潘伟锋 应湾湾

摘要：基于对科学本质和深度学习的理解，探讨以“成果”为导向的小学科学深度学习策略，对丰富课堂教学形式，促进深度学习活动开展，提升科学学科核心素养具有十分重要的价值。教学中，可以从“揭示‘前概念，寻找课堂增量”“优化过程，凸显科学本质”“全程评价，升华学习体验”三个方面入手，让深度学习真正发生。

关键词：深度学习;科学本质;“成果”导向;学习策略

以“成果”为导向的小学科学深度学习，是引导学生学会用已经获得的知识和技能去更深入地挖掘可制作、可拓展的项目，经历设计、制作、改进等一系列操作，以凸显“成果”表现形式（如媒体“成果”、小制作、科学报告、观察记录等）来开展科学学习的一种学习方式。它对于丰富小学科学课堂教学形式，促进深度学习活动开展，提升科学学科核心素养具有十分重要的价值。

一、揭示“前概念”，寻找课堂增量

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》指出：“小学科学课程要按照立德树人的要求培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础。”小学科学教学的最终目标是为学生的成长与发展服务的。因此，把握学生的学习基础与明确学习成果的要求十分重要，只有充分了解学生当前水平与学习成果要求之间的差距，明确要达成什么样的学习成果、为什么要取得这样的学习成果，才能帮助我们更好地寻找课堂增量，拓展教学深度，提高学生的科学素养。下面以教科版《义务教育教科书·科学》三年级上册“水”单元为例，基于对教材的理解以问卷调查的方式，从揭示“前概念”中去寻找教学增量。

（一）借“成果”引“冲突”，转化错误的“前概念”

经调查我们发现，很多学生在学习中还存在着一些错误的“前概念”，如“一杯清水中加入食盐，是否能无限溶解食盐”，一半的学生有“食盐是可以无限溶解的”这样错误的“前概念”。导致错误认识的原因往往是学生对事物的认知停留在浅显表层。为此，就需要教师创设情境，展示成果，引起认知冲突，帮助学生转化错误的“前概念”。

在“水能溶解多少物质”一课教学时，我们特意安排了这样一个环节：实验完成后，观察做小苏打溶解实验的烧杯。学生发现，小苏打经过充分搅拌后，烧杯底部仍有白色残留。具有错误“前概念”的学生借助这些“白色”实验的成果，发现小苏打在水中的溶解原来是有限的，与教材中“无限溶解”的观点大相径庭，引起了认知冲突。在以“成果为导向”的深度学习中，需要转化这些在学生脑海里根深蒂固且不准确的“前概念”，要向学生渗透准确的科学概念，以奠定科学学习的基础。

（二）展“成果”摆“证据”，完善片面的“前概念”

很多学生的“前概念”往往也具有片面性。学习过程中我们需借助“成果”，摆出“证据”，对片面的“前概念”进行补充、完善，将教学重点放在发展学生的能力上来，使课堂呈现应有的深度。如通过对“在阳台上的湿衣服变干，衣服上的水去哪了”这一问题的调查我们发现，学生基本上都知道衣服上的水变成了水蒸气。

为更好地帮助他们理解这一概念，在执教“水到哪里去了”一课之前，我们特意先组织学生参与了一个课前活动，去观察有覆盖和无覆盖杯子里的水的变化。借助活动“成果”，学生发现无覆盖杯子的水不断减少，这证明水蒸发了;而有覆盖杯子里的水基本不变，且薄膜内侧出现了许多小水滴，这说明杯子里的水都“跑”到杯内的空气中去了，因为“跑”出来过程中被薄膜拦住，所以形成水珠。同时，引导学生明确：水蒸气变成水的过程叫“凝结”。与学生之前对“水”形成“水蒸气”的片面认识相比，借助“水”—“水蒸气”—“水”的变化“成果”，通过“摆证据”，完善了片面的“前概念”，使学生意识到水和水蒸气是可以相互转化的，这样的课堂更具说服力。

（三）显“成果”提“能力”，发展正确的“前概念”

当学生已具备与科学知识相近甚至是完全正确“前概念”时，教师需要将学习概念的探究实验转化为学生实验设计的能力。如在调查“你认为食盐和白糖的溶解能力相同吗”时，绝大多数学生认为食盐和白糖的溶解能力是不同的。可见，新课学习之前，学生已具备“不同物质的溶解能力是不同的”这一正确“前概念”。

因此，我们在教学设计时，一方面仍需要以“比较食盐和小苏打的溶解能力大小”为线索开展实验探究，另一方面，可以更多地去引导学生关注到这是一节严谨的对比实验课，需要用“公平性”原则来设计。学生通过交流想法，汇报设计成果（如图1），逐步达成了“会设计”这一教学目标。

二、优化过程，凸显科学本质

小学科学教学活动中，教师应重视教学过程的优化，从“丰润‘成果活动、促进思维拔节，强化应用拓展”入手，凸显探究中的科学味。

（一）厘清内容，丰润“成果”活动

小学科学课是一门实践性课程。其教材内容是以大概念和大单元的方式来组织的，以学习进阶的方式来统筹科学课程体系的学习。从课程性质和教学内容上来说，融入以“成果”为导向的深度学习活动是一种较好的选择。

1.巧设课内常态的“成果”活动

小学科学教材中设置有丰富的活动，在有限的教学时间的“挤压”下，很多活动往往被教师省略了，但这些活动却很有意义。如教科版《义务教育教科书·科学》二年级下册“磁铁能吸引什么”拓展——“取木屑中的回形针”这一活动，学生想到用磁铁去吸引，也会提到用筛子和放在水里分离等办法。与其着急引入内容，不如让学生去试一试，试过了才能更深刻领会用磁铁去吸引的方便。学生在实践中会发现，用水分离这种方法不可行，因为他们观察到回形针沉下去了，而木屑先是浮在水面，20秒后由于吸水，也会沉下去，这样就无法有效取出回形针。这样的实验并不需要花很多时间，但用实证的方法来检验，能真正帮助学生体会到使用磁铁的方便。这个新现象又会激发学生想进一步探索物体在水中沉浮的原因。

以“成果”为导向的深度学习活动，是通过现有“成果”，启迪學生思考，凸显科学本质，使其意识到科学学习需要实证和质疑。（如图2）

再如教科版《义务教育教科书·科学》三年级上册“压缩空气”一课，学生通过压缩和拉伸装有相同“空气”和“水”的两支注射器，能感受到空气是可以被压缩的，而水不可以。但在记录水和空气占据空间的变化情况时（用○表示空气微粒），学生的想法是多样的，他们呈现出多种关于空气微粒变化的思维模型，如图3～图6。

很多学生认为，是里面空气微粒数量变化引起的（如图3），假设这种思维模型是正确的，意味着向下压时，注射器里的空气从注射器的胶帽中跑走了;向上拉后，外面的空气从注射器胶帽中跑了进来。但经过反复实验，每次松手后我们都会发现，注射器活塞都会回到原来的位置，这说明注射器内空气微粒数量是不变的。通过证伪的方式，可以排除图3、图5这两种错误的思维模型。而关于图4、图6这两种思维模型，我们无法借助现有证据进行排除。这时，可以通过阅读资料予以解决，拓宽學生学习的渠道。

经历思维的论证后，可借鉴教科版《义务教育课程标准实验教科书·科学》五年级下册“空气的热胀冷缩”一课“模拟空气微粒运动的游戏”（如图7），让外圈中手拉着手的学生模拟气球皮，圈内则模拟空气微粒，并将这个游戏与注射器的压缩和下拉相结合。这样的“成果”体验活动是对空气容易被压缩现象的直观模型解释，也是深受学生喜爱的活动。

2.创编STEAM理念下的“成果”活动

通过挖掘教材，联系生活，可以整合契合STEAM教育理念的主题，将科学、技术、工程、艺术与数学等多方面知识融入其中，将理论与实践深层次融合，逐步形成STEAM理念下的学习“成果”。

如教科版《义务教育教科书·科学》四年级下册“电路中的开关”一课中，可以利用小木板、回形针和图钉设计并制作一个简易小开关，并用它来控制小灯泡的亮与不亮。在“开关”的学习上，学生是非常感兴趣的。为此，可创编以“开关”为主题的STEAM理念下系列“成果”活动，如简易水位定时开关。可以结合教材和生活进行文本设计和活动的编写，组织学生经历设计、制作、改进等活动，深度挖掘认识“开关”，以点带面地发展学生的科学学习能力。

利用学校的平台，还可以开发STEM“成果”拓展课程，比如“神奇的纸”主题，结合各年级学习内容和学习能力设置不同的成果活动：一二年级设置“纸能有多长”活动（如图8），三四年级设置“折纸运水”活动（如图9），五六年级设置“纸绳承重”活动（如图10）。这样的“成果”活动定位于普及、创新、提升，目的是深化课堂所学的内容，提高科学素养。

（二）亲身经历，促进思维发展

小学科学教学中，需要让学生亲身经历动手动脑等实践活动，体验和积累认知世界的经验。要加强交流、注重记录、强化表达，以提高学生的科学能力，促进其逻辑思维的发展。以教科版《义务教育教科书·科学》二年级下册“磁铁能吸引什么”为例，可以使学生经历猜测—实验—理性修正—结论—应用的探究过程。

1.加强交流，使“成果”思维有支架

俗话说“理不辩不清，事不辩不明”。为此，教师要组织学生充分交流，其最终目的是能让他们在交流中提出自己独特的见解，接受不同的意见，达成共识，取得思维上的飞跃。“猜测”环节，特别强调通过眼睛看、手摸等方式去观察准备物品，而不是凭“图”“文”，要让猜测有理有据。班级交流中关于“铝片”能否被磁铁吸引，学生思考了很多，引发了认知冲突和自我反思，激发了彼此灵感，促进了构建新的猜测。

生：“铝片”能被磁铁吸引，因为它属于金属。（多数学生猜测观点）

生：（质疑）“铝片”不能被磁铁吸引，我曾尝试用磁铁靠近它却无法吸住。

生：（质疑）“铝片”不能被磁铁吸引，铜是金属但吸不住，不能说金属能被吸住。

生：（质疑）“铝片”不能被磁铁吸引，铁能被磁铁吸引，铝片只是看起来像铁。

班内举手再表决观点时，猜测不能的学生占多数，但有部分学生仍坚持是能的。最终，大家把“铝片”归为不确定。由此受到启发，学生对“铜片”“铜导线”也提出争议，归为“不确定”。

2.注重记录，使“成果”思维有根据

本课中学生要先后两次进行记录，第一次是猜测记录，第二次是实验记录。在第二次记录的指导中，教师必须强调保留猜测痕迹的重要性。这样，通过实测和猜测的不同结果对比，理性修正，使“成果”思维有理有据，促使学生进一步去反思错误猜测的原因，从而发现磁铁能吸引含铁一类的物质。由此可见，注重记录的指导，能直接有效地促进学生思维的深度发展。

3.强化表达，使“成果”思维有条理

没有表达和交流，就无法高效完成教学。对于不同年龄段的学生，教师应当采用不同的引导方式。针对低段学生，可用简练的汇报句式提示。中高段学生，可适当放手，让他们选择自己擅长的方式，如语言、画图、模型等多元形式来探讨，以丰富对“成果”的认识。学生的表达有条理，能体现“成果”思维的条理性。

汇报句式可以如下：

我会这样说……

我猜（cāi）测（cè）……能/不能被磁铁吸引，是因为……

（三）迁移应用，提高学习能力

迁移应用所学的知识和方法是实施小学科学深度学习的重要目标，也是提升学生科学应用能力的重要方式。

在教科版《义务教育教科书·科学》四年级上册“消化与呼吸”单元中，关于“饮食与健康”的教学，可以组织学生利用所学知识，制订健康饮食计划，如设计“一周营养食谱表”并尝试按计划执行，再为家庭成员量身定制饮食计划，鼓励从身边做起，以点带面，呼吁更多人做到健康饮食，学以致用，以发展学生深度学习能力。

三、全程评价，升华学习体验

在合作、交流、探索的过程中，学生学会了自主思考、自主发现问题，在“成果”的驱动下形成了完整有效的解决问题的方案。同时，还需要依托过程性评价、终结性评价为主的全程评价，以不断地丰富学习“成果”的形式，升华学习体验。

（一）注重过程研讨

在研讨环节中，往往能对学生的探究活动进行过程性反思评价，这是思维发展与生成的必要环节，对学习品质和深度思维的培养都有重要意义。在过程性评价中，教师要充分利用观察记录等“成果”，帮助学生深度观察分析，关联更多的信息，升华对概念的体验和理解。

如在“食鹽和小苏打溶解”实验中，个别小组得到的小苏打溶解份数的实验结果总是远超过合理结果范围。面对异常数据，最直观的解决方法是拿出该组所做小苏打实验时的烧杯，与合理结果范围内的烧杯作比较，从中学生会发现，该组烧杯底部有厚厚的白色粉末，而其他组的只是薄薄一层。通过直观对比，学生就可以针对现象开展评价，并猜测这个组在操作中并未做到“小苏打完全溶解再加下一份”的要求。而教师在班级内巡视的过程中，及早关注到个别小组，并拍照记录下操作情况，等到汇报时留错再现，作为反例，能使学生对完全溶解现象的学习再次得到强化。

（二）强化“成果”评价

在每个阶段的学习后，教师还需要进行总结性评价，以了解学生通过这段时间的学习是否达到了预期的教学目标。我们可以尝试用思维导图、小制作等形式开展，并公开展示“成果”，强化“成果”评价。如教科版《义务教育教科书·科学》五年级上册“生物与环境”的思维导图成果展、一年级树叶贴画成果展等，都是这样的评价方式。

以“成果”为导向的教学在促进小学科学深度学习方面具有重要价值。采取积极有效的教学策略，既要发挥教师主导作用，又要强化学生的主体地位，通过揭示“前概念”、优化过程、全程评价等策略，能最大化地强化以“成果为导向”的小学科学深度学习活动的科学化、系统化、效能化应用，使小学科学深度学习实现新的、更大的突破，最大限度培养学生的科学素养。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育小学科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]刘恩山，胡卫平，郝京华.义务教育小学科学课程标准解读[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]喻伯军.小学科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2020.

[4]余化龙.基于深度学习的小学科学探究活动策略[J].广西教育，2020（7）.

（责任编辑：杨强）