“磁现象”教学设计中有关深度学习的研究

［摘 要］以“磁现象”为例，比较分析浅层学习和深度学习的差异，探索更优的教学方法，以促进学生的深度学习。

［关键词］磁现象；深度学习；浅层学习

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）14-0053-04

近年来，如何促进学生深度学习已经成为国内外课堂教学研究的一个热点。学生深度学习的能力并不是与生俱来的，需要教师通过好的教学设计和教学活动来培养。基于此，笔者以华师大版科学教材八年级下册第5章第1节“磁现象”为例，比较分析浅层学习和深度学习的差异，探索更优的教学方法，以促进学生的深度学习。

一、深度学习的概念界定

1976年，美国学者Ference Marton和Roger Saljo在《学习的本质区别：结果和过程》一文中首次提出了浅层学习和深度学习的概念。之后，学者们开始对浅层学习和深度学习进行研究并提出了许多不同的见解。

《人是如何学习的：大脑、心理、经验及学校》一书对深度学习进行了详细的介绍，指出深度学习是通过探究学习的共同体促进有条件的知识和元认知发展的学习［1］。我国黎加厚等学者认为，深度学习是指在理解学习的基础上，学习者批判性地学习新的思想和事实，将它们融入原有的认知结构中，将众多思想相互关联，并将已有的知识迁移到新的情境中，作出决策和解决问题的学习［2］。龚雷雨和袁锦明两位学者从学习态度、学习方法和学习结果三个维度对深度学习进行了描述。他们认为“深度学习是学生实现有意义学习的一种学习方式。在学习态度上，表现为学习者对学习充满兴趣，具有很高的积极性，以及在学习过程中感到快乐。在学习方法上，表现为学习者和同伴开展头脑风暴；踊跃发言；表达自己的观点；发现问题并提问；在理解问题的基础上记忆；把新知识与原有知识相关联；联系不同学科的知识；批判性地思考，质疑教师和书本的知识。在学习结果上，表现为学习者能举一反三，进行知识迁移，能和日常生活相结合，解决具体问题”。［3］

由此可以看出，对于深度学习，国内外学者虽然有着不同的见解，但对其本质的理解还是一致的，即认为深度学习是一种强调通过高阶思维将新旧知识进行整合，并将知识迁移到真实情境中用来解决实际问题的学习方式，是学生自我导向的一种主动积极的行为。其中，需要我们高度重视的是深度学习的核心——高阶思维，它主要是指发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，如归纳、分析、推理、预测、反思等思维活动［4］。只有真正融入这些思维活动的课堂教学才能有效促进学生的深度学习，才能让学生对学习感兴趣，能够主动地将新旧知识进行衔接，并敢于发言、勇于质疑，学会举一反三、学以致用。

二、“磁现象”的浅层学习

关于“磁现象”一课，常见的典型教学案例如下。

环节一：教师选择磁悬浮陀螺或神奇的擦窗器创设情境引入课堂，让学生猜测其中的原理。学生很容易猜到是利用了磁的知识，能够说出是因为物体内部有磁铁且它们相互排斥或者相互吸引。教师对学生的回答予以肯定，顺利引出本课主题。

环节二：教师通过一问一答的方式让学生回忆已学过的磁知识，并要求学生小组合作，利用提供的实验器材进行实验验证。待学生实验操作之后，教师再通过一问一答的方式让学生作答，由此引出磁性、磁体、磁极、磁极间的相互作用等概念。

环节三：首先，教师通过演示实验或者让学生开展实验活动，使学生明白物体之间需要相互接触才能产生力的作用，而磁体之间不需要相互接触就能产生力的作用，从而引出磁场的概念。接着，教师通过直接告知的方式或者引导学生进行实验，使学生认识到可以用铁粉在磁体周围的分布情况来表示磁场，从而引出磁感线的概念，建立磁场模型。

上述案例中，环节一看似有教学情境，有学生的猜测和互动，实则流于形式。学生在小学阶段已经学过有关磁体的知识，对于磁悬浮陀螺和擦窗器并不陌生，他们只要稍作思考就能回答问题，无法使他们达到愤悱的状态。教师得到想要的答案之后继续按照预设进行教学，没有对情境做更深层次的处理并将它用于之后的教学，只是为了引入而引入，学生没有生成，缺乏观察、比较、分析等思维活动。环节二有学生实验，看起来十分热闹，但是将已学的知识再次放入课堂中让学生重新做实验来验证意义不大，对学生来说只是知识的简单重复，而这些知识仍然是零散、孤立的。环节三选用铁粉这种材料也是教师直接告知的，并不是学生通过做实验、发现问题、优化方案、自我修正之后得到的。

在上述教学中，学生的学习停留在浅层上。学生不是学习的主人，他们沿着教师给定的路线前行，没有精彩的思维碰撞，没有展现出高阶思维，所学的也只是记忆性的知识，并且都是概念、原理等浅表知识。学生并没有在新知识和原有知识之间建立联系，也没有将已有的知识应用到实践中，缺少反思和批判性思考。

三、“磁现象”的深度学习

为了促进学生的深度学习，笔者针对上述浅层学习的问题，对“磁现象”的教学进行如下优化与改进。

（一）活动引入，激发兴趣

在引入环节中，教师先给每组学生准备一个小风筝（风筝内部藏着不同的物体，有铁钉、钴片、镍片等）和一个用白纸包裹的未知物体（内有强磁铁），再用PPT出示如图1所示的活动任务。学生小组合作完成任务。

[请你利用白纸包裹的物体在没有风的情况下让小风筝飘在空中。][活动：放风筝][温馨提示：小组合作，一人拉线，一人拿着小风筝和白纸包裹的物体进行操作，不方便时可以站起来。]

图1 教学引入PPT

分析：这个活动的难度在于学生事先并不知晓小风筝和白纸内部的物体，他们要凭借自己的知识储备和对两者的观察以及动手操作来判断并合作完成放风筝的任务，这一任务具有趣味性和挑战性。从学情角度分析，初二学生已经具备了一定的逻辑思维能力，并且他们在小学阶段已经学习了有关磁体的知识，对生活中的磁现象有较为丰富的体验。从目标角度分析，对于磁体的基础知识，教师可以减少单向讲授，多增加学生的自主学习、小组合作活动，以提高他们的观察能力、动手操作能力，培养他们的团队协作意识等。基于这两点分析，这样的引入设计贴近学生的“最近发展区”，能够激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。在活动中，学生需要调用原有的知识来解决“如何利用白纸包裹的物体使风筝飘在空中”这一问题，这是一个自我导向、主动建构的过程，能化被动学习为主动学习，将浅层学习变为深度学习。同时，学生还会在一开始无法让风筝飘起来，到后来经过小组合作，不断尝试，最终使风筝飘起来的过程中获得成就感、增强自信心。这和深度学习学习态度上的特点相吻合。此外，风筝放成功之后，学生会对小风筝和白纸内到底有什么物体产生疑问，进而产生强烈的探究欲，为后续的学习做铺垫。

（二）实验探究，自主建构

在学生完成放风筝的任务之后，教师出示如图2所示的PPT，让学生根据活动现象猜测小风筝和白纸内部的物体并进行说理，要求学生在不破坏小风筝和白纸的前提下设计实验进行验证，同时将相关内容填写在学案上。学生首先组内交流，对小风筝和白纸内的物体进行猜想，然后将所有的猜想汇总之后进行小组汇报，并针对每一类猜想进行说理，最后设计实验方案并进行验证。

[实验与探究][思考：为什么将白纸包裹的物体放在小风筝的上方，风筝就能够飘在空中？][·猜想与假设：白纸内部是                      ，小风筝内部是                            。

你的理由是：                                                         。

·实验方案：                                                             。

·实验结论：白纸内部是                          ，小风筝内部是                          。]

图2 磁体教学PPT

分析：这个探究活动的关键在于让学生根据实验现象对白纸和小风筝内的物体进行猜想、说理、验证。小学三年级下册“磁铁”这一单元让学生通过观察和实验得出磁性的概念，找到磁体中磁性最强的部分——磁极，同时设置活动让学生自己寻找磁铁的南北极，探究磁极间的相互作用。此外，还介绍了指南针及其制作方法，以及磁化的概念。可见，学生在小学阶段已经通过实验对磁性、磁极和磁极间的相互作用有了较好的认知。因此，在教学中可以减少学生对已有知识的简单记忆和实验步骤的重复练习，增加观察、分析、预测、推理等思维活动，培养学生的高阶思维，促进学生的深度学习。

探究活动中，学生根据实验现象把猜想写在学案上，教师将学生典型的猜想放入一张PPT中同时呈现，组织学生观察、比较所有的猜想，评价猜想的合理性并进行分类。待学生分类之后，教师再组织学生对每一类猜想进行说理，然后让提出同类猜想的学生说理，再让其他学生评价、补充。这种交流互动的方式，避免了师生之间简单的一问一答，从组内交流到班级交流，从独学到组学再到群学，突出了学生的自我发现、交流评价、合作学习，促进了学生的深度学习。