用“还原可见”教学促进学生走向深度思维
淳安县教育发展研究中心 章荣华
2022版的科标指出科学教学的主要任务是培养的学生核心素养，具体包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等四大方面，其中科学思维是核心和关键能力。要求，教学中要把分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、联想与想象、重组思维、发散思维、突破定势等基本的思维方法在科学领域的具体应用，作为基础的教学目标。把培养模型建构、推理论证、创新思维，作为重要的教学目标。
要实现这些目标，需要在教学中关注学生深度思维习惯的培养，通俗地说，就是在学习过程中，引导学生“喜欢想、有想法、想得通、想得深”。当然，现实中，小学生的思维离这种状态还有距离，比如呈现“思维懒惰、思维空泛、思维断层”等现象。
事实上，学生思维的发生、发展需要遵循一定的机理，比如按照杜威的观点来说，内容是思维发生的基础，需要架构持久、稳定的内容体系才能助力学生思维的持续发生；再如学生的思维具有具象特性，需要半具象半抽象材料的支撑，才能跨越困境，才能从具象走向抽象。
“还原可见”教学是破解这些难点的良策，它是基于最近发展区理论，立足小学生思维具象特征而设计的一种教学方式，在这场教学中，立足学情、具身体验、图示支撑、对比教学、痕迹追寻是常态。为了比较形象地认识、认同这些做法，我结合五上《光的反射现象》一课和大家交流一下学生的深度思维是如何在“还原可见”教学中达成的。
把脉学情是“还原可见”教学的基础，能起到规划深度思维导航的作用。基于大概念来审视和解读“光的反射”概念，厘清在“前概念—具体概念—主要概念—核心概念—统一概念—哲学观点”各阶段的内涵是确保学生深度思维养育的基础。经历分析，本课可以按照“光能被反射-反射光是沿直线传播的-反射光和照射光是对称的-不同物体反射光的本领不同-物体只是反射了一部分光，还有一些光转化成了其它形式的能量”的发展序列重构教学，实现概念理解的深度发展。
整个学程可以围绕“照射光是直线传播的，反射光是怎样传播的？照射光和反射光的传播路线有什么关系？反光现象对我们的生活是有利还是有害呢？镜子能将光反射回去，其它物体能反光吗？没有被反射回去的光到哪里去了？”五大结构问题展开，为学生深度思维发展指明清晰的路径。
任务驱动是“还原可见”教学的关键，它的落实能助力深度思维启航。怎样才能让学生的思维处于喜悦状态，设计真实的、挑战性任务，让“学生的认知、身体和环境三者合一，认知嵌入大脑，大脑嵌入身体，身体嵌入环境”是一方良策。
这种任务在设计上，要把握“思路可迁移、唤醒全身心行动、强化社会性互动、解决综合性问题、产生有影响力成果”等基本原则。
像教学设计中那样，让学生在不改变手电筒照射角度的情况下，挑战“直接照亮小动物、照亮纸板上的小动物、照亮纸板后的小动物”这种开放式的任务就可算是真实任务。
它对于学生来说是很有吸引力的，因为学生在活动中建立的关于“反射光是怎样传播的”的原有认识是有分歧的，这种矛盾、差异、冲突能重新激活学生思维，吸引学生投入问题的探索中。
图景对比是“还原可见”教学的核心，能助推深度思维远航。深度思维是一个信息重组、联结的过程。传统课堂信息反馈局限在“语言叙说”层面，抽象、不可见等特性不利于大脑对信息做出深刻加工。而用图景能破解大脑的工作记忆量只能储存三四个单位信息量的局限，以看得见的形式将信息集中呈现，以更大、更稳定的外部缓存记录思维的信息，为思维联结的发生提供帮助。
《光的反射》一课是充满图景对比的。比如对于“黑色瓶子也会反光”“光能转变成热等能量”等概念的理解就是借助黑白双瓶、有无银色坐垫的电瓶车这些图片，在对比中逐步建立的。
“光能转变成热等能量”对于学生来说无法理解，但当学生带着“没有被物体反射回去的光去哪里了？”这一问题去研讨“太阳底下，有无银色坐垫的电瓶车，哪种情况更容易入座？”的问题时，学生开启了新认识，个体观念开始走向明朗——它们可能待在物体里面了，也有可能变成了一种新物质。
痕迹追寻是“还原可见”教学的保障，能实现深度思维抵航。让学生看到自己思维发展、更迭的过程，能进一步夯实深度思维的信心。“反射光是沿直线传播的，和照射光是对称的”这些观念的建立就是在原有学习痕迹上做出反复修正完成的。学生经历了“依据经验画光路图——实验后修正光路图——应用中描述光路图”等环节的反复探究。在不断尝试，不断修正中建构起最科学、最完善的科学认识。
总之，“还原可见”教学强调了学习痕迹的关注和再造，关注了图景元素的表达与对比，重构了身体、认知与环境的整体关系，为大脑思维架构了一个相互交织，相互作用的直观学习场。它的落实能帮助小学生澄清认识上的迷茫，链接思维上的断层，生成概念描述的言语，帮助学生在历经有深度体验感的学习中获得概念理解上的丰盈，实现核心素养的培育。
接下来，让我们和学生一起经历《光的反射现象》学习，体验深度思维养育的过程。
《光的反射现象》
——教科版科学五上第一单元第6课《光的反射现象》课堂教学实录
一、学单导航，暴露先有概念
师：今天老师和大家探究一个新问题。这里有一个手电筒，下面有一张卡纸，卡纸上有一个动物头像。我们要用手电筒照亮卡纸上的小动物，需要怎么做？
生：沉默
生：将它，将手电筒打开。
师：就这么简单，你上来试试看。
学生上前打开手电筒。
师：打开手电筒，有没有照亮卡纸上的小动物？
学生齐声说：有，照亮了。
师：谁能把手电筒发光照射出的光的传播路线画出来？
生：举手，跃跃欲试。
师：请这位同学上前试试。
生：用白板笔从手电筒出发，画了一条指向小动物的直线。
师：光从手电筒中照射出来，它是一个方向的，所以这里应该加上一个箭头。（教师边说边画上箭头）
师：从图中可以看出，光的传播路线......
生：（齐声说）直线传播。
师：看来同学们对光的认识学得很扎实，接下来我们来做新的挑战——把这张卡纸移出光照区，放在这个旁边的桌子现在光照不到小动物了，你们有没有办法不改变光照射的角度，让光继续照到这个小动物身上？
生：用镜子把这光反射到卡纸上。
生：可以用镜子来折射。
师：接下来，提高难度，把里面的卡纸翻开，后面还有一只小动物。现在卡纸上有1号、2号两只小动物，我们要让光照射到2号小动物身上，有需要怎么做？（教师边讲解边操作）
生：用镜子折射
师：我想有的同学可能有所启发，有的同学可能还没有思路。不过没关系，我给大家准备了两面镜子，大家要用最少的镜子去完成两项任务，完成后，大家要把实验的结果画在记录单上（教师打开记录单进一步解释）。
生：分小组展开实验操作（本探究环节视频有大量删减）。
实验中学生跃跃欲试，努力设计照亮方案，用画图表达了自己的想法——用镜子改变光的传播路线，照亮小动物。从实验过程看来，学生对于镜子的摆放位置存在一些分歧，对于反射光的传播路线也是想法众多。有的同学认为反射光在传播速度上要慢些，所以是曲线传播的，但大致方向向前；有的同学认为方镜子反射的光是一个方框，圆镜子反射的光是圆形，因此反射光是块状传播的；还有的学生认为镜子反射的光应该和原来的光一样是沿直线传播的......
师：（8分钟后）我们把材料整理好，说一说自己小组照亮小动物的方案。
生：（走向讲台白板处，指着大屏）1号小动物是先用镜子对着光，折射到1号小动物的身上。2号是，先用第一个镜子折射到上方，再用第二个镜子折射到下方的2号小动物身上。
师：是不是啊？好的。不过这个记录单有一个小小的问题，就是前面老师说的......
生：箭头。
师：示意学生画出箭头。
生：拿起笔补充光线的箭头。
师：其实，当手电筒照射出来的光遇到镜子这样的物体后，会被反射回去，所以这样的光被称之为反射光，不是折射光。（教师黑板板书“反射光”）
师：现在你能说说，我们是怎样照亮2号小动物的？
生：我们用了两面镜子，先用一面将手电筒的光反射出去，然后再用一面镜子接着光继续反射，最后照亮了2号小动物。
二、可视反馈，修正概念偏差
师：很棒。那我想问同学们，大家都知道光在射出的时候它是按照直线传播的，那么反射的光是不是也是像我们刚射出来的光那样，也是按照直线传播的？
生：是的。
师：你是怎么知道？在生活中，哪里见过反射的光沿直线传播的现象？
生：有一次我拿着手电筒，照射到镜子上，就是想造出几个影子来，结果反射到墙上去了。师：那从那个镜子里反射出来到墙上去的光，你看到的是直线传播的？
生：直线传播的。
师：你看到有一条线吗？
生：看到了光，没有看到线。
师：那到底是不是直线呢？你说。
生：是直线，因为之前再镜子上反射的时候，只要调整角度，还是能让光照在你想照的那个点上。
师：所以根据实验现象，你认为它是直线传播。你们想亲眼看看直线传播的反射光吗？
生：想。
师：我今天给大家带来了一个研究反射光路线的神器——光的反射演示器。大家看好了，它反射光师很美丽的。教师边演示边讲解——仔细看，我们从这里照进去，这是不是入射光啊？照进来的光看见了吗？那你看，它的反射光在哪里啊？唉，看见反射光了吗？是不是直线传播的？
生：是的。
师：现在老师把这个照射的角度往上移，移到这里来。你认为这个反射光还是在这个位置吗？
（教师一边演示一边追问）反射光是往上动还是往下动？我们亲眼看一看。
生表现出惊喜、期待的样子。
生：往上移动。
师：假如再往上移呢？你认为反射光会怎么样？
生：往上移动。
师：看了这么多现象，我想问同学们一个问题：（用彩色塑料管标记刚开看到的现象）第一次在这里射进去的，结果它的反射光是从这里反射出来；第二次的时候我们反射光是从这里照进去的，结果反射光往上移动了些，又从这里出来了；第三次往上些照进去，它在这里也往上移反射出来。这可是孔雀开屏啊！我想问同学们，我们的反射光有什么特点呢？
生：随着光源的方向不同，反射光柱也会改变方向的。
师：谁能说得更加清晰些。
生：一开始那个蓝色（光）是从60度照射进去的，反射过去之后到另外一边的60度。这边是从哪个地方开始，那边就到哪个地方出来。
师：就是反射光和照射光都会在一个数字上。
生：光源越高，出来的地方也随着变高。
师：那个出来的地方叫什么？
生：叫反射光。
师：也就是光源越高，反射的光也就越高。
生：这是平等角。
师：刚才老师演示了三次，看到照射进来的光和反射出去的光其实是一种美，这种美在我们数学中学过，叫做什么美？
生：（齐声）对称美。
师：所以反射光有一个很大的特点，就是它跟照射的光是会对称的。（教师板书：与照射光师对称的）。既然反射光和照射光是对称的，那我们刚才画的图，画的好不好？如果是觉得画的好，就打个“优”；如果觉得画不好，可以用红笔再改一下。
学生拿出原先的实验记录单，开始修改自己的记录，很多同学基于对称的思路审核照射光和反射光的路线，并做出评价和修改。
三、应用辨析，巩固习得概念
师：（等待学生修正完成）反射光对人的生产与生活是有利的还是有害呢？
生：有利的，比如说车子上有一个镜子，可以看到后面的车子，看一下后面是否发生危险。
师：这个镜子叫什么镜？
生：（和教师齐声说）叫汽车观后镜，或者叫后视镜。
生：有些小孩玩一些激光笔，照到眼睛怎么办？
师：所以你认为反射光是有害的，过分的强光会对婴儿或者小孩的视力是有伤害的。他这个说法科学家也证实过。
生：潜艇，它那个潜望镜在深海里的时候，深海光线很暗，，就是用潜潜望镜来的。
师：看什么？看鱼吗？
生：探索深海。
师：是用潜望镜看海面的东西？还是看海里面的东西？你认为是人爬在海面上看下去了。实际上潜望镜是潜在水底下，然后看到了水面上的物体。在我们的生产、生活中，光的反射到底是有害还是有利的呢？同学们说了很多，我们接下来看一段微视频。
学生观看视频，认识到了生活中，光的反射应用广泛，道路上的广角镜、照镜子、潜水艇作战、医生检查耳道、汽车观后镜都是光的反射的科学运用，而反射光也会给人类生活带来不利，如光污染等。
师：看来这段视频，我们都知道光反射对我们的生活来说......
生：有利有害。
师：其实，这就像科学家说的科学师一把双刃剑，对我们的生活有利也会有害。学到现在，大家都知道光遇到镜子之后会发生什么现象？
生：（齐声）反射
四、图景对比，拓展概念认识
师：那大家是否想过这个问题——除了镜子会反射光之外，其他的物体会不会反射光呢？
生：会。
师：说说看，什么东西会反射光？
生：铁
生：冰块
......
师：老师这里有一个白瓶子和一个黑瓶子，这个白瓶子能反射光吗？
生：能。
师：黑瓶子呢？
生：有的说能，有的说不能。
师：你看到什么现象证明黑瓶子能反射光？
生：因为我们看到了它。
师：而且我们发现黑瓶子上是不是也有白白的，发光一样的东西，这就是反光。我小时候就有一个很大的疑问——可能世界万事万物都可以反射光，但是每一种物体反光情况不同（教师板书：不同物体反光本领不同），比如这个白瓶子发射了很多的光，让我们看得很清楚，黑瓶子反射了一点点光，我们不是看得很清楚，那些没有被反射的光到哪里去了呢？
生：到空气里去了。
生：到大自然里去了。
生：被反射的物体又反射回去了。
师：剩下的又到哪里去了？
生：又被反射回去了。
生：我觉得是到了没有照到的地方。
师：比如说，灯光照射到我身上，一部分被反射，还有一些光到哪里去了？
生：到别人身上。
师：到别人身上就是反射回去了。
生：留在了自己身上。
师：是留在了自己身上，是不是这样？这个问题是我们下节课要探究的重要问题，下节课我们继续研究剩下的光到哪里去了？
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