支架式教学法促进学生深度学习

◇詹林芳（浙江：杭州江南实验学校）

2022年版科学课标提出的总目标是培养学生的核心素养。深度学习是促进学生素养形成的有效途径。素养最直接的表现，就是学生能学以致用，包含在类似情境下迁移应用，以及在不同情境下创造性地解决问题。支架，在教学中，是指教师为学习者搭建向上发展的平台，把复杂的学习任务加以分解，让学生在科学课堂上进入深度学习状态，有效促进学生高阶思维的发展，提高学习的有效性，成长为一个独立的学习者。笔者在科学课上常用的教学支架有：问题情境、实验材料、实验单等等。

一、基于真实，搭建情境支架

科学探究是一个发现问题、解决问题的过程，科学课堂正是在解决一个个问题中推进的，学生的认知也是在问题的解决中建构的。问题解决要基于旧知识，如果没有原有经验做基础，新知学习就是纸上谈兵。真实的问题情境能使学生发现科学学习并不遥远，也没有那么高深莫测，科学就在我们身边，由此激发学生的学习热情，主动灵活地建构知识体系。

《运动与摩擦力》一课由三个活动组成，分别是：感知摩擦力和测量物体运动时的摩擦力；研究摩擦力大小与接触面光滑程度的关系；研究摩擦力大小与物体重量的关系。本课伊始，教师基于学生的生活，从学生喜欢的运动入手，把要研究的问题设置在一个关于“运动”的场景中，以“参加拔河比赛要选择哪双鞋”的情境引入本课，带领学生认识摩擦、摩擦产生的条件，体会因摩擦产生的阻碍物体运动的力。这一来源于生活的科学情境暴露了学生的前概念，生成了最真实的科学问题。这样的问题贴近学生的生活实际，不是凭空而来，学生发现科学就在身边，让学生有话可说、有理可依。整节课学生都是基于这一真实的问题，展开思考和研究，并由浅入深。这样的情境为学生的深度学习提供了“生长点”。

二、优化结构，搭建材料支架

新课标指出，科学探究既是科学学习的目标，也是科学学习的途径，而材料是学生解决科学问题、获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。小学生的思维水平大多停留在形象、直观层面，这使得他们所能认识和理解的也往往局限于自己可以动手操作的具体事物。所以，教师应从学生的角度来选择和呈现实验材料，为学生搭建丰富的材料支架，引导学生更有效地去探究、去发现、去解决问题，为学生的深度学习提供有力的“支撑点”，实现从操作经验到理性认识的顺利发展。

（一）选择可视化材料，丰富感性经验

小学生对于本质的理解往往基于自己观察到的现象，教师把细小甚微的现象，以“可视化”材料为依托，组织一系列具体、可操作、可观察的活动，将抽象、不可见的概念转化为具体、可见的现象，由此让学生得到“看得见”的事实。

“声音”单元的教学一直是小学科学中极具挑战性的“疑难问题”。声音看不见也摸不着，课堂教学中，我们尽可能借助典型材料，把细微的现象放大，让现象变得“可见”。

四年级上册第二单元“声音”的第二课《声音是怎样产生的》一课，属于科学探究课。这一课通过探究认识声音产生的原因（由物体振动产生），培养学生的观察能力和思考能力。学生对声音虽然很熟悉，但多数学生并不了解物体发出声音的本质，对物体的振动也没有直观的感受和理解。这正是本课教学最有价值的地方。

执教这一课时，为了更形象地凸显物体的振动，让学生有更直观的感受，笔者将教材中的小皮筋改成了宽皮筋，为了方便学生拨动，设计了较大的、方便观察的木板、铁钉皮筋套组（见图1）。操作简单，实验现象明显，学生能直观地感受到皮筋的左右振动，更好地理解振动和声音之间的关系。

图1

在皮筋实验材料的基础上，启发学生继续思考：观察皮筋的哪一个部分，现象会更明显呢？进而引导学生给皮筋做一个标记，贴一个红点（见图2），观察的时候，聚焦到这个点上，更直观地感受皮筋的运动。

图2

（二）提供结构化材料，丰富探究过程

材料的种类和不同组合以及课堂呈现给学生的次序，我们可以简单理解为材料的结构。有结构的材料有利于激发学生的学习兴趣，在整个探究活动中，我们可以通过优化材料，使其具有结构性，让学生利用有结构的材料进行探究，提高科学探究的有效性，促进学生的深度学习。

在《声音是怎样产生的》一课中，笔者不仅选用了“可视化”材料，而且在材料的选择和呈现上注意结构性。在研究更多物体发声实验时，教师提供了更多的材料：钢尺、鼓。振动的物体由线状到条状到一个面，物体振动更加难以直接观察了，教师也采用同样的方法贴上标记（红点）（见图3 图4），由面聚焦到点，让学生在探究过程中发现物体发声之间的共通点，并逐渐找到物体发声的规律，理解和建立振动和发声之间的关系。

图3

图4

这样的材料提供，不仅提高了实验精度，降低了学习难度，而且更好地呈现了知识和探究活动的内在逻辑关系，促进了学生高阶思维的发展。

（三）借助模型，丰富直观体验

科学课要培养学生的核心素养，包含科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面。科学思维主要包括模型建构、推理论证、创新思维等，模型建构成为科学思维重要的一部分。我们在学习宇宙、工程设计的时候，通常会用到模型建构，如太阳系的模型，各种桥梁、房屋、塔台的模型等。

在《电动机》一课中，利用磁极的相互作用使转子转起来。如何使转子连续转动是学生学习理解的一个难点。课堂实验使用的小马达较小，结构比较复杂，虽然在通电的情况下能够看清楚转子方向的变化，但是学生还是难以真实理解和描述。笔者听过叶军老师执教的《电动机》一课，利用自制的板贴模型，将电动机磁铁和转子的结构放大，让学生能够通过模型更直观地理解它们之间的互相作用，并且在推测和模型演示中产生新的问题：转到中间位置后，磁铁和转子互相吸引了，为何还会继续转？从而引发了新一轮的思考和探究，让深度学习真正发生。

三、巧用学习单，搭建活动支架

科学课把探究和实践作为学生学习科学的主要方式，强调从学生熟悉的日常生活出发，联系实际，解决真实情境中的问题，通过亲身经历探究和实践活动学习科学。这既是科学课培养学生核心素养的要求，也是学生兴趣所在。

长时探究在整合活动的基础上，能够给予学生充分的时间和空间，促进学生深度学习。学习任务单的使用，能够让学生的思考更深入，长时探究更有效。

《电能和磁能》是六年级上册“能量”单元的第四课，本课以教师引导下的学生自主探究为主要学习方式，通过实践研究，让学生认识电磁铁的基本性质。

在简单回忆了磁铁的性质后，教师出示了一枚铁钉、一段导线、一节电池，演示“电磁铁”的组装方式。学生观察到这个装置通电后能吸引回形针，断电后不能吸引回形针，由此对这个装置的性质和通电后发生的变化做出各种猜测。教师引导学生对提出的问题和怎么去检测证明进行思考，根据猜测确定研究方法。“研究电磁铁的性质”是本课的教学重点，采用任务驱动学习法，学生根据学习任务单，选择合适的材料，对第一环节的猜测进行合作探究、证实，让深度学习真正发生。

教师提供的材料有：绝缘细导线（两端剥皮）、大铁钉、电池和电池盒、剪刀、大头针、塑料片、橡皮、木片、回形针、标明南北极的条形磁铁。

具体操作步骤如下：教师用课件出示学习任务单；学生阅读学习单，不清楚的地方可以提问；简单地提示要求（通电时间不可过长、注意安全等）；PPT展示“电磁铁”的结构。

在学习任务单中，第一任务是画一个“电磁铁”，不仅能让学生更好地理解这个结构，也为后续学习导线缠绕方式的不同会影响电磁铁的南北极打下基础。

在第二个任务的研究中，教师没有给出具体的可操作的方法：如该装置通电后去靠近回形针，我们发现______，说明______；该装置通电后去靠近磁铁，我们发现________，说明_____。而是由学生自主选择材料，在刚才研讨环节的提示和引导下，有效地使用已有的材料，去研究自己的问题，解决自己的困惑，真正做到了尊重学生，把学习的主动权交给学生。这样的设计，更能体现实证意识的培养和思维的深度发展，符合深度学习的特点。

学生在任务单的驱使下，在充足实验时间的保证下，有效地对前一环节的猜测进行研究，也可以对自己研究过程中产生的新问题进行探索。这个过程是开放的、积极的、主动的、多元的，学生的研究既在教师的意料之中，也在教师的意料之外。

任务单最后比较电磁铁和磁铁的异同点，又将引导学生将自己研究的装置的性质和磁铁进行比较，有目的、有方向地思考、归纳和总结，并审视自己在探究过程中存在的不足和其他发现，及时修正和补充。这是真正自主的深度学习。

深度学习关注的不仅仅是学生对知识技能的掌握，而是要激发学生科学探究的兴趣，培养科学思维，发展科学实证意识，最终内化为学生的科学素养。