高中化學深度學習支架的設計與具體應用

■江蘇省常熟市梅李高級中學 陳衛東

近年來，我國高中化學教學越來越重視學生個體綜合素質的發展，除了要系統教授基礎知識和基本技能以外，還要重視對學生深層次思維品質的訓練。新課程改革標準提出，學生應該是學習的主體，不能以教師的教學分析來代替學生的實踐體驗，這對農村高中化學課堂教學提出了更高的要求。意味著課堂教學中要著重關注學生的身心發展，強調教師在教學過程中對學生的引導和促進作用，而深度學習支架能滿足這一教學要求。在實際教學過程中，化學教師要對深度學習支架的教學模式進行研究，遵循啟發式、建構性和雙主體的設計原則，按照搭建支架、情景設計、自主探究、協助發展和效果評價五個基本階段來進行建構，為學生提供一個系統化的深度教學環節。在深度教學環境下，讓新的知識點在學生已有的知識經驗上高效地遷移，并和已有的態度和觀點相融合，形成一個更加完整的知識體系，實現“一切為了學生”的教學目標。

一、深度學習支架融入高中化學的現實意義

我國學校各階段的教育目標是，著力提升學生的創新能力，強化課堂教學質量。縱觀當前的高中化學教學實踐，尤其是農村更多地關注成績分數，以及學生化學思維和記憶力是否能在短時間內迅速提升，而忽視了培養高中生在化學學科中的深度學習能力。深度學習能力是學生進行創新的前提基礎，如利用已有知識經驗對新的化學知識進行遷移能力、批判思維、想象力等，學校和教師沒有充分利用教學資源來實現學生的深度學習。因此，設計深度學習支架能更新舊的教學觀念，扭轉學生只在被動方式下學習淺層知識的現狀，充分鍛煉其對深層次知識感悟、理解、體驗、吸收以及再創造的綜合能力。深度學習支架的構建不僅僅給教師提供了一個全新的教學模式，使教師在傳遞—研究—反思的教學實踐中總結出一套行之有效的教學策略，還能推動學生自主學習、深度學習和探究學習習慣養成的進程，培養學生創新思維能力和靈活運用化學知識解決實際問題的能力。

二、深度學習支架融入高中化學的設計原則

（一）啟發式原則

維果茨基的最近發展區理論闡明學生是發展中的人。教師作為學生學習的引導者應及時發現學生身上的巨大潛力，通過循序漸進的啟發式教學原則，幫助學生完成在適當的努力下達到預期發展目標。目前被教育界認可的深度學習支架分為搭建支架、情景設計、自主探究、協助發展和效果評價五個階段，其中啟發性的教學情景在教學中發揮著極大的影響力。教師應根據高中化學學科實驗性和探究性比較強的特征，以及結合高中生情緒化嚴重和對角色同一性比較迷茫的認知特點，及時有效地開展學情分析，因勢利導、對癥下藥地引導學生思想，啟發學生的化學思考模式。在以啟發和問題為導向的具體教學過程中，可以使用白板、投影儀、錄音機和電子計算機等多種輔助教學工具，將化學知識的重難點轉化為學生可以直接接收的啟發性問題，鼓勵學生由易到難、由淺入深地激活新舊知識點之間的聯系，最終完成深度學習的目標。

（二）建構性原則

深度學習支架的建構主義原則，體現的是當前教學不再是教師單一的傳授知識，而是必須幫助學生在已有的化學知識經驗上不斷發展，突破學生個體上的思維局限性。這要求化學教師在實際開展教學活動時深刻貫徹自主性和發展性的思想，在對學生預習、習得、記憶和應用這幾個環節采用不同方式的教學手段，合理發揮深度學習支架的助力作用，幫助學生運用自身已有的知識經驗和認知結構為基礎，對新的化學知識進行靈活選擇和加工，逐漸建立起新舊知識點之間的邏輯關系，并向著高階學習的方向全面發展?；趯τ幸饬x學習中主動和建構的兩個特性，可以看出深度學習支架的設計是為高中生提供多個碎片化知識，將主動整理、總結和建構的機會轉移到學生身上，為其深度思維的拓展提供了充足的保障，使學生在反復、持續和逐步提升過程中建立完整的學習化學知識的架構體系。

（三）雙主體原則

深度學習支架的雙主體原則實際上是以教師為主導、學生為主體的化學課堂教學原則，任何教學活動都需要教師圍繞學生為中心來開展。在《論“以學生為中心”》的內容中，劉獻君指出有三個著力點，即著力學生發展、著力學生學習和著力學習效果，其強調的是教師在實際教學過程中不要只關注學科成績，還要注重學生學習過程中的發展和實際效果。深度學習支架的設計能幫助學生自然而然地融入化學知識探究，而不再是課堂被動學習者和沉默的接收者。同樣對化學教師來說，也不再是只是知識傳播的工具，而要切實地承擔起為人師表、立德樹人的引導者和促進者的責任。在雙主體的課堂模式下，化學教師和學生應是合作互助的新型伙伴關系，教師要結合自身在教學中的經驗為學生構建可以邁向最近發展階段的深度學習支架，并提供充足的輔助學習資源，從而增強學生在探究學習、深度學習方面的整體能力。

三、深度學習支架融入高中化學的具體應用

（一）結合建構主義，合理制定學習支架

建構主義下的教學觀和學生觀強調的是學生對知識的主動建構，在整個教學中是以學生頭腦中的知識經驗作為基礎，促使學生主動地對新知識進行選擇和內化。因此，化學教師在開始實施教學之前，首先根據本階段學生的培養任務和國家教育目標，在建構主義的理論基礎上設計深度學習支架。通過對化學學科知識進行動態的分析，對學生學情進行評估以及教材內容等做一些前期研究，利用逐層遞進支架方向將搜集的教學資源進行整理，為學生設計真正適合本學科學習的深度學習支架。例如，以高中化學教材蘇教版中“人類對原子結構的認識”為研究對象，為學生設計按照問題、任務、能力和評價的順利設計深度學習支架。首先整體支架中的問題支架環節是互動式教學中比較常見的類型，教師根據課堂“原子結構”教學任務的不同從不同角度、思維上設計啟發性問題，旨在引導學生從低階思維邁向高階思維。任務支架環節是教師在本節“原子”相關知識加工和分解基礎上，通過明確的任務目的幫助學生將新的知識點進行遷移、掌握和應用。能力支架環節的建立是在啟發性教學原則上，讓學生將已經初步習得的化學知識靈活地理解和應用，激發高中生對化學知識主動學習的動機，確保學生通過系統的學習掌握全面的能力素養。最后的評價支架環節是以教師作為學生的主要評價者，通過系統評價和分析的方式指出學生個體存在的不足和優點，使學生對自我發展過程和結果有一個更加清晰的認知。

（二）利用教學資源，激發深度學習動機

教學資源指的是教授者和學習者共同擁有的有關學科知識的資源，除了教師和學生日常學習所依托的教材和課件以外，還包括各種線上的學習平臺、APP、網絡資源等。教師采用問題支架環節首先要為學生構建一個多元化的形象教學情境，結合趣味情境再針對知識內容設計有關的教學問題。在這過程中，教師要關注到問題的遞進性，以層層遞進的方式對學生的化學思維進行強化，激發起學生想要自主掌握化學知識的動機。例如，在“人類對原子結構的認識”的教學課堂開始階段，教師先使用學生比較喜愛的動畫形式展開教學內容，使用多媒體為學生播放“原子結構模型的演變”視頻，并鼓勵學生仔細觀察不同階段“原子結構”的變化。然后以問題“原子結構經過了幾個階段？”來調動起高中生對本節課堂知識探討的積極性。再以“每個原子結構演變階段都有什么特點，通過觀看視頻你們有什么感想？”來進一步深化學生對本節課堂知識點學習的思維，讓學生能在自主探究過程中建立一個正確學習化學知識的態度。接下來，在學生對本節課堂教學內容有個初步了解以后，通過共同研究“原子結構具體由哪些組成部分”這一問題，引出本節課堂具體講解的知識內容。這種不斷深入了解原子結構演變的問題模式，自然而然地將學生帶入原子的微觀世界中，對整節課堂知識恰到好處地加以引申，充分調動起學生對“原子結構”知識自主學習的動機。

（三）以任務為驅動，拓展支架教學形式

在學生以問題為導向初步了解本節課堂所要學習的知識點以后，教師還要尋求合適的機會為學生明確學習任務，幫助學生清楚地了解到接下來需要關注的重點內容都有哪些。在清晰呈現課堂教學任務以后，教師還要采取多元化的教學手段為學生開展教學活動，給學生一個輕松、愉悅的學習體驗。在具體任務的展開過程中推動學生融入學習，幫助學生意識到學習化學知識對自身發展的重要意義，從而自發地將學習注意力和興趣投入重點知識的探究。例如，在對“原子結構”有了初步了解以后，教師在系統地開展課堂教學內容之前，先在黑板上以任務清單的方式為學生展示了接下來需要達到的學習目標。目標一：了解常見元素鈉、鎂、癢等原子的核外電子層排布情況。目標二：經過化學反應，最外層電子通過得失最終達到穩定的外層電子數是幾個。目標三：清楚指導活潑金屬和活潑非金屬發生化學反應的實質是什么。在明確學習任務以后，教師帶領學生開展“互相吸引”的趣味游戲活動，由教師指出兩名學生作為原子核，其他學生則扮演核外電子的角色將“原子核”包圍起來，教師一邊講解課堂知識，一邊引導學生改變自己的位置。這種趣味游戲活動是深度學習支架中的一種補充形式，可以帶動起學生對本節課堂知識學習的積極性，在踴躍表現的過程中強化學生的理解，可以達到事半功倍的教學效果。

（四）注重思維訓練，培養深度學習能力

高中化學課堂教學的最終目的是讓學生將化學知識靈活地轉化和應用，對化學原理、概念和生活理念有一個深層次的認知。在思維訓練的能力支架環節，教師要秉持著“及時調整，統一目標”的教學理念，組織全體學生在開放性學習過程中統一思想，所有的活動都以獲得深層次學習理念為目的。這樣，可以基本保證學生的思維模式和認知能力保持在一定水平，以便更加扎實學生對化學知識習得的基礎，促進學生主動地將基礎知識內化吸收和高階發展的建構。例如，在學生已經掌握了本節課堂的基本教學內容以后，教師有機地將全體學生按照前后座位的順序分為十個小組，以小組合作探究的方式進一步發散學生的思維，拓展學生深入思考問題的能力。以問題“盧瑟福是怎樣研究原子結構的？”“波爾的原子結構主要闡述了什么問題？”“從原子演變中你們都有哪些啟發？”等讓學生盡情地在小組內進行討論，在互動交流的過程中使學生共享思維，達到化學思維的有效拓展和延伸。接下來教師鼓勵學生以小組為單位將本組的討論結果分享給大家，并及時地對學生的表達表示認可，同時對表達不夠細致的地方做適當的補充說明?？梢?，合作討論的學習模式，能夠充分地鍛煉高中生的化學思維，給學生提供了一個可以在輕松環境里高效探究的空間，有助于學生綜合化學學習能力朝著更深層次的方向發展。

（五）關注評價本質，反饋深度學習效果

深度學習支架的評價環節要求教師要認識到評價對象的本質，從學生的學習過程到最終的學習成果形成一個動態的評價過程，而不是將成績作為評價學生好壞的唯一標準。評價不是目的，目的是通過系統地評價對學生提出有針對性的學習建議，幫助學生認識到在學習化學知識的過程中自身存在哪些優勢和劣勢，以便對表現優秀的方面加以保持和發揚，對學習欠缺的地方有方向地加以改正。例如，在完成“人類對原子結構的認識”的課堂內容教學以后，教師合理地為學生安排五道選擇題和四道填空題，給學生預留出15分鐘的做題時間。然后教師為學生公布正確的答案，并且每道題都讓學生舉手表示是否答對，以此來快速判斷學生的答題正確率。接下來教師先對學生回答錯誤的題目進行著重講解，并細致分析題目中涉及的課堂教學內容，對學生的答題方式和結果進行整體的評價。在完成課后練習評價以后，教師在對學生在本節課堂上的踴躍表現程度、學習專注力和理解能力等多個方面進行評價，幫助學生認識到在聽課專注力方面做得不夠完善，需要在以后的學習過程中注意改進，但是學習態度比較認真，可以一直保持下去。以這種動態評價的方式，可以讓學生從根本上意識到自身存在的問題，從而自覺地在以后加以規范，為深度學習奠定良好的知識基礎。

總之，將深度學習支架應用于農村高中化學課堂教學中，能讓傳統單一的教學形式變得有深度，也讓教師的教學方法有規律可以遵循。在使用深度學習支架開展教學活動時，教師要嚴格遵守“發展學生”的教育理念，注重學生個體在學習過程中的實踐體驗感。深度學習支架的建構是一個長期的過程，需要教師不斷地反思現階段的教學效果，時刻關注學生是否朝著預期的方向發展，以便能探尋出符合高中學生學習需求的完善支架體系。