推动《让小车运动起来》课堂的深度学习

〔摘""要〕"小学科学课程作为体现科学本质的综合性基础课程，其核心目标之一是培养学生的科学素养。在传统的教学过程中，存在学生兴趣欠调动、学生实践欠深度、学生思维欠发展等问题，影响了教学质量的提高。鉴于此，本文以教科版科学四年级《让小车运动起来》一课为例，围绕以动起来、快起来和准起来三个进阶任务对小学科学课堂教学进行了优化实践研究。〔关键词〕"小学科学；素养导向；深度学习；学习进阶一、问题提出小学科学课程作为体现科学本质的综合性基础课程，其核心目标之一是培养学生的科学素养。深度学习是可以提升学生认知的学习方式，能促进高阶思维能力发展，同时提高解决问题的能力。但是在日常教学中教师常遇到以下问题。（一）学生兴趣欠调动单一的教学内容和教学方法使教师在教学中缺乏灵活性和创新性，难以激发学生对学习的兴趣和好奇心。如果学生的学习脱离了实际情境，一些学生可能会怀疑科学的重要性和实际应用的价值，认为学习科学没有实际用途，对学习科学缺乏信心和热情。（二）学生实践欠深度前概念调查中，我们发现，大多数四年级学生知道：拉力越大，小车运动得越快；反之则越慢。如果按部就班教学，只是为了实验而进行实验探究，他们将很难在新的情境中完成对知识的迁移、运用和转换，运用知识去解决实际问题的能力将更显薄弱。（三）学生思维欠发展传统考试评价体系易让学生感到学习是为了应付考试，而非出于兴趣和探索的需求，导致学习枯燥无味。当教学目标仅停留在知识点的记忆和掌握、忽视学生的思维能力和问题解决能力的培养时，学生思维发展会受限。二、教材分析《让小车运动起来》是教科版小学科学四年级上册第三单元“运动和力”的第一课。本单元以小车作为研究对象，通过使用秒表、弹簧测力计、小垫圈等工具来获取实验数据，研究物体运动和其受到的动力之间的关系。通过进阶式的科学实践活动，逐步建构力能改变物体的运动状态、运动的物体具有能量的概念。《让小车运动起来》一课指向《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程课标》）核心概念“物质的运动与相互作用”中的“力是改变物体运动状态的原因”，其具体内容要求是“举例说明给物体施加力可以改变物体运动的快慢，也可以使物体开始或停止运动”。在本课中，学生先用体验活动让小车运动起来，初步认识物体的运动与其作用力之间的关系；尝试让小车运动得更快，加深理解物体运动快慢和力之间的关系；最后研讨如何让运动的物体停下来，认识改变物体静止或运动状态必须有力的作用；力的大小、方向不同对物体运动的影响也不同。在实际教学中，教师需要不断学习反思，要深刻认识到培养学生核心素养的重要性，基于学情采取有效的措施展开教学活动，促进学生核心素养提升。因此设定《让小车运动起来》教学目标如下（见表1）。三、模型界定《课程课标》课程理念提出：倡导设计学生喜闻乐见的科学活动，创设愉快的教学氛围，保护学生的好奇心，激发学生学习科学的内在动机。小学科学教师的主要任务是激发学生对课堂的兴趣，唤起学生对探究的好奇心和热情，突破科学知识的抽象化，提高课堂教学效率，让学生自主进行深度学习。笔者将本节课教学内容分解为三个阶段，即“动起来”“快起来”和“准起来”。第一阶段“动起来”，通过体验感知，引起学生注意，暴露前概念，借助支架同化学生的认知结构；第二阶段“快起来”，通过依托设计实践活动，优化实验方法，建立数据模型进行认知加工；第三阶段“准起来”，设置挑战任务，顺应迁移，深度建构概念，通过评价，指向素养发展。四、操作策略（一）“动起来”1.认识车辆，聚焦问题聚焦问题作为课堂教学的起始环节，对于整个教学过程的进行和教学目标的实现具有重要作用。笔者通过联系生活，观看不同的车辆运动，引起注意；说一说车辆靠什么运动起来，暴露前概念；概括运动和“力”相关，快速聚焦单元主题，引出探究任务。2.组装车辆，尝试解决对于解决问题，每个学生都有自己的方法。教师可以搭建活动支架，引导学生借助小车、绳子、垫圈三种材料，尝试不用手作为动力让小车运动起来。活动支架为学生提供了一个支持性的学习环境，有挑战性的任务能让学生更加积极地参与到学习过程中；固定材料帮助学生将对力零碎的认识加以整合，形成一个更加完整连贯的知识体系。3.分析动力，构建概念教师可以通过适当的干预建立问题支持，科学探究问题串可以让学生在渐进的问题情境中深入思考，锻炼高阶思维。学生尝试后，教师为同化力的认识，设置“为什么垫圈能够拉动小车？垫圈的重力是向下的，但是小车水平方向运动是怎么回事呢？只要有力就能让小车运动起来吗？”问题链。在交流中，帮助学生初步建立和完善小车的动力是源于垫圈向下的重力通过绳子转换成水平的拉力的概念。（二）“快起来”1.设计实验，科学探究实验在科学课堂教学中占据主要地位。学生要通过有效的科学实验来获得科学认知，提高核心素养。要真正地激发学生的科学思维，必须让学生真正经历有效地设计实验过程、明确实验要求、科学进行探究。让小车运动快起来这个活动中，学生通过倍数法增加垫圈，使垫圈数量差距更大，能让实验最终的结果更为科学。2.优化计时，助力探究通过科学的实验探究，精准地测量力和运动之间的关系，进一步对学生的认识进行加工。在小组合作中，如果用秒表测量小车运动的时间，误差较大，难以获得有效数据并得出正确结论。因此，笔者采用自动化感应的红外线掌控板计时器来计时（见图1），优化了秒表所造成的误差，精确的数据可以免去学生对错误数据的筛选，让学生思维更加集中在力和速度的关系上。3.数据建模，发现规律学生在教师指导下，根据科学探究方法搜集、分析数据，获取证据，运用创造性思维和逻辑推理来解决问题，并得出结论。在开展科学探究活动过程中，教师应鼓励学生自己动手操作，并把详细数据如实地记录在表中（见表2）。教师可以把学生数据绘制成柱状统计图，帮助学生更清楚地发现小车运动的速度与其受到的拉力大小之间的关系。（三）“准起来”1.挑战任务，应用迁移设置挑战任务，学生不仅能将所学知识应用到新的实际问题中，完成迁移应用，教师还能观察学生在挑战任务中的表现，了解学生对知识的掌握和应用能力。本课设置让小车运送货物通过起点到终点50cm赛道刚好用时为3秒的挑战活动。持续点燃学生对科学的兴趣和热情，促进学生对核心概念的深度理解、有效建构和迁移应用。2.调试小车，思维进阶调试数据不仅是一个技术性的过程，更是一个锻炼提升思维能力的过程。每一次的调试都是对知识的检验和升华。在不断地调试和实践中，培养更加全面和科学的思维方式；在新的调试过程中，夯实数据分析的理论基础；培育敏锐的洞察力和灵活的应变能力。这个过程既是问题解决的过程，更是体现能力、发展思维的过程。3.嵌入评价，评价多元嵌入式评价能帮助学生更好地关注实验操作过程，掌握科学探究方法，让其能够更深入参与实验探究过程，提高科学探究能力。依据自己在实验过程中的操作填写评价表，通过评价量规，学生能清晰地看到自己的学习成果和不足，从而明确改进方向。教师评价、学生自我评价与群体间相互评价相结合，实现评价多样性。五、总结与启示经历多次项目活动的设计和实践，笔者认为在核心素养导向下开展小学科学深度学习应做到以下几点。（一）基于真实问题，引导主动学习核心素养的核心是会学，学而知之，推动其他素养的培养与提升。在教学中，教师要尝试引导和促进学生学会，树立主动的学习意识，进行自主地建构知识。教师提出具有挑战性的问题，有助于增强学生对知识的探索欲，激发学习兴趣，培养学习意识，提高学习能力。（二）亲历科学探究，建立学习支架在科学课堂上，让学生像科学家一样亲历科学探究。科学探究要围绕创设情境、提出问题、自主探究、合作交流、总结反思和应用迁移六大基本要素展开，为学生创设了一个科学思维的训练场。科学思维常常伴随在学生的科学探究中，在不断地进行质疑、批判、思辨、反思，提出和解决问题的思路与方法的过程中，深度学习悄然发生。（三）迁移探究结论，促进深度理解深度学习强调深化知识的核心，把握事物的本质意义。在科学教学中，教师应努力创造将