■萬曉芳
國家基礎教育課程教材研究中心在“深度學習教學改進項目”中提到,深度學習是指在教師引領下,學生圍繞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。深度學習不是簡單地加深所學知識的深度,而是讓學生學習知識背后的方法、思維方式等,是指向能力及素養的學習。深度學習注重批判理解,強調信息整合,促進知識建構,著重遷移應用,面向問題解決。
概念是從豐富、具體的事實材料中抽象概括出來的。概念的學習,絕不是簡單的記憶,而是需要通過積極的思維活動去理解物質變化的本質。在應用概念去解釋化學現象、解決化學問題的過程中,學生不僅對物質變化的認識深入到了本質,而且其抽象思維能力也得到了培養。促進學生對概念的深度學習,不是無限延伸化學學習的外延,而是基于化學的學科素養、知識結構和整體特性,在建構、完善、應用概念的過程中精雕細節,引導學生從知識學習走向化學思維品質的提升與情感態度的升華,最終提高學生的核心素養。
環節1:初步形成概念。
師:在20ml水中第一次加入20g硝酸鉀,攪拌,觀察現象。
生1:硝酸鉀固體消失了,形成溶液。
師:繼續加10g硝酸鉀,攪拌,觀察現象。
生2:燒杯底部還有硝酸鉀剩余,不能再溶解。
小結:此時形成的就是硝酸鉀的飽和溶液。
師:什么是飽和溶液?什么是不飽和溶液呢?
生3:不能再溶解溶質的溶液叫做飽和溶液,還能再溶解溶質的溶液叫做不飽和溶液。
通過實驗,初步形成概念,但不完善。
環節2:完善概念。
師:在定義飽和溶液和不飽和溶液時,一定要注意兩個前提:(1)一定溫度下;(2)一定量的溶劑。為什么?我們通過實驗來看一下!
師:若在得到的硝酸鉀的飽和溶液(有硝酸鉀剩余)中加水,我們會看到剩余的硝酸鉀能繼續溶解,此時可能就已形成硝酸鉀的不飽和溶液了。
師:若給硝酸鉀的飽和溶液(有硝酸鉀剩余)加熱,觀察現象。看到剩余的硝酸鉀也能繼續溶解,此時可能就已形成硝酸鉀的不飽和溶液了。
小結:可見,要定義“飽和溶液、不飽和溶液”時,一定要注意兩個前提。否則,飽和溶液與不飽和溶液之間會相互轉化。
再次通過實驗及對現象的分析,完善概念。
環節3:應用概念。
師:在60℃時,硝酸鉀的飽和溶液是指( )。
A.有硝酸鉀剩余固體的溶液
B.含有硝酸鉀較多的溶液
C.不能再溶解氯化鈉的溶液
D.60℃時,在一定量的溶劑里加入硝酸鉀,硝酸鉀不能再繼續溶解的溶液
學生通過分析回答問題,應用概念,從而鞏固概念。
按照布魯姆的認知目標分類,學習的最底層是“知道”,即一般性學習的“整體感知”環節:環節1中,通過實驗,學生整體感知溶液的兩種狀態——飽和與不飽和。第二層是“理解”,即學習者在學習中能夠領會學習內容的主要意義和核心思想,是一般性學習的“主體環節”:環節2中,繼續通過實驗,學生基本領會飽和溶液和不飽和溶液的概念的主要意義和核心思想。第三層是“應用”,即學習者能夠將習得的知識加以應用,是一般性學習的“應用概念”環節:環節3中,學生利用所學知識進行基本的應用。以上“淺層學習”的教學樣態即為一般性學習,它所能達成的目標僅局限于此。
而我們的深度學習,是要引導學生在一般性學習的基礎上,有更深入的學習和發展。布魯姆的認知目標的第四層級是“分析”,即學習者能夠掌握知識與知識之間的聯系;第五層級為“評價”,即學習者能夠結合已經內化的知識,依據客觀標準對其他事物進行評估與判斷;第六層級為“創造”,即學習者能夠利用已有知識進行創造。總之,高階思維目標的設定,直接指向學生的深度學習。
那么,如何在本節概念課中達成高階思維目標?如何促進學生的深度學習呢?
(1)建構過程。
師:在20ml水中加入約20g硝酸鉀晶體,靜置。
師:硝酸鉀“消失”了嗎?
生4:沒有。
師:怎么辦?
生5:攪拌一下,讓晶體溶解。
師:攪拌。請同學們靜思:你認為攪拌的作用是什么?
生6:觀察到硝酸鉀很快“消失”了。
師:再加入約10g硝酸鉀,攪拌很長時間,你觀察到什么?
生7:觀察到還有很多硝酸鉀晶體剩余。
師:這現象說明了什么?
生8:此時,硝酸鉀在20ml水中的溶解是有限度的。
師追問:你認為攪拌的作用是什么?
生9:僅能加快硝酸鉀的溶解速度,但不能增大硝酸鉀的溶解能力。
師:此時所形成的溶液即為硝酸鉀的飽和溶液,即不能再溶解該溶質的溶液叫做該溶質的飽和溶液。之前的溶液為硝酸鉀的不飽和溶液,即還能再溶解該溶質的溶液叫做該溶質的不飽和溶液。
師:從得到的硝酸鉀的飽和溶液中倒出一部分于試管中,試管中的溶液是什么狀態的溶液?為什么?
生10:是飽和溶液。因為溶液是均一穩定的。
師:若從一瓶盛有硝酸鉀溶液的試劑瓶中倒出一部分于試管中,試管中的溶液是什么狀態?如何判斷?
生11:不確定。但可通過添加新的硝酸鉀來做判斷:若不能再溶,則為飽和溶液,若還能再溶,則為不飽和溶液。
(2)精雕細節。
細節1:攪拌。在實驗過程中巧妙地將“靜置”與“攪拌”對比,并設計有一定思維價值的問題,讓學生深刻體會和感悟到“攪拌”的作用:僅能加快硝酸鉀的溶解,但不能增大硝酸鉀的溶解能力。這一細節的呈現與處理,使學生不僅僅停留在淺層的學習即零散、孤立、當下所學的知識上,而是建立新舊知識間的聯系,并以此促進學生掌握復雜概念和深層的、整體性的知識。
細節2:“變式”的應用。變式就是指概念正例的變化。在初步形成概念之后,筆者借助了兩個變式。其中第一個變式是,將得到的飽和溶液倒出一部分于試管中,判斷溶液的狀態,這是對上一節課溶液的概念的一個深入理解,起到了鞏固舊知的作用;第二個變式是,從盛硝酸鉀的溶液的試劑瓶中倒出一部分溶液于試管中,判斷溶液的狀態,這是對剛形成的“飽和溶液、不飽和溶液”概念的一個深入理解,起到了初步應用的作用。在教學中通過對不同的變式進行比較,突出概念正例的關鍵特征,舍棄其他無關特征,學生獲得的概念可以更精確、穩定和易于遷移。因此,在教學中應重視利用變式和比較的方式,使學生對概念的理解更清晰、更準確。
(1)概念的完善過程。
師:之前得到了硝酸鉀的飽和溶液(有硝酸鉀固體剩余),如何將剩余的固體溶解掉?你有何良策?
生12:可以加水。
師:為什么?
生13:根據生活經驗,再加水,應該可以將剩余的硝酸鉀固體再溶解掉。
師:能更科學地來說明嗎?
生14:比如,100g水中最多可以溶解10g糖,那么再加100g水,就應該可以再溶解掉10g糖。
師:太厲害了!可見,加水可以增加物質溶解的量。
師追問:但能不能增大物質的溶解能力的大小呢?
生14陷入深思……
師:不急。通過后續的學習,你定能找到答案!
師:還有什么良策?
生15:可以加熱。
師:加熱硝酸鉀的飽和溶液(有硝酸鉀固體剩余),觀察現象。
生16:剩余硝酸鉀“消失”了。
師:為什么?
生17:加熱之后,感覺到硝酸鉀的溶解限度增大了。
師:對了!在水不變的情況下,進行加熱,硝酸鉀的溶解能力確實變大了。可見,改變溫度,能改變物質的溶解能力的大小。
將得到的熱的硝酸鉀溶液放入冷水浴中,備用。
師:在這個過程中,我們看到,改變溶劑的量,改變溫度,飽和溶液與不飽和溶液之間是會發生轉化的。所以在定義飽和溶液和不飽和溶液時,一定要明確兩個前提:①一定溫度下;②一定量的溶劑里。
(2)精雕細節。
對“加水”“加熱”這兩個途徑深入研究。通過實驗,通過追問,通過學生的科學說明,甚至通過推測,引起沖突、引發思考,學生深刻領會到了“加水”只能增加物質溶解的量,而“加熱”才能影響物質的溶解能力。這也為接下來幫助學生理解溶解度的概念打下了基礎。更重要的是,在將事實變為原理概念的過程中,筆者牢牢抓住了“飽和溶液”這一概念的“前概念”,也就是其本質內涵:①一般來說,物質是有一定的溶解限度的(即溶解能力);②影響物質溶解能力大小的因素到底是什么。
可見,深度學習的過程更像“U”字而非一條直線,深度學習有反思、有探索、有頓悟、有下沉、有上浮,不是停留在知識本身,而是著重在對知識的體驗和探究,以及知識帶來的意義和成就感。
因此,教師的深度教學并不是把簡單問題復雜化,而是引導學生從知識學習走向知識的系統意義和化學思維、思想的學習,這就需要在教學內容的核心處讓學生深切體驗、深度思考,從而獲得其中隱含的化學思想、方法和思維方式。
3.在應用概念的過程中精雕細節。
(1)概念的應用過程。
師:用“圖示”的方法來回顧我們今天的整個實驗過程:
師追問:⑤中的溶液是什么狀態的溶液?⑤中的晶體是怎么來的?為什么?剩余的溶液是什么溶液?為什么?⑤的溶液中溶質、溶劑、溶液的量與③比較有何不同?試比較④與⑤中溶液的“濃”與“稀”。
學生思考,并一一回答。
(2)精雕細節。
細節1:“圖示”法。
在概念的應用環節中,借助“圖示”,回顧了貫穿整堂課的實驗,也借助“圖示”,直觀、形象地梳理了本節課的每一個環節。這一細節的設計,同樣體現了學生的深度學習。深度學習強調知識、信息的整合,即提倡將新信息與已知知識概念和原理聯系起來,并整合到原有的認知結構中,從而引起對新舊知識的理解、長期保持和遷移應用。焦耳在《學習的本質》一書中談到,理解的支撐點之一就是“圖示”。相比語言,“圖示”在某些學科中具有重要的地位,它既能把一系列信息具體化,又能對一系列信息進行總結和概括。“圖示化”的學習能讓學生的知識“結構化”,更有利于知識的遷移和應用,有利于知識的長期保持。同時,教師常常采用“圖示化”的教學方法,還能教會學生如何思考、如何解決問題。
細節2:“追問”法。
問題是課堂教學的核心和動力,起著“串聯”課堂、使課堂走向高潮的作用。實際上,課堂不斷前進的過程就是學生對一個個問題解決的過程。通過一系列的追問、對“圖示”由淺入深的分析,學生的思維一步步深入,最終達到高階思維的目標。可見,深度教學不是對知識的表層教學和機械訓練,也不是無限增加知識的量和知識的難度,而是基于知識的內在結構和整體性,引導學生從知識學習走向化學學科思維和系統意義的理解和掌握。從更深的層次看,深度教學更應該給予學生認識世界和解決問題的獨特、正確的思維方法和邏輯。