构建“CEA”解释模型促进深度学习的实践——以《大气压强》为例 .pdf

构建"CEA”解释模型促进深度学习的实践——以《大

气压强》为例

蔡呈腾

本文摘要：以解释大气压强存在为实例来构建"CEA”解释模型，并进行应用。通过实

例，以课程标准、模型要素、解释内涵等来设置“CEA"解释模型来促进深度学习。具

体实践通过活动开放、对比设计、证据全面和归因分析来达成深度学习。“CEA"解释

模型在课堂教学中具有表征上的简化与抽象、思维上的推理与预测、活动上的协作与

会话等价值。

关词：“CEA”解释模型深度学习大气压强

“科学地解释现象”是PISA2015素养框架中三大能力要素之一。解释自然现象

是科学的核心任务，也是科学教学的重要形式。对广泛的教师在课堂上的科学解释行

为进行分析，大致可将科学解释分为类比的、拟人的、功能的、起源的、机制的、形

而上的、实用的、理性的、同义反复的和目的论的等十种解释类型⑴。这十种解释类

型中，有些解释类型并不符合促进学生深度学习。教师只有通过建构标准的解释模型

来帮助学生构建科学概念，从而才能促进学生深度理解科学概念。本文以学习大气压

强为例，通过构建“CEA”解释模型来促进学生深度理解大气压的存在。

“CEA”解释模型中的“CEA”分别代表对比（Contrast）、证据（Evidence）、归因

（Attribution）。“对比”就是通过设置一个对比实验，在对比实验中能呈现出相

对的、差异性大的实验现象，为解释提供“证据”，从而解释科学现象。在“对比”

实验操作形成相对“证据”的过程，需要通过“归因”来深化从现象到本质的科学概

念构建与理解。“CEA”解释模型构架如图1所示。

一、“CEA”解释模型设置

1.基于课程标准设置“CEA”解释模型教学目标

“CEA”解释模型设置是基于教学目标的具体体现，需要充分考虑解释所需要的科学

概念与学生接受能力之间的关系。《义务教育初中科学课程标准（2011版）》对大气

压强的课程要求是“通过实验认识大气压”⑵。浙教版初中科学教材对“认识大气压”

教材内容设置包括大气压强存在的证据，大气压强的大小等。浙教版八年级科学上册

第2章第3节大气压强的第1课时的主要内容就是“大气压强的存在”。教材是通过

图2覆杯实验、图3牛奶盒的变化、图4瓶中取袋三个活动，形成大气压强存在的证

据链，再通过“讨论与交流”中的图5吸饮料、图6紧贴在墙面上的吸盘，利用大气

压强存在的知识解释这两种现象，最终通过图7科学史马德堡半球实验以及阅读材料

图8“吸盘一一动物身上的马德堡半球”进一步解释与应用。

图2覆杯实验图3牛奶盒的变化图4瓶中取袋图5吸饮料图6紧贴

图7马德堡半球实验图8章鱼触手上的匕

基于“CEA”解释模型来学习大气压强的存在，目标指向初中科学课程核心素养，

具体如下：

①通过构建“CEA"解释模型，建立大气压强存在是基于大气作为物质存在的反映，

形成物质观和平衡观；

②构建“CEA”解释模型解释大气压强存在来培养模型建构、科学推理及论证的科学

思维能力；

③基于自主活动开展大气压强存在的探究实践，通过对比、问题、证据、解释、交流

等活动构建“CEA”解释模型，并利用“CEA”解释模型来解释大气压强存在；

④在构建和应用“CEA”解释模型过程中深入理解大气压强存在的科学本质。

2基.于模型要素设置“CEA”解释模型教学内容

“CEA”解释模型的对比、证据和归因，本身是科学思维过程，是从科学现象深化为

科学本质的过程，为深度学习提供脚手架。

（1）对比，为证据提供显著现象。解释大气压强存在，为学生提供自主活动的实例，

提供对比实验。如图4瓶中取袋实验，既提供完整的塑料袋，也提供底部有小孔的塑

料袋，这样就形成了成功与失败实验的对比。通过成功与失败的对比分析，形成“构

建一个封闭空间”是解释和应用大气压强来实现特定功能（如盘能“吸”在墙面上）

的关。

（2）证据，为归因提供典型案例。大气压强存在的“CEA”解释模型，关的环节是

活动需要一个“操作”来减小密闭空间里的大气压强。在所有体现大气压强存在的现