基于深度學習理論的高中化學教學實踐案例

摘要：深度學習是落實核心素養的重要途徑，本文從深度學習的內涵出發，闡述其意義，并以深度學習理論為指導，以“鐵及其化合物”為例開展深度學習的教學實踐，即聚焦引領性學習主題，擬定單元學習目標，設計挑戰性活動，進行持續性評價，并進行了深入思考，以期為新課程的教學改革提供參考。

關鍵詞：深度學習" 高中化學" 教學實踐" 鐵及其化合物

《普通高中化學課程標準（2017年版）》對培養學生核心素養提出了明確的要求。深度學習理論與新課標中提出的培養學生的核心素養在理念上不謀而合。深度學習模式著力于讓學生經歷知識的發現、發展、應用過程，在基于解決真實問題的情境中使零散的事實性知識內化為屬于自己的結構化知識體系，逐步形成適應個人終身發展與社會發展需要的必備品格和關鍵能力。

一、深度學習的內涵和價值

深度學習是20世紀美國學者馬頓和薩爾約提出的，與之對應的則為淺層學習，淺層學習主要體現為生硬的背誦和記憶，學到的知識難以遷移，更談不上應用知識來解決深層次問題。深度學習更加注重知識學習的批判理解、強調學習內容的有機整合、著重學習過程的建構反思、重視學習的遷移運用和問題解決，追求的是高階思維認知活動。教育部基礎教育課程教材發展中心深度學習總項目組對其界定為：在教師引領下，學生圍繞著具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。該界定通過挑戰性主題明確教學要有核心活動，確保學生思維的深度，通過“全身心積極參與、體驗成功”界定學習過程中學生參與的思維深度和情感深度，通過獲得發展界定學習結果的深度。

二、基于深度學習的教學實踐

為實現深度學習，教師需要精心組織教學過程，為學生創設部分知識發生、發展及應用的真實情境，并有序呈現教學內容，提供給學生結構化的學習材料。為此教師要深度研究課程標準、學生學情、教學內容等，將課程資源設計為一個個讓學生通過深入思考能夠解決的具有挑戰性的任務，在進行任務解決的同時促進其對化學核心知識和學科思想方法的深刻理解，實現遷移應用。高中化學深度學習主要包括以下幾方面：確定引領性學習主題，在選擇單元學習主題后，基于核心素養制訂單元學習目標，針對學習目標設計并開展挑戰性學習活動并伴隨著持續性評價。筆者以人教版高中化學必修第一冊教材“鐵及其化合物”教學設計為例，進行指向深度學習的教學實踐探索。

（一）聚焦引領性的學習主題

“鐵及其化合物”是《普通高中化學課程標準（2017年版）》必修課程主題2“常見的無機物及其應用”的重要內容之一。明確該主題的學科大概念——元素觀，元素觀的核心思想為分類觀和轉化觀。在教材內容的結構上，“鐵及其化合物”知識安排在鈉及其化合物和氯及其化合物之后，前面通過鈉及其化合物的學習，已經形成了基于分類研究物質性質的方法。而氯及其化合物的學習更多地體現了研究物質性質的另一個角度，即化合價的角度。鐵及其化合物的學習正是將價類兩種角度學習結合起來，對其學習實現“物質類別”和“元素化合價”思維的有效融合，形成認識物質性質的兩個角度。鐵的化合物知識繁多，物質之間的反應既涉及同價態元素間的復分解反應，也涉及不同價態元素間的氧化還原反應，錯綜復雜。教學中需要建立教材中各零碎知識點與學科大概念間的聯系，如圖1所示。

通過以上分析得出，元素化合物主題的核心能力素養目標就是形成基于物質類別、元素化合價認識無機物的角度和思路；在探究物質性質及其轉化和應用物質性質及其轉化解決實際問題的過程中，形成科學、合理使用物質的必備品格和價值觀念。

新課標重視以學科大概念為核心，使課程內容結構化，以單元教學主題為引領，使教學內容情景化。依據新課標理念，本節內容的教學結合運用來自真實的生產生活的情境素材對相關內容進行重新整合規劃，以“基于價類二維的元素觀”的學科大概念為核心，確定以“探秘墨粉——基于價類觀視角認識鐵及其化合物”為引領性的學習主題，從工業墨粉的成分，到由工業制備四氧化三鐵再到墨粉的回收再利用，逐個引出鐵的氧化物、氫氧化物、鐵鹽及亞鐵鹽，在解決真實問題的情境中，將鐵及其化合物的核心知識結構化。從關注物質種類到關注元素價態，最終形成研究物質的兩個視角，深化元素觀。

（二）確定單元學習目標

學習目標的確定是基于對課程標準、教材內容的呈現方式以及學情等因素的分析。在進行基于深度學習目標的設定時還要考慮指向學生的高階思維活動、化學學科思想方法以及指向學生終身發展必備的學科核心素養。本主題教學目標與評價目標見表1。

（三）設計挑戰性學習活動

以初探墨粉、再造墨粉、墨粉回收為教學情境線，以問題驅動設置挑戰性學習任務，鼓勵學生設計相應的解決方案，利用所學化學知識解決問題。挑戰性學習任務或活動以學生探究、實踐活動為主，是學生深度學習的過程，教師對學生在學習過程中的表現和遇到的困難作出回應，但不要直接告訴學生解決辦法，只需為學生搭建問題解決的“腳手架”。本主題挑戰性學習活動設計如圖2所示。

（四）進行持續性的學習評價

在設計挑戰性學習活動的同時，也要進行學習評價活動的設計。持續性評價是貫穿在整個學習活動中的評價活動，可以是教學前的評價、教學過程中的評價以及教學后的評價。持續性評價活動的設計要基于單元學習和評價目標，制訂合適的評價標準，最后確定評價的任務和評價的形式。持續性的評價能夠及時反饋學生的活動表現，為深度學習活動必不可少的組成部分。“鐵及其化合物”學習評價設計見表2。

三、思考與建議

（一）真實情境的教學有利于深度學習的開展

以真實情境統攝教學活動，學生會以主人翁的情感代入引發思維的深度投入。教師可以根據課程標準和教材內容，立足于學生身邊的實際問題，聯系生活實際情境，利用情境設置挑戰性任務，同時引導學生發現問題，激發學生的內驅力。本主題通過創設真實情境，即探秘墨粉、工業制墨粉、回收墨粉作為教學情境主線，情境對學生來說既有熟悉感但又不特別熟悉，所以既有親切感又有探究的欲望，為自覺進入深度學習做好鋪墊。

（二）挑戰性學習活動的設計難度要適中

根據認識的階段性規律從觀察記憶型任務到實踐應用型任務再到解決復雜問題的任務，因此，在設計挑戰性學習任務活動時，要考慮學生的活動認知水平，確保學生以高投入狀態進入知識的發現過程中。活動的設計要考慮到學生的最近發展區，學習活動難度設計得過高，學生即使深入思考也難以完成，勢必對學生造成打擊，效果反而會大打折扣。因此，在設計活動時要把握好學生的認知發展規律，恰當合理地設計學習活動。

（三）多樣化的學習活動有助于深度學習的開展

深度學習活動的形式應盡量新穎多樣。化學是一門以實驗為基礎的學科，以其獨特的學科價值為深度學習活動的開展提供了實踐保障，促進學生形成基于化學學科特質的思維方法。在學習鐵及其化合物的相關性質時，應讓學生自主設計方案、動手操作、合作探究、解決問題，實現深度學習，主動構建知識體系，實現能力提升。教師在教學互動過程中充分關注課堂的生成性資源，如實驗意外發現、不同的解答思路等，并引發學生思維碰撞，使學生掌握實驗技巧，培養學生深度學習能力，完善學生的認知結構，提升遷移能力，做到能力進階。

（四）持續性評價是深度學習順利開展的保障

深度學習中的持續性評價是為了探查學生認識問題，調整教學方式，促進學生學習，實現教學評一體化。評價學生學習目標的達成情況，評價要體現學習進階，調控學習的過程，促進學生進行深入反思。激發學生的好勝心，引導學生 積極參與挑戰性活動，促進深度學習，實現能力進階。評價結果不僅能成為教學有效的依據，也能成為挑戰性活動推進的重要依據。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[2]江合佩.高中化學基于深度學習的教學策略研究[J].化學教與學，2018（2）：6.

[3]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）：91-92.

[4]胡久華.以深度學習促核心素養發展的化學教學[J].基礎教育課程，2019（1）：70-78.

[5]郭華.深度學習及其意義[J].課程·教材·教法，2016，36（11）：25-32.

責任編輯：唐丹丹