日常教学中深度学习的几点尝试

日常教学中深度学习的几点尝试

章根金

金华市青春中学

【摘要】“深度学习”是指在教师的引导下，以学生的自主学习和探究为主体，围绕学习内容深层次学习，体验成功获得发展、提高核心素养的学习过程。本文通过说理证明、科学史引入、工程实践引入以及概念图评价四个方面来刍议科学课堂深度学习的实践和反思。

【关键词】核心素养    深度学习   概念图

在偏面追求分数的应试教育中，学生只是机械被动地接受教师讲解的知识点，导致学生很多时候是知其然不知其所以然，这样的科学教学表面化和形式化，缺乏一定的深度。如果我们能在激活学生原有知识的基础上，基于对科学本质的理解和问题解决，构建新的知识体系，方能提高学生的科学核心素养。如何在我们的科学课堂上去落实深度学习呢？我根据自己的教学实际总结了以下几个方面。

除了一些大家都承认的一些公理，我们不仅可以通过列举寻找规律，猜想得到一个数学结论，也可以通过归纳法得到一个初步结论。但有些特殊的情况下原先得到的结论会不适用，因此推理证明这种方法在寻找规律得出结论的过程中显得尤为重要，这一方法同样适用于科学学科。

1.把推理证明引入科学课堂

数学上把一些定理、公理作为已知条件，按照一定的逻辑关系推导出相应的结论。类似地，科学上的一些公式如果能加上推理证明能更自然地引导学生得出相应的科学结论。比如，在学习浙教版八年级上册《水的浮力》这一节有关阿基米德原理的内容时，我先让学生根据自己的生活经验和已有认知猜想“影响浮力大小的因素有哪些？”

师：你认为浮力的大小与哪些因素有关？

生1：浮力大小可能与排开液体的多少有关。

生2：浮力大小可能与物体的质量大小有关。

生3：浮力大小可能与物体的体积大小有关。

生4：浮力大小可能与物体的密度有关。

生5：浮力大小可能与液体的密度有关。

生6：浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。

生7：浮力大小可能与液体的质量有关。

……

在整合一些因素的基础上，我们保留了排开液体的体积、物体的密度、液体的密度、物体浸入液体的深度以及液体的质量这五个因素进行科学探究实验。运用控制变量法，进行对照实验，得出“浮力大小与排开液体的体积和液体的密度有关，与物体的密度、物体浸入液体的深度和液体的质量无关”这一结论。这时，有学生提出疑问“可能还有其他影响浮力大小的因素我们没有想到，不能这么轻易下结论”？于是，我给学生呈现了一道推理证明题：密度为ρ的液体中浸没着一个底面积为S，高为L的长方体，上、下表面分别距液面为h1和h2，根据浮力产生的本质是上下表面的压力差，推导出“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力，其大小等于液体密度、排开液体的体积与重力与质量的比值g的乘积。”。

相比于直接做教科书上的“探究浮力大小的相关因素”的实验，理论上证明过阿基米德原理的数学表达式之后，再通过验证性实验来进一步提供事实依据，我们探究的方向会变得明确，后续为什么要做实验、怎么做实验也变得十分清晰和自然。

科学是不断发展的，课堂上如果只是按照书本上的内容进行教学难免使人觉得科学家轻而易举地获得正确的科学结论，科学探究似乎总是一帆风顺的。将科学史引入科学教学，使学生重温科学家探究的过程，体验探究过程中的一些失败和成功，这样的科学课堂才更立体和深刻。

2.把科学史引入科学课堂

将科学史引入课堂教学，引导学生像科学家那样去思考。比如，在学习浙教版八年级上册《水的组成》这一节内容时，我不是马上给学生演示水的电解实验，而是先给学生介绍科学史上科学家对水的组成的研究。先出示材料1：古希腊哲学家亚里士多德的“四元素说”：认为水是一种元素。

师：当人们认为“水是一种元素”，说明当时人们认为水能分解吗？

生：不能。

材料2：1782 年，英国化学家卡文迪许把氢气和氧气混合在一起点火后，发生爆炸，发现容器的底部有露珠出现。紧接着，他又做了氢气和氧气的燃烧实验，发现最后的生成物就是水。还通过定量研究发现: 2体积氢气和1体积氧气恰好生成1体积的水蒸气。

材料3：1783 年 6 月 24 日，拉瓦锡重复卡文迪许的实验，并证实水是氢气和氧气燃烧后的唯一产物。

师：如果你发现氢气和氧气点燃会生成水，你认为水中会含有什么元素？

     生：水可能含有氢元素和氧元素。

     师：你认为接下来应该如何去验证你的猜想？

     生：将水分解，看能否生成氢气和氧气。

材料4：拉瓦锡于 1785 年 2 月对水进行分解实验,制得并命名了氢气，并定量称量了水和氢气质量。

     这时我们可以演示水的电解实验。

     师：如果我们知道氢气和氧气燃烧的唯一产物是水，水又能分解生成氢气和氧气，这回给我们什么启示？

     生：水不是由水元素组成的，水是由氢元素和氧元素组成的。 

    通过科学史让学生知道为什么我们要做水的电解实验，以及电解实验说明了什么？以科学史为载体，让学生经历科学探究的关键环节，学生自然而然地得出“水是由氢元素和氧元素组成”这一科学结论。若我们简单机械地呈现水的电解实验，学生想当然地认为“水是由氢气和氧气组成”这一错误结论。通过科学史可以呈现一个完整的探究过程，使我们的教学更有科学味。

当前教学照本宣科的情况仍然比较普遍，STEM教育理念要求我们将实际生活场景与科学理论联系起来，把工程实践纳入科学课堂，不是把科学概念强加给学生，而是让学生通过项目式学习任务自主建构知识体系。如此教学可以提高科学教学的思维含量，培养学生的核心素养。

3. 把工程实践引入科学课堂

把工程实践纳入科学课堂，使得学生的学习有了更多的实践载体，提升了课堂教学的深度。比如，在学习浙教版八年级上册《变阻器》这节内容时，以往我在教学中先演示用一段镍铬合金丝改变了小灯泡的亮度的实验，接着直接给出变阻器的概念，最后介绍实验室常用的滑动变阻器的使用。这样的教学方式可以让学生知道滑动变阻器是用来改变电阻大小的，但不能让学生理解为什么它可以改变电阻的大小，怎样连接才能改变电阻的大小？为了改变这种“鹦鹉学舌”式的教学，我先将一小段电阻丝连入电路，一个夹子固定夹在电阻丝的一端，用另一个夹在在电阻丝上移动，观察小灯泡亮度有何变化？学生会发现小灯泡的亮度变化不明显。接下来让学生思考如何让小灯泡的亮度变化得更明显。在不改变导线材料、粗细的情况下，我们可以增大导线的长度。接着引导学生思考导线这么长不方便，该怎么办？学生经过思考能总结出将导线密集地绕着一个管子上。这时又会遇到导线密集靠在一起长度又会变短的问题。学生经过讨论能想到在导线上渡上一层绝缘漆。那么这种情况下又如何来改变导体的长度呢？经过点拨让学生知道可以刮去一段绝缘漆。最后为了方便移动，介绍滑动变阻器需要有滑片这一结构。通过探讨如何改变导体长度的实验，我们构建了滑动变阻器的模型，最后让学生来阅读书本上滑动变阻器的结构和实际动手操作如何使用滑动变阻器。

平时教学中我们要认识到不仅仅给学生传授知识和技能，而且还要培养学生的探究能力，提高学生的核心素养。需要注重过程的教学，同时要注意前后知识的联系，顺藤摸瓜，达到最优的教学效果。

在科学复习教学实践中，我们教师仍是以讲授为主，对知识不厌其烦地反复讲解。现行复习课大多还停留在单个知识点的记忆和理解上，没有把各个知识点连成线，排成面。学生没有形成知识网络，缺乏对知识的整体把握；还有就是学生的思维能力普遍较差，不能灵活应用学过的知识。复习课上，面对诸多的概念，有没有一种能建立概念间的联系、展现思维的过程的工具呢？概念图作为一种组织和表征知识的工具，能将知识点高度浓缩，形成较完善的知识网络。而且概念图能够直观形象地表达知识间的内在联系，呈现学生思考问题的过程，注重的是学习的过程，是一种形成性评价，为传统试卷测验的良好补充。

4. 把概念图评价引入科学课堂

引导学生主动建构概念图是一种有效的复习途径。复习时，教师先让学生独立构建概念图，再出示教师制作的标准图，通过比较发现自己疏忽的知识以及对知识的错误理解，形成正确的知识结构。如在七年级下册的期末复习时我先通过专题训练和复习提纲对重力和摩擦力的知识进行复习巩固，然后让学生自主绘制概念图，课堂上先进行同桌互评，通过比较发现自己绘制的概念图与同学之间的差异，完善自己的概念图，发现自己的迷思概念，等同学间的问题有了一些解决后，我再呈现教师绘制的概念图，学生通过比较，可以发现新的问题，提出自己的见解。

教师在复习教学中是组织者、促进者和帮助者。概念图使学生的自主学习有了工具的支撑，而不是停留在想象中的空中楼阁。概念图教学的初期，对于概念比较多、逻辑关系比较复杂的内容，教师可以概念图作为教的工具使用，如给学生一张不完整的概念图，要求学生根据所学的知识补充完整；当学生初步掌握概念图的制作后，教师应要求学生按照一定的线索自主构建概念图，这时概念图是作为一种学的工具；在复习课后还可以让学生按照自己的理解构建概念图，这时概念图又是一种评价工具。

     综上所述，在课程改革不断推进的当下，教师通过一些行之有效的策略和方法给学生更多的思考讨论，引导学生进行深度学习，掌握学科的核心知识，把握学科核心思想和方法，触发学生的高阶思维，形成内在的学习动力，才能提高学科教学的质量，提高学生的科学素养。

【参考文献】

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[2]叶迪.发展学生科学思维导向的深度学习研究[J].现代中小学教育，2022，38（1）:47-50.

[3]舒建忠.基于核心素养的初中科学深度学习构建 [J].课程与教学，2020,10(13):19-20.