推動(dòng)《讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)》課堂的深度學(xué)習(xí)

〔摘""要〕"小學(xué)科學(xué)課程作為體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，其核心目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，存在學(xué)生興趣欠調(diào)動(dòng)、學(xué)生實(shí)踐欠深度、學(xué)生思維欠發(fā)展等問(wèn)題，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。鑒于此，本文以教科版科學(xué)四年級(jí)《讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)》一課為例，圍繞以動(dòng)起來(lái)、快起來(lái)和準(zhǔn)起來(lái)三個(gè)進(jìn)階任務(wù)對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)踐研究?！碴P(guān)鍵詞〕"小學(xué)科學(xué)；素養(yǎng)導(dǎo)向；深度學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)進(jìn)階一、問(wèn)題提出小學(xué)科學(xué)課程作為體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，其核心目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)是可以提升學(xué)生認(rèn)知的學(xué)習(xí)方式，能促進(jìn)高階思維能力發(fā)展，同時(shí)提高解決問(wèn)題的能力。但是在日常教學(xué)中教師常遇到以下問(wèn)題。（一）學(xué)生興趣欠調(diào)動(dòng)單一的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法使教師在教學(xué)中缺乏靈活性和創(chuàng)新性，難以激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和好奇心。如果學(xué)生的學(xué)習(xí)脫離了實(shí)際情境，一些學(xué)生可能會(huì)懷疑科學(xué)的重要性和實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，認(rèn)為學(xué)習(xí)科學(xué)沒(méi)有實(shí)際用途，對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)缺乏信心和熱情。（二）學(xué)生實(shí)踐欠深度前概念調(diào)查中，我們發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)四年級(jí)學(xué)生知道：拉力越大，小車(chē)運(yùn)動(dòng)得越快；反之則越慢。如果按部就班教學(xué)，只是為了實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，他們將很難在新的情境中完成對(duì)知識(shí)的遷移、運(yùn)用和轉(zhuǎn)換，運(yùn)用知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的能力將更顯薄弱。（三）學(xué)生思維欠發(fā)展傳統(tǒng)考試評(píng)價(jià)體系易讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)是為了應(yīng)付考試，而非出于興趣和探索的需求，導(dǎo)致學(xué)習(xí)枯燥無(wú)味。當(dāng)教學(xué)目標(biāo)僅停留在知識(shí)點(diǎn)的記憶和掌握、忽視學(xué)生的思維能力和問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)時(shí)，學(xué)生思維發(fā)展會(huì)受限。二、教材分析《讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)》是教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)第三單元“運(yùn)動(dòng)和力”的第一課。本單元以小車(chē)作為研究對(duì)象，通過(guò)使用秒表、彈簧測(cè)力計(jì)、小墊圈等工具來(lái)獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究物體運(yùn)動(dòng)和其受到的動(dòng)力之間的關(guān)系。通過(guò)進(jìn)階式的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，逐步建構(gòu)力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)的物體具有能量的概念?！蹲屝≤?chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)》一課指向《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程課標(biāo)》）核心概念“物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)與相互作用”中的“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”，其具體內(nèi)容要求是“舉例說(shuō)明給物體施加力可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢，也可以使物體開(kāi)始或停止運(yùn)動(dòng)”。在本課中，學(xué)生先用體驗(yàn)活動(dòng)讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，初步認(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)與其作用力之間的關(guān)系；嘗試讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)得更快，加深理解物體運(yùn)動(dòng)快慢和力之間的關(guān)系；最后研討如何讓運(yùn)動(dòng)的物體停下來(lái)，認(rèn)識(shí)改變物體靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須有力的作用；力的大小、方向不同對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響也不同。在實(shí)際教學(xué)中，教師需要不斷學(xué)習(xí)反思，要深刻認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性，基于學(xué)情采取有效的措施展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)提升。因此設(shè)定《讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)》教學(xué)目標(biāo)如下（見(jiàn)表1）。三、模型界定《課程課標(biāo)》課程理念提出：倡導(dǎo)設(shè)計(jì)學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的科學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)愉快的教學(xué)氛圍，保護(hù)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。小學(xué)科學(xué)教師的主要任務(wù)是激發(fā)學(xué)生對(duì)課堂的興趣，喚起學(xué)生對(duì)探究的好奇心和熱情，突破科學(xué)知識(shí)的抽象化，提高課堂教學(xué)效率，讓學(xué)生自主進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。筆者將本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容分解為三個(gè)階段，即“動(dòng)起來(lái)”“快起來(lái)”和“準(zhǔn)起來(lái)”。第一階段“動(dòng)起來(lái)”，通過(guò)體驗(yàn)感知，引起學(xué)生注意，暴露前概念，借助支架同化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；第二階段“快起來(lái)”，通過(guò)依托設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，建立數(shù)據(jù)模型進(jìn)行認(rèn)知加工；第三階段“準(zhǔn)起來(lái)”，設(shè)置挑戰(zhàn)任務(wù)，順應(yīng)遷移，深度建構(gòu)概念，通過(guò)評(píng)價(jià)，指向素養(yǎng)發(fā)展。四、操作策略（一）“動(dòng)起來(lái)”1.認(rèn)識(shí)車(chē)輛，聚焦問(wèn)題聚焦問(wèn)題作為課堂教學(xué)的起始環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)教學(xué)過(guò)程的進(jìn)行和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。筆者通過(guò)聯(lián)系生活，觀看不同的車(chē)輛運(yùn)動(dòng)，引起注意；說(shuō)一說(shuō)車(chē)輛靠什么運(yùn)動(dòng)起來(lái)，暴露前概念；概括運(yùn)動(dòng)和“力”相關(guān)，快速聚焦單元主題，引出探究任務(wù)。2.組裝車(chē)輛，嘗試解決對(duì)于解決問(wèn)題，每個(gè)學(xué)生都有自己的方法。教師可以搭建活動(dòng)支架，引導(dǎo)學(xué)生借助小車(chē)、繩子、墊圈三種材料，嘗試不用手作為動(dòng)力讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。活動(dòng)支架為學(xué)生提供了一個(gè)支持性的學(xué)習(xí)環(huán)境，有挑戰(zhàn)性的任務(wù)能讓學(xué)生更加積極地參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中；固定材料幫助學(xué)生將對(duì)力零碎的認(rèn)識(shí)加以整合，形成一個(gè)更加完整連貫的知識(shí)體系。3.分析動(dòng)力，構(gòu)建概念教師可以通過(guò)適當(dāng)?shù)母深A(yù)建立問(wèn)題支持，科學(xué)探究問(wèn)題串可以讓學(xué)生在漸進(jìn)的問(wèn)題情境中深入思考，鍛煉高階思維。學(xué)生嘗試后，教師為同化力的認(rèn)識(shí)，設(shè)置“為什么墊圈能夠拉動(dòng)小車(chē)？墊圈的重力是向下的，但是小車(chē)水平方向運(yùn)動(dòng)是怎么回事呢？只要有力就能讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)嗎？”問(wèn)題鏈。在交流中，幫助學(xué)生初步建立和完善小車(chē)的動(dòng)力是源于墊圈向下的重力通過(guò)繩子轉(zhuǎn)換成水平的拉力的概念。（二）“快起來(lái)”1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)在科學(xué)課堂教學(xué)中占據(jù)主要地位。學(xué)生要通過(guò)有效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得科學(xué)認(rèn)知，提高核心素養(yǎng)。要真正地激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，必須讓學(xué)生真正經(jīng)歷有效地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、明確實(shí)驗(yàn)要求、科學(xué)進(jìn)行探究。讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)快起來(lái)這個(gè)活動(dòng)中，學(xué)生通過(guò)倍數(shù)法增加墊圈，使墊圈數(shù)量差距更大，能讓實(shí)驗(yàn)最終的結(jié)果更為科學(xué)。2.優(yōu)化計(jì)時(shí)，助力探究通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究，精準(zhǔn)地測(cè)量力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，進(jìn)一步對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)進(jìn)行加工。在小組合作中，如果用秒表測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，誤差較大，難以獲得有效數(shù)據(jù)并得出正確結(jié)論。因此，筆者采用自動(dòng)化感應(yīng)的紅外線掌控板計(jì)時(shí)器來(lái)計(jì)時(shí)（見(jiàn)圖1），優(yōu)化了秒表所造成的誤差，精確的數(shù)據(jù)可以免去學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的篩選，讓學(xué)生思維更加集中在力和速度的關(guān)系上。3.數(shù)據(jù)建模，發(fā)現(xiàn)規(guī)律學(xué)生在教師指導(dǎo)下，根據(jù)科學(xué)探究方法搜集、分析數(shù)據(jù)，獲取證據(jù)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維和邏輯推理來(lái)解決問(wèn)題，并得出結(jié)論。在開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手操作，并把詳細(xì)數(shù)據(jù)如實(shí)地記錄在表中（見(jiàn)表2）。教師可以把學(xué)生數(shù)據(jù)繪制成柱狀統(tǒng)計(jì)圖，幫助學(xué)生更清楚地發(fā)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度與其受到的拉力大小之間的關(guān)系。（三）“準(zhǔn)起來(lái)”1.挑戰(zhàn)任務(wù)，應(yīng)用遷移設(shè)置挑戰(zhàn)任務(wù)，學(xué)生不僅能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到新的實(shí)際問(wèn)題中，完成遷移應(yīng)用，教師還能觀察學(xué)生在挑戰(zhàn)任務(wù)中的表現(xiàn)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。本課設(shè)置讓小車(chē)運(yùn)送貨物通過(guò)起點(diǎn)到終點(diǎn)50cm賽道剛好用時(shí)為3秒的挑戰(zhàn)活動(dòng)。持續(xù)點(diǎn)燃學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情，促進(jìn)學(xué)生對(duì)核心概念的深度理解、有效建構(gòu)和遷移應(yīng)用。2.調(diào)試小車(chē)，思維進(jìn)階調(diào)試數(shù)據(jù)不僅是一個(gè)技術(shù)性的過(guò)程，更是一個(gè)鍛煉提升思維能力的過(guò)程。每一次的調(diào)試都是對(duì)知識(shí)的檢驗(yàn)和升華。在不斷地調(diào)試和實(shí)踐中，培養(yǎng)更加全面和科學(xué)的思維方式；在新的調(diào)試過(guò)程中，夯實(shí)數(shù)據(jù)分析的理論基礎(chǔ)；培育敏銳的洞察力和靈活的應(yīng)變能力。這個(gè)過(guò)程既是問(wèn)題解決的過(guò)程，更是體現(xiàn)能力、發(fā)展思維的過(guò)程。3.嵌入評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)多元嵌入式評(píng)價(jià)能幫助學(xué)生更好地關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，掌握科學(xué)探究方法，讓其能夠更深入?yún)⑴c實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，提高科學(xué)探究能力。依據(jù)自己在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作填寫(xiě)評(píng)價(jià)表，通過(guò)評(píng)價(jià)量規(guī)，學(xué)生能清晰地看到自己的學(xué)習(xí)成果和不足，從而明確改進(jìn)方向。教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)與群體間相互評(píng)價(jià)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)多樣性。五、總結(jié)與啟示經(jīng)歷多次項(xiàng)目活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐，筆者認(rèn)為在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下開(kāi)展小學(xué)科學(xué)深度學(xué)習(xí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。（一）基于真實(shí)問(wèn)題，引導(dǎo)主動(dòng)學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)的核心是會(huì)學(xué)，學(xué)而知之，推動(dòng)其他素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升。在教學(xué)中，教師要嘗試引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)，樹(shù)立主動(dòng)的學(xué)習(xí)意識(shí)，進(jìn)行自主地建構(gòu)知識(shí)。教師提出具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索欲，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)習(xí)能力。（二）親歷科學(xué)探究，建立學(xué)習(xí)支架在科學(xué)課堂上，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣親歷科學(xué)探究。科學(xué)探究要圍繞創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題、自主探究、合作交流、總結(jié)反思和應(yīng)用遷移六大基本要素展開(kāi)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)科學(xué)思維的訓(xùn)練場(chǎng)?？茖W(xué)思維常常伴隨在學(xué)生的科學(xué)探究中，在不斷地進(jìn)行質(zhì)疑、批判、思辨、反思，提出和解決問(wèn)題的思路與方法的過(guò)程中，深度學(xué)習(xí)悄然發(fā)生。（三）遷移探究結(jié)論，促進(jìn)深度理解深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)深化知識(shí)的核心，把握事物的本質(zhì)意義。在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)努力創(chuàng)造將