基于“深度學習”理論的課堂追問設計與研究

楊志杰　杭偉華

摘要：以“深度學習”理論為依據，在蘇教版《化學反應原理》的“電解池的工作原理及應用”課例中，采用“問題驅動”的教學模式，通過一系列“追問”的設計，將學生帶入“深度學習”狀態，培養學生的“高階思維”。

關鍵詞：深度學習；高階思維；追問

一、思路與設想

1956年本杰明·布魯姆在其文章《教育目標分類：認知領域》中提出認知領域教育目標分成六個層次：識記、領會、應用、分析、綜合、評價。2001年，洛琳·安德森等人對此分類法進行了修訂，提出了新的分類法：記憶、理解、應用、分析、評價、創造。此法被稱為“布魯姆學習目標分類法2001版”，其中記憶和理解屬于“低階思維”，應用、分析、評價和創造則屬于“高階思維”。

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中指出：“培養學生應堅持能力為重。優化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養，并著力提高學生的學習能力、實踐能力和創新能力?！币獙崿F這一目標，日常教學中必須注重培養學生的“高階思維”。

從學習的本質來看，學習過程可以分為“淺層學習”和“深度學習”。2005年黎加厚教授對“深度學習”作了較為清晰的界定，即在理解學習的基礎上，學習者能夠批判性地學習新的思想和事實，并將它們融入原有的認知結構中，能夠在眾多思想間進行聯系，并能將已有的知識遷移到新的情景中，作出決策和解決問題的學習。筆者認為“高階思維”的培養，要引導學生走向“深度學習”。

化學作為一門自然科學，知識之間的邏輯關系嚴密。在化學教學過程中，適當設計“追問”，能夠讓學生更清楚地理解知識的生成過程，從而將自己的邏輯思想融入學習過程，實現批判性地學習新知識?！白穯枴边^程中對學生思維的引導和遷移，能夠將學生從“淺層學習”推向“深度學習”，進而培養學生的“高階思維”。

基于以上思考，本文以“深度學習”理論為依據，在蘇教版《化學反應原理》的“電解池的工作原理及應用”課例中，采用“問題驅動”的教學模式，通過一系列“追問”的設計，將學生帶人“深度學習”狀態，培養學生的“高階思維”。

二、設計與研究

1.新課引入：復習“原電池的原理及能量轉化關系”

一般的教學方式：老師讓學生回憶原電池的原理及能量轉化關系，并讓學生闡述，老師進行引導和必要的糾正。這樣的教學使學生的思維只停留在“記憶”和“理解”層次，顯然是一種“淺層學習”。

采用“追問”方式的教學設計如下：

師問：電能的產生需要什么條件？

生答：要有持續的電流。

追問1：怎樣才能有持續的電流？

生答：金屬導線中電子的定向移動。

追問2：哪類化學反應也有電子的轉移？

生答：氧化還原反應。

追問3：如何將氧化還原反應中的電子轉移變成定向移動？

生答：將失電子的還原劑與得電子的氧化劑適當分離并連上導線。

追問4：氧化還原反應消耗的是什么能？

生答：化學能。

追問5：這樣設計出來的裝置叫什么？

生答：原電池。

追問6：原電池將化學能轉化為什么能？

生答：電能。

過渡：氧化還原反應能驅動電子的定向移動，形成電流。反過來，電子的定向移動能否驅動氧化還原反應發生呢？

在這種“追問”式的教學過程中，引導學生利用自己現有的“記憶”和“理解”的知識，去分析和遷移出更加接近事物本質的知識，以及知識之間的邏輯關系，并通過邏輯關系將知識串聯起來，逐步形成完整的知識關系鏈（如圖1）。這樣，將學生推向“深度學習”，學生的思維邁入“應用”和“分析”等“高階思維”。

追問7：被電解的溶液中如果有多種陽離子，如何判斷得電子的先后順序？

生答：按照陽離子的得電子能力從強到弱排序。

追問8：常見陽離子的得電子能力強弱與什么有關？如何排序？

生答：與其相應金屬的還原性有關（變價金屬除外），一般來講，金屬還原性越弱，相應離子的氧化性就越強，越容易得電子。

追問9：那陰離子（金屬）在陽極的失電子先后順序如何判斷？

生答：與其還原性強弱有關，還原性越強，越容易失電子，越先反應。

師生總結：羅列常見陽離子或陰離子（金屬）的放電順序。

在這種“追問”式的教學過程中，利用“追問”讓學生通過觀察“實驗現象的變化”來判斷“被電解物質的變化”，然后分析“電解先后的原因”，最后通過這一個體事例，概括電解先后的一般情況，由點到面，層層展開。從宏觀到微觀，從現象到本質，學生學習層次由淺入深，思維狀態由低到高。

4.學以致用：金屬電鍍

一般的教學方式：通過電鍍相關實驗演示（或投影展示），向學生介紹電鍍實驗中陰極用什么、陽極用什么以及電解液的選擇等問題。學生基于電解知識理解和消化老師講解的內容，從而掌握相關知識。這樣的教學，學生基本處于被動接受的狀態，基本沒有體現學生的主體性，當然也無法調動學生的“高階思維”。

采用“追問”方式的教學設計如下：

師問：剛才的實驗中，陰極的碳棒表面變紅了，說明上面覆蓋了一層銅，如果我要在這根鐵棒上鍍上一層銅，該怎么辦？（展示一根鐵棒）

生答：將陰極的碳棒換成鐵棒，陽極不變，放入氯化銅溶液中進行電解。

追問1：很好！但是這樣電解的話，陽極會產生什么？

生答：氯氣。

追問2：氯氣對環境不大友好，能不能改進一下？

生答：將電解液改為硫酸銅溶液。

追問3：對，這樣就產生無污染的氧氣了，太好了！但是，如果持續電解硫酸銅的話，會發生什么情況.7

生答：后來會變成電解水，產生氫氣和氧氣。

追問4：這樣有什么安全隱患？

生答：如果電解液里沒有及時添加硫酸銅的話，容易引起爆炸事故。

追問5：對，所以能不能再改進一下？

生答：將陽極由碳棒改為銅棒，這樣陽極就不會產生氣體了。

追問6：太聰明了！這樣改了之后，電解液在電解過程中會發生什么變化？

生答：陽極銅變銅離子進入溶液，陰極銅離子變銅析出溶液，電子守恒，所以兩者量相等，溶液沒有變化。

追問7：太好了！那可不可以總結一下電鍍裝置中應該注意哪些問題？

生答：應該將待鍍件放在陰極，鍍層金屬放在陽極，電解質溶液用含鍍層金屬相應離子的可溶性鹽溶液。

在這種“追問”式的教學過程中，打破了常規“灌輸式”教學模式，充分利用課堂已有實驗資源，通過追問，設置認知沖突，引導學生思維的不斷轉換和升級，逐步改進實驗，最后呈現出合理的電鍍裝置。這樣的教學過程比老師直接做電鍍實驗更有意義，學生的收獲也更大。當然，更重要的是學生充分參與其中，走向“真理”的道路上的每一步都是自己邁出去的，思維和能力得到充分展現，學生的腦力一直處于高水平的運作狀態。

三、總結與反思

基于問題的教學模式最近研究者眾多，甚至有不少研究者認為“提問”的質量很大程度上反映一個老師的教學水平，其中“追問”又是引導和糾正學生思路，開拓學生思維，打開未知世界的利器，所以也有不少人專注研究“追問”。但是，基于“深度學習”理論，并專門以“追問”的手段來研究教學設計這樣的做法目前還鮮有人做過。總結下來，其主要優勢有以下幾點：

1.學生知識掌握更具有持久性

學生在“追問”過程中體驗著知識的生成過程，逐步進入“深度學習”，思維能力得到充分展現，在這基礎上通過“應用”、“分析”和“評價”等“高階思維”形成的基于邏輯關系的知識鏈較為牢固，這有別于基于“記憶”和“理解”掌握的知識，所以更具持久性。

2.學生思維能力的訓練更加充分

基于“深度學習”理論設計出來的每一個“追問”的問題都需要學生充分思考，“追問”與“追問”之間又具有梯次遞進關系，所以，順著“追問”的思路，學生的思維會逐步從“低階”邁入“高階”，每一組“追問”都是學生思維能力的一次很好的訓練。

3.理論與實踐的結合非常匹配

“淺層學習”是與“灌輸式”教學相對應，而“深度學習”理論則與“啟發式”教學相對應，連續“追問”的教學設計便是最為直接的“啟發式”教學，通過設計好的一組組“追問”能夠輕松地將學生帶入“深度學習”狀態。因此，“追問”式教學能夠很好地落實“深度學習”理論，兩者完美匹配。