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本文以苏教版小学科学四年级上册《热空气与冷空气》一课为例，阐述了深度学习在小学科学课堂中的具体体现。从教学目标的制订、教具的改造和问题情境的创设入手，反思原来课堂中存在的问题，给出了具体的解决方法;也给广大科学教师提供了切实可行的三个思考方向，以期帮助教师们找到更多支持小学生深度学习的教学方法。
深度学习是指基于理解的学习，是学生围绕富有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生可以批判性地学习新的思想和事实，将其融入原有的认知结构，并将已有的知识迁移到新的学习情境中，从而做出决策并解决学习中的问题。
深度学习在科学课堂上的体现则是学生通过观察、实验、调查等方法获得大量的直接认识经验，通过阅读、手机资料获得丰富的间接认识经验，通过分析综合整理信息、假设、寻找解释和推理获得由直接认识转化为间接认识的经验，通过合作、发表、讨论、辩论获得与他人交往的经验。学生在这种认识与实践相互转化的经历中，从自己的经验走向科学，将科学知识内化为自己的知识。
从概念层次上来说，深度学习是真正有意义的学习;从实践操作来说，深度学习存在着很多困难，老师们难以把传统的教学方法提升到支持学生“深度学习”的层次。目前的研究大多停留在理论层次或者只是给出了一些策略，然而我认为只有从案例角度进行研究，才能让老师们看到“深度学习”在课堂上的可操作性，给老师们提供能直接借鉴的方法。可惜的是，目前关于深度学习的课堂教学案例研究还很少，研究小学科学课堂案例的更是寥寥无几。笔者在教学苏教版小学科学四年级上册《热空气与冷空气》这一课时获得了一些灵感，从以下三个方面对“深度学习”进行了思考和实践。
一、因材施教，深度思考教学目标
在我还是实习生的时候，我就一直认为一节课中最重要的是教学过程。后来随着学习的深入和前辈们的指点，我越来越体会到教学目标的设置才是核心。目标对了，过程只是实现目标的载体，过程的好坏影响着教学效果的优劣。而若目标定错了，也就是方向错了，再好的教学方法也是在走弯路。课标和教参上的教学目标不无道理，但它们都有普适性。换言之，就是学生在学完这节课后必须掌握的内容，是最低标准，盲目照搬不符合学生学情，而应深度加工教材，创造性地使用教材，应根据课标要求、学生“前概念”以及学生的学习能力制订目标，这就是以学定教，因材施教。
《热空气与冷空气》是苏教版小学科学“我们周围的空气”这单元中的第二课。学生通过学习与实验知道了冷空气下降与热空气上升，并且知道了其中的原理。接着教师提问：
问：风是怎么形成的？
生1：我们周围的空气在流动。
追问：这节课学习了冷空气和热空气，你能用学过的知识来解释一下吗？
生2：有的地方空气是热的，往上流动，形成了向上的风。有的地方空气是冷的，空气往下流动，形成了向下的风。
对于这个问题，基本上所有的同学都认为是空气的流动形成了风，是不是答到这种程度就可以了？我們来看看课标对此知识点的要求，科学《课程标准（2017）》版在物质世界3.3中提到“知道空气的流动是风形成的原因”。通过课标我们发现，学生1的说法似乎没有错，如果出一道填空题他一定能写出是“空气流动形成风”，但是他的回答和本课内容无关。空气的流动在前一节课《空气的性质》中已经教过了，他是在用前一节课的内容回答这节课的问题。也就是说他可以不用学这一节课就完成本课的教学目标，那这样的目标有什么意义呢？我们仔细揣摩学生2的回答，不难发现，他对“风的形成”的解释是很表面的，他只关注到了冷热空气下降上升造成的纵向空气流动，但解释不了空气为什么会横向流动，学生2并没有将所学知识理解透彻。
为了让教学目标更准确，我先考查了同学们关于“风的形成”的前概念，结果发现大多数学生都能说出风形成和空气流动有关。学生的认知率如此之高，如果教学目标还是原封不动的话，如何能引起学生的学习兴趣，课堂教学又何来效率，更不用提“深度学习”了。
其实风形成的真正原因应该是冷热空气相互补充，空气的循环流动形成了风。这种描述是学生凭借自己前概念回答不出来的，但又处在学生的最近发展区内，是学生需要深度学习才能理解的。这是有必要并且有方法进行深度学习的点。
因此，鉴于以上思考和对学生“前概念”的调查，为了利于学生的深度学习，我因材施教，将此知识点的教学目标提升了一个层次：通过对热空气上升和冷空气下降的深度思考，能说出冷热空气循环流动是风形成的原因;通过使用并改进风的形成演示器，看见空气循环流动形成了风;能在具体情境中根据冷热地区不同判断风向。
二、变中求立，深度研究教具改造
基于学生学情，我们将教学目标升华了一个层次，满足了学生深度学习的需要。但是教材中提供的教具依然是支持原来的教学目标的，因此我们要对教具进行改造。在我校省“十三五”规划课题“支持小学生‘深度学习’的学生盒开发研究”中指出，深度学习需要依赖实物作为载体;而小学生接触科学学科时间不长，且都处在皮亚杰认知结构理论中具体运算阶段，虽然他们能进行一定程度的抽象运算，但运算过程需要具体物体的支持，对那些不存在的事物或从没发生过的事物还不能进行思考。风是存在的且每天都在发生，但是风只能感受，看不见实体，所以针对本课新的教学目标“通过对热空气上升和冷空气下降的深度思考，能说出冷热空气循环流动是风形成的原因”，教具改造的方向就是让学生看见风的流动，且流动的原因是冷热空气下降和上升。如果学生在教师的帮助下能制作出这样一件教具，那他一定对风形成原因理解透彻，深度学习到的知识支持他做出新教具，新教具又能将深度学习的内容真实地反馈出来，两者相辅相成互相补充，学生的学习又怎么能不深入呢？
凭空创造一件新教具是很有难度的，而改造教具则可以说是站在前人的肩膀上了。我们来看原来的教具（如图1）。
深度学习是指基于理解的学习，是学生围绕富有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在这个过程中，学生可以批判性地学习新的思想和事实，将其融入原有的认知结构，并将已有的知识迁移到新的学习情境中，从而做出决策并解决学习中的问题。
深度学习在科学课堂上的体现则是学生通过观察、实验、调查等方法获得大量的直接认识经验，通过阅读、手机资料获得丰富的间接认识经验，通过分析综合整理信息、假设、寻找解释和推理获得由直接认识转化为间接认识的经验，通过合作、发表、讨论、辩论获得与他人交往的经验。学生在这种认识与实践相互转化的经历中，从自己的经验走向科学，将科学知识内化为自己的知识。
从概念层次上来说，深度学习是真正有意义的学习;从实践操作来说，深度学习存在着很多困难，老师们难以把传统的教学方法提升到支持学生“深度学习”的层次。目前的研究大多停留在理论层次或者只是给出了一些策略，然而我认为只有从案例角度进行研究，才能让老师们看到“深度学习”在课堂上的可操作性，给老师们提供能直接借鉴的方法。可惜的是，目前关于深度学习的课堂教学案例研究还很少，研究小学科学课堂案例的更是寥寥无几。笔者在教学苏教版小学科学四年级上册《热空气与冷空气》这一课时获得了一些灵感，从以下三个方面对“深度学习”进行了思考和实践。
一、因材施教，深度思考教学目标
在我还是实习生的时候，我就一直认为一节课中最重要的是教学过程。后来随着学习的深入和前辈们的指点，我越来越体会到教学目标的设置才是核心。目标对了，过程只是实现目标的载体，过程的好坏影响着教学效果的优劣。而若目标定错了，也就是方向错了，再好的教学方法也是在走弯路。课标和教参上的教学目标不无道理，但它们都有普适性。换言之，就是学生在学完这节课后必须掌握的内容，是最低标准，盲目照搬不符合学生学情，而应深度加工教材，创造性地使用教材，应根据课标要求、学生“前概念”以及学生的学习能力制订目标，这就是以学定教，因材施教。
《热空气与冷空气》是苏教版小学科学“我们周围的空气”这单元中的第二课。学生通过学习与实验知道了冷空气下降与热空气上升，并且知道了其中的原理。接着教师提问：
问：风是怎么形成的？
生1：我们周围的空气在流动。
追问：这节课学习了冷空气和热空气，你能用学过的知识来解释一下吗？
生2：有的地方空气是热的，往上流动，形成了向上的风。有的地方空气是冷的，空气往下流动，形成了向下的风。
对于这个问题，基本上所有的同学都认为是空气的流动形成了风，是不是答到这种程度就可以了？我們来看看课标对此知识点的要求，科学《课程标准（2017）》版在物质世界3.3中提到“知道空气的流动是风形成的原因”。通过课标我们发现，学生1的说法似乎没有错，如果出一道填空题他一定能写出是“空气流动形成风”，但是他的回答和本课内容无关。空气的流动在前一节课《空气的性质》中已经教过了，他是在用前一节课的内容回答这节课的问题。也就是说他可以不用学这一节课就完成本课的教学目标，那这样的目标有什么意义呢？我们仔细揣摩学生2的回答，不难发现，他对“风的形成”的解释是很表面的，他只关注到了冷热空气下降上升造成的纵向空气流动，但解释不了空气为什么会横向流动，学生2并没有将所学知识理解透彻。
为了让教学目标更准确，我先考查了同学们关于“风的形成”的前概念，结果发现大多数学生都能说出风形成和空气流动有关。学生的认知率如此之高，如果教学目标还是原封不动的话，如何能引起学生的学习兴趣，课堂教学又何来效率，更不用提“深度学习”了。
其实风形成的真正原因应该是冷热空气相互补充，空气的循环流动形成了风。这种描述是学生凭借自己前概念回答不出来的，但又处在学生的最近发展区内，是学生需要深度学习才能理解的。这是有必要并且有方法进行深度学习的点。
因此，鉴于以上思考和对学生“前概念”的调查，为了利于学生的深度学习，我因材施教，将此知识点的教学目标提升了一个层次：通过对热空气上升和冷空气下降的深度思考，能说出冷热空气循环流动是风形成的原因;通过使用并改进风的形成演示器，看见空气循环流动形成了风;能在具体情境中根据冷热地区不同判断风向。
二、变中求立，深度研究教具改造
基于学生学情，我们将教学目标升华了一个层次，满足了学生深度学习的需要。但是教材中提供的教具依然是支持原来的教学目标的，因此我们要对教具进行改造。在我校省“十三五”规划课题“支持小学生‘深度学习’的学生盒开发研究”中指出，深度学习需要依赖实物作为载体;而小学生接触科学学科时间不长，且都处在皮亚杰认知结构理论中具体运算阶段，虽然他们能进行一定程度的抽象运算，但运算过程需要具体物体的支持，对那些不存在的事物或从没发生过的事物还不能进行思考。风是存在的且每天都在发生，但是风只能感受，看不见实体，所以针对本课新的教学目标“通过对热空气上升和冷空气下降的深度思考，能说出冷热空气循环流动是风形成的原因”，教具改造的方向就是让学生看见风的流动，且流动的原因是冷热空气下降和上升。如果学生在教师的帮助下能制作出这样一件教具，那他一定对风形成原因理解透彻，深度学习到的知识支持他做出新教具，新教具又能将深度学习的内容真实地反馈出来，两者相辅相成互相补充，学生的学习又怎么能不深入呢？
凭空创造一件新教具是很有难度的，而改造教具则可以说是站在前人的肩膀上了。我们来看原来的教具（如图1）。