高中化學(xué)基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略研究

江合佩

摘要：針對新課程改革當(dāng)中存在的教學(xué)定位缺乏準(zhǔn)度、活動開展缺乏效度、問題設(shè)計缺乏深度、技術(shù)應(yīng)用缺乏適度四個典型問題提出基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)改進(jìn)，提出應(yīng)用問題解決、活動元、問題追問、實驗探究等適宜高中化學(xué)學(xué)科特點的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：課堂改革；高中化學(xué)；深度學(xué)習(xí)；教學(xué)策略

一、問題的提出

高中新課程改革自2003年啟動以來涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的教學(xué)改革樣例。從改革的切入點來看，主要有以下三個維度：一是調(diào)整師生關(guān)系的教學(xué)模式，如“以學(xué)定教”、“少教多學(xué)”、“生本理念”；二是調(diào)整課堂組織形式，如“先學(xué)后教”、“導(dǎo)學(xué)教學(xué)”、“雙合課堂”；三是調(diào)整教學(xué)手段，如“翻轉(zhuǎn)課堂”、“微課”、“慕課”、“交互式電子白板”。在教學(xué)改革呈現(xiàn)百花齊放、百家爭鳴的同時，我們也應(yīng)冷靜地看到在轟轟烈烈的改革背后蘊含的問題，歸納起來，主要有以下四點：

1.教學(xué)定位缺乏準(zhǔn)度

教學(xué)定位決定著最終的教學(xué)效果。在實際教學(xué)改革當(dāng)中，對教學(xué)內(nèi)容的定位的失準(zhǔn)產(chǎn)生了許多教學(xué)的負(fù)面效應(yīng)。比如某位老師在講授必修部分原電池內(nèi)容的時候，本來這節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)主要是認(rèn)識原電池及探究原電池的形成條件，但是這位老師卻把雙液原電池與單液原電池的能量轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行講授，學(xué)生在初學(xué)階段本來是要建立學(xué)習(xí)興趣，卻因為老師教學(xué)目標(biāo)定位的失準(zhǔn)導(dǎo)致學(xué)生云里霧里，對后續(xù)化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼，產(chǎn)生了不良效果。同樣在日常教學(xué)當(dāng)中還存在著對學(xué)情判斷失準(zhǔn)的情況。某位老師在班級學(xué)生全部選修了《有機化學(xué)基礎(chǔ)》模塊進(jìn)行高三第一階段復(fù)習(xí)必考有機部分的時候，課堂竟然始終圍繞著“如何通過實驗鑒別乙醇與乙酸”，“如何通過轉(zhuǎn)化關(guān)系將乙烯、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖建立有機聯(lián)系”這兩個核心問題展開教學(xué)。雖然課堂氣氛活躍，學(xué)生反響熱烈，但是除了熱鬧之后學(xué)生習(xí)得了什么、收獲了什么？這種無視學(xué)生最近發(fā)展區(qū)展開教學(xué)的課堂雖然表面上突出了學(xué)生的主體作用，實質(zhì)上還是為了凸顯教師的主導(dǎo)，學(xué)生只是道具而已。

2.活動開展缺乏效度

新課程改革重要理念之一特別重視通過設(shè)置探究活動讓學(xué)生在小組合作、實驗探究中主動發(fā)現(xiàn)知識、獲取研究物質(zhì)性質(zhì)的方法、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實、一絲不茍的科學(xué)精神。但是在實際教學(xué)當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)，活動設(shè)計缺乏針對性導(dǎo)致教學(xué)效果低下。比如某位老師在講授“二氧化硫的性質(zhì)”這節(jié)課的時候，首先從物質(zhì)分類的角度引導(dǎo)學(xué)生得出SO2是酸性氧化物的結(jié)論，然后提供一系列試劑讓學(xué)生探究SO2的化學(xué)性質(zhì)。接下來分組實驗一切都在老師的預(yù)設(shè)下一一達(dá)成目標(biāo)。可是通過分類思想預(yù)測物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)并進(jìn)行實驗探究在前面章節(jié)活動探究“單質(zhì)、氧化物、酸、堿和鹽間的關(guān)系”已經(jīng)花了一節(jié)課的時間，現(xiàn)在針對具體的SO2繼續(xù)展開同質(zhì)化的探究顯然探究的意義和價值已經(jīng)不大，甚至此時的探究已經(jīng)演變成了驗證性實驗了。表面上老師預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成效度很好，但是實質(zhì)上從學(xué)生學(xué)的價值角度來看大打折扣，學(xué)生接下來只能用捉襟見肘的時間來學(xué)習(xí)SO2的氧化還原性及特性，教學(xué)效度在表面的繁榮的掩蓋下被忽視了。

3.問題設(shè)計缺乏深度

新課程特別注重問題驅(qū)動教學(xué)，因此在教學(xué)過程當(dāng)中主要存在以下三個傾向：一是好像問題越多效果就一定好。筆者曾經(jīng)聽過一節(jié)“沉淀溶解平衡的應(yīng)用”，整堂課下來老師設(shè)計的問題多達(dá)五十多個，但是問題多是諸如“在你生活經(jīng)驗當(dāng)中偶爾會有牙疼的情況嗎？”、“沉淀溶解平衡是向左移動還是向右移動呢？”、“你覺得從定性角度分析還是從定量角度來分析呢？”，問題設(shè)計都是是非判斷型或者沒有絲毫思考的空間，學(xué)生完全可以不用思考即可脫口而出，結(jié)果課堂人聲鼎沸，好不熱鬧，老師也被這師生和諧對話的氛圍感動了，設(shè)計了更多類似的問題來點燃課堂，真是讓人唏噓不已。二是問題設(shè)計經(jīng)驗化傾向嚴(yán)重。比如在聽某位老師上“碳的多樣性”這節(jié)課的時候，課堂上設(shè)計了兩個問題①CO2通入飽和CaCl2溶液為什么不會產(chǎn)生沉淀？②除了用加熱的方法鑒別Na2CO3和NaHCO3外，還有什么其他的方法可以鑒別？第一個問題老師給出的答案是，如果反應(yīng)可以進(jìn)行，反應(yīng)物左邊是碳酸，生成物右邊是鹽酸，弱酸不能制強酸；第二個問題老師給出的答案是，可將固體溶解于水配成溶液滴加BaCl2或CaCl2溶液，觀察是否會產(chǎn)生沉淀，結(jié)果是前者會產(chǎn)生沉淀后者無現(xiàn)象。“弱酸真的不能制備強酸嗎”？CuSO4（aq）+H2S（g）=CuS（s）+H2SO4（aq），就是弱酸可以制備強酸的案例。在NaHCO2溶液中滴加BaCl2或CaCl2溶液也立即可見大量沉淀，是否會產(chǎn)生沉淀要看Q與Ksp之間的關(guān)系，而不能僅僅靠經(jīng)驗來開展教學(xué)。三是問題的指向性不夠明確。某老師在講授必修部分同分異構(gòu)體部分的時候，設(shè)計問題“戊烷是否存在同分異構(gòu)體？請用手中的球棍進(jìn)行組裝證明”。結(jié)果在學(xué)生匯報環(huán)節(jié)大部分同學(xué)回答有，而這位老師希望達(dá)到的目的是有學(xué)生回答有幾種，這樣由于指向性造成的溝通上的溝壑效應(yīng)值得警惕。

4.技術(shù)應(yīng)用缺乏適度

信息技術(shù)與學(xué)科融合是未來教育發(fā)展的重要趨勢，但是在應(yīng)用過程中也產(chǎn)生了許多認(rèn)識上的錯位。比如微課的制作方面存在以下三種誤區(qū)：一是微課變成了課堂教師教學(xué)視頻的片段。一些老師將課堂錄像切成幾個片段以供學(xué)生課后學(xué)習(xí)，這種重復(fù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的興趣必然受到抑制。二是微課選題泛濫。微課選題本來是為了解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程當(dāng)中的疑難問題而進(jìn)行錄制的，但是許多老師不管什么課題都將其錄制成視頻以供學(xué)生課后學(xué)習(xí)，無疑增加了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。三是利用微課取代課堂演示實驗。很多老師為了趕進(jìn)度，事先將演示實驗錄制成微課課堂上播放，這樣時間管理雖然更加精到，但是課堂演示實驗實物與老師操作的可感知性、實驗過程中的不可預(yù)知性、老師解說過程中的情感投入等很好的教學(xué)資源就被浪費了，教學(xué)變成了味同嚼蠟的程序性過程。同樣于近年來紅遍大江南北的翻轉(zhuǎn)課堂也存在著諸多誤區(qū)，比如“翻而不轉(zhuǎn)”，教師事先錄制好的微課與課堂的討論內(nèi)容兩張皮，沒有必然的邏輯關(guān)系，甚至有的老師微課一套，上課又一套，這樣的課堂表面上雖然看上去金光熠熠，實質(zhì)金玉其外，敗絮其中。慕課近年來也是風(fēng)生水起，甚至有學(xué)者揚言教師職業(yè)的末日到來了，因其可將優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源通過慕課平臺以供不同區(qū)域的學(xué)生學(xué)習(xí)給教育均衡化、優(yōu)質(zhì)化提供了豐富的想象空間，但是我們也必須清醒地認(rèn)識到，不同地區(qū)不同特點的學(xué)生采用相同的授課方式本身存在著巨大的問題，這份教學(xué)資源適合發(fā)達(dá)地區(qū)不一定適合落后地區(qū)，同樣適合于生源較好的學(xué)校也不一定適合生源相對薄弱的學(xué)校，沒有因地制宜，針對學(xué)情開展的教學(xué)很難說有較大的推廣價值。

二、深度學(xué)習(xí)的必要性

透過表面上“把學(xué)生放在中心位置，教師放棄領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，以至于課堂和教學(xué)混亂到了無政府狀態(tài)”那樣的缺乏知識要求的教學(xué)，重建基于深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)勢在必行。所謂深度學(xué)習(xí)（deep learning），最早是由美國學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo于1976年基于學(xué)生閱讀的實驗，針對孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學(xué)習(xí)（surface learning）提出的關(guān)于學(xué)習(xí)層次的一個概念。是指學(xué)習(xí)者在理解的基礎(chǔ)上，能夠批判地學(xué)習(xí)新思想和事實，并將他們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，做出決策和解決問題。深度學(xué)習(xí)本意是指學(xué)習(xí)認(rèn)知觸及事物本質(zhì)的程度或事物向更高階段發(fā)展的程度。相較于淺層學(xué)習(xí)是一種基于外在動機與基于記憶的學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)更加注重知識學(xué)習(xí)的批判理解、強調(diào)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有機整合、著意學(xué)習(xí)過程的建構(gòu)反思、重視學(xué)習(xí)的遷移運用和問題解決。

安富海提出促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的一般教學(xué)策略為“確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生深度理解；整合意義聯(lián)接的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生批判建構(gòu)；創(chuàng)設(shè)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的真實情境，引導(dǎo)學(xué)生積極體驗；選擇持續(xù)關(guān)注的評價方式，引導(dǎo)學(xué)生深度反思”，但是具體到高中化學(xué)學(xué)科，由于所處的年齡層次、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、理解層次的不同，必然有符合其自身學(xué)科的教學(xué)策略，本文試圖以廈門市第六屆課堂教學(xué)創(chuàng)新大賽“硝酸”的同課異構(gòu)四個案例，探尋適合高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

三、深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

1.問題解決策略

“問題解決”屬于心理學(xué)范疇的一個概念，是指在問題空間中進(jìn)行檢索，使問題從初始狀態(tài)達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的思維過程。是學(xué)生對問題情境的反應(yīng)過程。而問題解決就是由一定情境引起的、按照一定的目標(biāo)，應(yīng)用各種認(rèn)知活動、技能等，經(jīng)過一系列思維活動過程，使問題得以解決的具體實踐活動。“問題解決”與“解決問題”有較大的不同。“問題解決”教學(xué)策略教學(xué)目標(biāo)指向不是為了解決某一具體問題。而是旨在通過問題解決的教學(xué)活動的設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的思維，營造共同探究的空間，提升學(xué)習(xí)能力。而“解決問題”更多的是側(cè)重于教學(xué)的結(jié)果，其目標(biāo)就是為了解決某一個具體問題。廈門六中林老師設(shè)計的“硝酸”課例（見圖1）旨在通過一則硝酸傾覆泄漏起火蘊含的化學(xué)知識作為問題情境展開設(shè)計，從學(xué)生可以感知的顏色、語言、畫面等信息抽取出四個核心問題，引導(dǎo)學(xué)生對問題展開探究，在探究過程中形成對硝酸物理性質(zhì)易揮發(fā)、化學(xué)性質(zhì)易分解、酸的通性、強氧化性深刻認(rèn)識。學(xué)習(xí)完具體的硝酸，引導(dǎo)學(xué)生歸納學(xué)習(xí)元素化合物具體物質(zhì)一般的研究方法，進(jìn)而類推到未知陌生物質(zhì)的學(xué)習(xí)當(dāng)中去。整節(jié)課的設(shè)計圍繞一個核心問題展開設(shè)計，從問題蘊含的三個維度展開剖析，在問題解決過程中生發(fā)出新的問題，體現(xiàn)了林老師強烈的問題意識和發(fā)展意識，學(xué)生在具體問題情境中展開一場高質(zhì)量的思維體操，學(xué)生在問題中能力得到了提升。

2.活動元教學(xué)策略

教學(xué)要結(jié)合學(xué)生不同認(rèn)知階段的特點展開活動設(shè)計。研究表明，學(xué)生一節(jié)45分鐘的課在一個具體知識的講授過程當(dāng)中注意力集中的時間僅為10分鐘左右。如何破解難題，首先需要通過設(shè)計情境讓學(xué)生在自主參與當(dāng)中獲得成功的體驗；其次需要將一節(jié)課中的多個知識點切成多個完整的教學(xué)活動使得活動與目標(biāo)之間形成緊密的關(guān)聯(lián)；三是活動設(shè)計具有層次性，防止活動單調(diào)單一，注意活動參與的覆蓋面，注意活動之間難度的銜接。廈門外國語學(xué)校林老師根據(jù)“硝酸”這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計的案例見圖2。林老師通過六個活動元的設(shè)計試圖達(dá)成學(xué)生對硝酸的物理性質(zhì)、酸的通性、特性即不穩(wěn)定性、硝酸與金屬、非金屬反應(yīng)的特點、研究物質(zhì)的一般程序深刻理解的目標(biāo)。在活動的具體開展中由易到難，層層遞進(jìn)，方式多樣。硝酸物理性質(zhì)的目標(biāo)達(dá)成，林老師采取教師引導(dǎo)學(xué)生觀察的方法。酸的通性林老師則采取類比遷移的方法。硝酸的不穩(wěn)定性林老師則通過分析新聞事件當(dāng)中現(xiàn)場顏色的變化結(jié)合氧化還原升降律的思想預(yù)測產(chǎn)物完成化學(xué)方程式的書寫與配平。不同濃度的硝酸與銅片反應(yīng)林老師則設(shè)計了兩個創(chuàng)新演示實驗。通過控制氧氣濃度的變化幫助學(xué)生理解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷，整個實驗過程現(xiàn)象明顯，實驗設(shè)計生動有趣，學(xué)生與老師在探究當(dāng)中獲得了成長，也在成長當(dāng)中獲得了通過實驗研究物質(zhì)的一般方法。濃硝酸與木炭的反應(yīng)，林老師則在課前在實驗室演示并將其錄制成1分鐘左右的微課以供學(xué)生學(xué)習(xí)，結(jié)合前面學(xué)習(xí)硝酸的不穩(wěn)定性分析問題的方法遷移解決對產(chǎn)物的判斷。最后林老師設(shè)計了總結(jié)環(huán)節(jié)，將前面五個活動進(jìn)行系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化提煉形成研究物質(zhì)的一般方法，整個設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，一氣呵成，體現(xiàn)了林老師強烈的生本意識和目標(biāo)意識。

3.問題追問教學(xué)策略

交互式電子白板、微課、慕課、iPad進(jìn)課堂、云技術(shù)等是近些年來廣泛流行的熱門詞匯，仿佛好像離開了信息技術(shù)課堂將變得生氣皆無，一無是處。廈門一中李老師設(shè)計的“硝酸”課例（見圖3）整節(jié)課沒有利用任何現(xiàn)代教育技術(shù)的元素，但是憑借著其高超的個人素質(zhì)、親切可人的語言魅力、設(shè)計深刻的教學(xué)環(huán)節(jié)使得整節(jié)課渾然天成，美不勝收。李老師整節(jié)課利用問題追問作為抓手，抓住核心關(guān)鍵問題展開追問，層層深入，不斷揭開解決問題的核心要素。在教學(xué)推進(jìn)到金屬與硝酸反應(yīng)的時候，李老師給出銅絲、鐵絲、濃稀硝酸，設(shè)計問題“可能發(fā)生幾組反應(yīng)？”學(xué)生設(shè)計出“①Cu+HNO3（濃）②Cu+HNO3（稀）③Fe+HNO3（濃）④Fe+HNO3（稀）”四組反應(yīng)。接下來李老師開始追問“實驗如何進(jìn)行分組？并說明分組的理由。”有的同學(xué)提出將四個反應(yīng)分成①②和③④兩組，目的是探究相同金屬與不同濃度硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的比較；有的同學(xué)提出將四個反應(yīng)分成①③和②④兩組，目的是探究不同金屬與相同濃度硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的比較。接下來老師繼續(xù)展開追問“為什么②③不能分為一組？”，引出單一控制變量思想。通過連續(xù)的三個追問，將對比實驗的核心要素，即如何確定自變量、因變量、不變量揭示的淋漓盡致，同時在不斷的師生對話當(dāng)中不斷呈現(xiàn)學(xué)生思考問題的過程，抓住學(xué)生最近發(fā)展區(qū)展開教學(xué)，教學(xué)針對性強，教學(xué)效果顯著。更加難能可貴的是，李老師在不斷追問過程當(dāng)中，將包裹著的知識層層剝皮，不斷呈現(xiàn)其本真的狀態(tài)，同時將知識之間的聯(lián)系水到渠成構(gòu)建起來，形成了極具對稱美感的板書設(shè)計（見圖3）。學(xué)生在與老師輕松愜意對話中形成了結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的知識，真是不禁讓人擊節(jié)贊嘆，教學(xué)的關(guān)鍵在于智慧的老師。

4.實驗探究教學(xué)策略

目前實驗教學(xué)在教學(xué)方式、目的、時機等方面存在的問題大大降低了實驗教學(xué)質(zhì)量。實驗淪為了一項技能，教師將整個實驗過程、注意事項在實驗前一一交代，學(xué)生按方抓藥，不需要有質(zhì)疑，不需要有思考，因為接下來老師會將最標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論告知學(xué)生。實驗如果不具有生成性、探究性、教育性，那么也就沒有存在的必要了。因此如何發(fā)揮實驗在化學(xué)學(xué)科教學(xué)當(dāng)中的不可替代的價值，雙十中學(xué)竇老師設(shè)計的“硝酸”課例（見圖4）給了我們許多的啟迪。竇老師在教學(xué)設(shè)計的時候根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點對教學(xué)內(nèi)容做了取舍，把學(xué)生通過自學(xué)或者教師引導(dǎo)可以解決的硝酸物理性質(zhì)和酸的通性進(jìn)行了簡單化處理，將重點放在了如何通過實驗實證探究硝酸的不穩(wěn)定性和銅與濃稀硝酸反應(yīng)溶液顏色的不同兩個難點問題。硝酸的不穩(wěn)定性探究又為顏色的不同探究提供了支點，引導(dǎo)學(xué)生從整個反應(yīng)體系分析顏色的不同，根據(jù)科學(xué)探究的六個環(huán)節(jié)即提出問題-提出猜想-設(shè)計實驗方案-進(jìn)行實驗-得出現(xiàn)象-解析及結(jié)論展開教學(xué)，整個教學(xué)過程當(dāng)中，充分點燃學(xué)生參與的熱情，兩個創(chuàng)新實驗都設(shè)計成了學(xué)生分組實驗，給足學(xué)生時間進(jìn)行探究，讓學(xué)生在探究當(dāng)中體會運用空白對照實驗、對比實驗等實驗思想來解決理論難題，體現(xiàn)了實驗與理論相互印證，體現(xiàn)了實驗在化學(xué)科學(xué)研究中的重要價值。