促進學生深度學習的化學教學設計

梅偉權

[摘 要]基于化學深度學習的主要特征，以“相對分子質量的計算”課堂實踐為例，從目標定位、活動設計、持續評價等方面探索指向學科核心素養的化學深度學習的操作路徑。

[關鍵詞]深度學習；教學設計；課堂實踐

[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）32-0057-03

一、深度學習的主要內涵

所謂“深度學習”，是指在真實復雜的情境中，學生運用所學的本學科知識和跨學科知識，運用常規思維和非常規思維，將所學的知識和技能用于解決實際問題，以發展批判性思維、創新能力、合作精神和交往技能的認知策略。深度學習的“深度”指向學科核心素養，目的是為了構建有意義的學習，將學科知識、學科能力、學科思想和學科經驗融合為核心的學科素養在教學中進行有機滲透，跳出知識傳授的桎梏，培養思維的深刻性，切實克服目前學科教學中普遍存在的機械化學習、碎片化學習以及淺層化學習等弊端。

化學學科教學視域下的深度學習是一種有效學習方式，其主要特征是：（1）關注批判理解。學生對學習材料保持批判或懷疑的態度，在質疑辨析中加深對深層知識和復雜概念的理解。（2）強調知識整合。初中化學學科視角的知識整合主要包括多學科知識的整合、化學知識與生活生產的整合、新舊知識的整合等，通過多種知識和信息間的連接，以實現長期保持和遷移應用。（3）著重學習的構建反思。學生通過不斷對自身知識建構結果的審視反思、吐故納新，形成對學習積極主動的檢查、評價、調整與改進。（4）面向問題解決。學生對學習情境深入理解，把握關鍵要素，在相似情境中能夠做到遷移應用，并創造性地解決現實問題。

二、基于深度學習的教學設計

基于深度學習的教學設計，是對淺層化學習的改進。從教學設計板塊來看，其架構主要包括單元學習主題、深度學習目標、深度學習活動和持續性評價。相對于淺層化學習，其教學設計中的關鍵問題也有所不同。

三、基于深度學習的化學課堂實踐

“相對分子質量的計算”的教學是初中化學計算的啟蒙教學，也是初中化學學科的重要內容之一。一直以來，該內容已形成了相對固定的教學模式，即“教師示范，學生模仿；教師講解，學生操練”。調研發現，學生只是將有關相對分子質量的計算作為一項計算技能，教師重點關注的是如何讓學生盡快熟練掌握這項技能，而忽視了幫助學生建立化學價值觀。從“初步認識定量研究化學反應對于科學研究和生產實踐的作用”的教學目標出發，化學計算的學習其實是一個綜合理解和應用化學概念的過程，并非單純的數學運算，也非簡單的方法技能復制。如何上好這節課，既是對教學理念的考驗，也是對教學行為的檢閱。下面以該課題為例，探索促進學生深度學習的教學策略。

1.目標定位：發展高階思維能力，引領學生深層理解

美國教育家布盧姆將思維過程具體劃分為七個階段，即記憶、理解、應用、分析、綜合、評價和創造，其中記憶、理解、應用是低階思維，分析、綜合、評價和創造為高階思維，是發生在較高認知水平層次上的心智活動或認知能力。高階思維是高階能力的核心，主要指創新能力、解決問題能力、決策能力和批判性思維能力。

初中化學計算的學習具有連續性、階段性、發展性和整體性的特點。本課題中，基于課標、教材和學情，以一瓶“過氧化氫溶液”為載體創設真實情境，以讀懂“過氧化氫溶液標簽”為主線，從計算相對分子質量、物質各組成元素的質量比以及物質中元素的質量分數等主要知識目標開始，通過對過氧化氫溶液中過氧化氫和水兩種物質相關計算的對比與類比，多角度引發一系列具有邏輯性的問題鏈。而在此過程中，始終將學生高階思維能力的發展作為教學暗線貫穿其中，反映了化學學科本質及思想方法，實現了知識教學的豐富價值，使學生的知識學習與思維能力實現同步發展。

2.活動設計：組織結構化學習任務，引導學生深度體驗

學習任務是課題和教學目標的具體化。在深度學習中，一個好的教學任務是具有挑戰性、可行性和有趣的，是情境、任務和問題的三位一體。積極有效的情境創設有助于學生對抽象知識的學習，但是教學不僅要重視“抽象知識情境化”，更應該關注“情境知識抽象化”，兩者兼顧方能讓學生在順利理解知識的基礎上，理解知識是怎樣的以及為什么是這樣的。而在這其中，結構化問題設計讓知識元素有機聯系，結構化技術支撐讓知識深度凸顯，結構化活動組織讓學生間的合作得以建構。

教學片段1：“相對分子質量”概念的形成。

【實物展示】一瓶學生實驗室制取氧氣時用過的過氧化氫溶液。

【閱讀標簽信息】過氧化氫溶液的作用、保存方法等。

【設問】30%過氧化氫溶液中含有哪些物質？

【追問】過氧化氫和水分別是由什么粒子構成？

【微觀模型觀察】觀察1個過氧化氫分子和1個水分子的微觀模型。

【探究】猜想哪一種分子質量比較大，為什么？（學生發現1個過氧化氫分子比1個水分子多1個氧原子，猜想過氧化氫分子質量較大）

【追問】我們能否依據化學式的意義，利用數據進行相關的計算、比較？

【討論】以過氧化氫為例：1個過氧化氫分子由2個氫原子和2個氧原子構成。由于原子的實際質量很小，常采用相對原子質量計算，引出相對分子質量的概念。

【板書】過氧化氫的相對分子質量=1×2+16×2=34。（與標簽基本一致）

【任務1：比比誰最快】你能嘗試計算水的相對分子質量嗎？（每一個學生在自己的白板上寫出計算過程和結果，并迅速舉起，及時反饋，交流糾錯）

【結論】通過數據比較發現，過氧化氫的相對分子質量大于水的相對分子質量，猜想成立。

【任務2：比比誰最準】計算NH4NO3和CO（NH2）2 的相對分子質量。

【交流與評價】放手讓學生自己學習、自己評價，不斷糾正錯誤，讓學生自己將問題想明白。

上述教學致力于將核心知識融入有意義的事件中，彰顯計算的意義和價值。同時，基于問題進行多維知識整合，加強“宏觀—微觀—符號”三重表征的聯系，并讓學生在批判反思的基礎上建構屬于自己的新認知結構，引導學生將知識以整合的、情境化的方式存儲于記憶中。這樣，不僅有利于學生進行有意義的知識建構，還有利于學生對知識的提取、遷移和應用，可以將淺層化學習引向深度學習，有效實現計算學習從表層符號走向邏輯與意義的統一。

3.持續性評價：鑲嵌于學習過程之中，引發學生深刻反思

持續性評價、及時反饋是引導學生深度反思自己的學習狀況并及時調整學習策略、實現深度學習的有效途徑。它不僅可以促進學生深入理解學習內容，改進學習策略，還可以幫助教師及時調整教學策略，增強課堂教學的實效性。教師應善于抓住反思的契機，引導學生與化學深度“對話”，自覺地對自己的化學學習過程、結果進行評價，從而在不斷的“反思、調整、再認識”的過程中，產生高階的思維、深層次的體驗，萌發更強烈的化學創新意識，促進學力發展。本節課持續性評價方案設計如下：

教學片段2：依據標簽中的相關信息提出問題、解決問題。

【師生板書小結】（略）

【遷移應用】小組合作，閱讀課前收集的各類標簽（如圖4）中的信息并進行相關計算。

【小組匯報、大組交流評價】

小組1：關于某品牌牛奶盒標簽。

生1：牛奶中碳水化合物的主要成分是乳糖，其化學式為C12H22O11，通過這個化學式，我們可以獲得哪些信息呢？（相對分子質量、碳氫氧各元素質量比、碳元素的質量分數……）

生2：標簽上標明“含鈣115mg”，這里的“鈣”的含義是什么？一盒牛奶中含鈣量是多少呢？

生3：生物課上我們學過青少年每日鈣的參考攝入量是1000mg，那么一天適合喝幾盒這樣的牛奶呢？

……

小組2：關于某藥品說明書。（略）

“持續性評價”回答“是否達成了既定目標”的問題，通過持續性評價方案的設計，使得學生的學習具有持續診斷、自我修正的特點，為學生的學習活動持續提供清晰的反饋，幫助學生改進學習的過程。在此過程中，教師和學生都是評價的主體，從簡單到復雜，不斷激發學生的情感活動、認知活動和實踐活動，促使學生積極思考、主動探究，不斷挑戰新的學習任務，在發現問題和解決問題中豐富經驗和策略，滿足發現和發展的心理需求。

[ 參 考 文 獻 ]

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[4] 吳玉國.走向深度學習的小學數學結構化學習[J].江蘇教育，2017（9）：67-68.

[5] 胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學習”的化學教學實踐改進[J].課程·教材·教法，2017（3）：90-96.

（責任編輯 羅 艷）