè)這種思維模型是正確的，意味著向下壓時，注射器里的空氣從注射器的膠帽中跑走了;向上拉后，外面的空氣從注射器膠帽中跑了進(jìn)來。但經(jīng)過反復(fù)實驗，每次松手后我們都會發(fā)現(xiàn)，注射器活塞都會回到原來的位置，這說明注射器內(nèi)空氣微粒數(shù)量是不變的。通過證偽的方式，可以排除圖3、圖5這兩種錯誤的思維模型。而關(guān)于圖4、圖6這兩種思維模型，我們無法借助現(xiàn)有證據(jù)進(jìn)行排除。這時，可以通過閱讀資料予以解決，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的渠道。

經(jīng)歷思維的論證后，可借鑒教科版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·科學(xué)》五年級下冊“空氣的熱脹冷縮”一課“模擬空氣微粒運(yùn)動的游戲”（如圖7），讓外圈中手拉著手的學(xué)生模擬氣球皮，圈內(nèi)則模擬空氣微粒，并將這個游戲與注射器的壓縮和下拉相結(jié)合。這樣的“成果”體驗活動是對空氣容易被壓縮現(xiàn)象的直觀模型解釋，也是深受學(xué)生喜愛的活動。

2.創(chuàng)編STEAM理念下的“成果”活動

通過挖掘教材，聯(lián)系生活，可以整合契合STEAM教育理念的主題，將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)與數(shù)學(xué)等多方面知識融入其中，將理論與實踐深層次融合，逐步形成STEAM理念下的學(xué)習(xí)“成果”。

如教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》四年級下冊“電路中的開關(guān)”一課中，可以利用小木板、回形針和圖釘設(shè)計并制作一個簡易小開關(guān)，并用它來控制小燈泡的亮與不亮。在“開關(guān)”的學(xué)習(xí)上，學(xué)生是非常感興趣的。為此，可創(chuàng)編以“開關(guān)”為主題的STEAM理念下系列“成果”活動，如簡易水位定時開關(guān)?？梢越Y(jié)合教材和生活進(jìn)行文本設(shè)計和活動的編寫，組織學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計、制作、改進(jìn)等活動，深度挖掘認(rèn)識“開關(guān)”，以點帶面地發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)能力。

利用學(xué)校的平臺，還可以開發(fā)STEM“成果”拓展課程，比如“神奇的紙”主題，結(jié)合各年級學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)能力設(shè)置不同的成果活動：一二年級設(shè)置“紙能有多長”活動（如圖8），三四年級設(shè)置“折紙運(yùn)水”活動（如圖9），五六年級設(shè)置“紙繩承重”活動（如圖10）。這樣的“成果”活動定位于普及、創(chuàng)新、提升，目的是深化課堂所學(xué)的內(nèi)容，提高科學(xué)素養(yǎng)。

（二）親身經(jīng)歷，促進(jìn)思維發(fā)展

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，需要讓學(xué)生親身經(jīng)歷動手動腦等實踐活動，體驗和積累認(rèn)知世界的經(jīng)驗。要加強(qiáng)交流、注重記錄、強(qiáng)化表達(dá)，以提高學(xué)生的科學(xué)能力，促進(jìn)其邏輯思維的發(fā)展。以教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》二年級下冊“磁鐵能吸引什么”為例，可以使學(xué)生經(jīng)歷猜測—實驗—理性修正—結(jié)論—應(yīng)用的探究過程。

1.加強(qiáng)交流，使“成果”思維有支架

俗話說“理不辯不清，事不辯不明”。為此，教師要組織學(xué)生充分交流，其最終目的是能讓他們在交流中提出自己獨(dú)特的見解，接受不同的意見，達(dá)成共識，取得思維上的飛躍。“猜測”環(huán)節(jié)，特別強(qiáng)調(diào)通過眼睛看、手摸等方式去觀察準(zhǔn)備物品，而不是憑“圖”“文”，要讓猜測有理有據(jù)。班級交流中關(guān)于“鋁片”能否被磁鐵吸引，學(xué)生思考了很多，引發(fā)了認(rèn)知沖突和自我反思，激發(fā)了彼此靈感，促進(jìn)了構(gòu)建新的猜測。

生：“鋁片”能被磁鐵吸引，因為它屬于金屬。（多數(shù)學(xué)生猜測觀點）

生：（質(zhì)疑）“鋁片”不能被磁鐵吸引，我曾嘗試用磁鐵靠近它卻無法吸住。

生：（質(zhì)疑）“鋁片”不能被磁鐵吸引，銅是金屬但吸不住，不能說金屬能被吸住。

生：（質(zhì)疑）“鋁片”不能被磁鐵吸引，鐵能被磁鐵吸引，鋁片只是看起來像鐵。

班內(nèi)舉手再表決觀點時，猜測不能的學(xué)生占多數(shù)，但有部分學(xué)生仍堅持是能的。最終，大家把“鋁片”歸為不確定。由此受到啟發(fā)，學(xué)生對“銅片”“銅導(dǎo)線”也提出爭議，歸為“不確定”。

2.注重記錄，使“成果”思維有根據(jù)

本課中學(xué)生要先后兩次進(jìn)行記錄，第一次是猜測記錄，第二次是實驗記錄。在第二次記錄的指導(dǎo)中，教師必須強(qiáng)調(diào)保留猜測痕跡的重要性。這樣，通過實測和猜測的不同結(jié)果對比，理性修正，使“成果”思維有理有據(jù)，促使學(xué)生進(jìn)一步去反思錯誤猜測的原因，從而發(fā)現(xiàn)磁鐵能吸引含鐵一類的物質(zhì)。由此可見，注重記錄的指導(dǎo)，能直接有效地促進(jìn)學(xué)生思維的深度發(fā)展。

3.強(qiáng)化表達(dá)，使“成果”思維有條理

沒有表達(dá)和交流，就無法高效完成教學(xué)。對于不同年齡段的學(xué)生，教師應(yīng)當(dāng)采用不同的引導(dǎo)方式。針對低段學(xué)生，可用簡練的匯報句式提示。中高段學(xué)生，可適當(dāng)放手，讓他們選擇自己擅長的方式，如語言、畫圖、模型等多元形式來探討，以豐富對“成果”的認(rèn)識。學(xué)生的表達(dá)有條理，能體現(xiàn)“成果”思維的條理性。

匯報句式可以如下：

我會這樣說……

我猜（cāi）測（cè）……能/不能被磁鐵吸引，是因為……

（三）遷移應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)能力

遷移應(yīng)用所學(xué)的知識和方法是實施小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)的重要目標(biāo)，也是提升學(xué)生科學(xué)應(yīng)用能力的重要方式。

在教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》四年級上冊“消化與呼吸”單元中，關(guān)于“飲食與健康”的教學(xué)，可以組織學(xué)生利用所學(xué)知識，制訂健康飲食計劃，如設(shè)計“一周營養(yǎng)食譜表”并嘗試按計劃執(zhí)行，再為家庭成員量身定制飲食計劃，鼓勵從身邊做起，以點帶面，呼吁更多人做到健康飲食，學(xué)以致用，以發(fā)展學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力。

三、全程評價，升華學(xué)習(xí)體驗

在合作、交流、探索的過程中，學(xué)生學(xué)會了自主思考、自主發(fā)現(xiàn)問題，在“成果”的驅(qū)動下形成了完整有效的解決問題的方案。同時，還需要依托過程性評價、終結(jié)性評價為主的全程評價，以不斷地豐富學(xué)習(xí)“成果”的形式，升華學(xué)習(xí)體驗。

（一）注重過程研討

在研討環(huán)節(jié)中，往往能對學(xué)生的探究活動進(jìn)行過程性反思評價，這是思維發(fā)展與生成的必要環(huán)節(jié)，對學(xué)習(xí)品質(zhì)和深度思維的培養(yǎng)都有重要意義。在過程性評價中，教師要充分利用觀察記錄等“成果”，幫助學(xué)生深度觀察分析，關(guān)聯(lián)更多的信息，升華對概念的體驗和理解。

如在“食鹽和小蘇打溶解”實驗中，個別小組得到的小蘇打溶解份數(shù)的實驗結(jié)果總是遠(yuǎn)超過合理結(jié)果范圍。面對異常數(shù)據(jù)，最直觀的解決方法是拿出該組所做小蘇打?qū)嶒灂r的燒杯，與合理結(jié)果范圍內(nèi)的燒杯作比較，從中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，該組燒杯底部有厚厚的白色粉末，而其他組的只是薄薄一層。通過直觀對比，學(xué)生就可以針對現(xiàn)象開展評價，并猜測這個組在操作中并未做到“小蘇打完全溶解再加下一份”的要求。而教師在班級內(nèi)巡視的過程中，及早關(guān)注到個別小組，并拍照記錄下操作情況，等到匯報時留錯再現(xiàn)，作為反例，能使學(xué)生對完全溶解現(xiàn)象的學(xué)習(xí)再次得到強(qiáng)化。

（二）強(qiáng)化“成果”評價

在每個階段的學(xué)習(xí)后，教師還需要進(jìn)行總結(jié)性評價，以了解學(xué)生通過這段時間的學(xué)習(xí)是否達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。我們可以嘗試用思維導(dǎo)圖、小制作等形式開展，并公開展示“成果”，強(qiáng)化“成果”評價。如教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》五年級上冊“生物與環(huán)境”的思維導(dǎo)圖成果展、一年級樹葉貼畫成果展等，都是這樣的評價方式。

以“成果”為導(dǎo)向的教學(xué)在促進(jìn)小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)方面具有重要價值。采取積極有效的教學(xué)策略，既要發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，又要強(qiáng)化學(xué)生的主體地位，通過揭示“前概念”、優(yōu)化過程、全程評價等策略，能最大化地強(qiáng)化以“成果為導(dǎo)向”的小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)活動的科學(xué)化、系統(tǒng)化、效能化應(yīng)用，使小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)新的、更大的突破，最大限度培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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（責(zé)任編輯：楊強(qiáng)）