深度學(xué)習(xí)視閾下化學(xué)核心概念教學(xué)的策略研究

王強(qiáng) 杭偉華

摘要：當(dāng)前高中化學(xué)核心概念的課堂教學(xué)中，存在教材知識(shí)編排跳躍性大、學(xué)生主體體驗(yàn)活動(dòng)缺乏、問(wèn)題設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)深度等問(wèn)題，從而影響學(xué)生概念建構(gòu)、認(rèn)知和思辨。本文從深度學(xué)習(xí)理論視角，提出重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、重建學(xué)習(xí)情境、重視實(shí)驗(yàn)探究、重現(xiàn)思維辨析等教學(xué)策略，構(gòu)建以學(xué)生為本的課堂教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);核心概念;教學(xué)策略;氧化還原反應(yīng)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）04x-0006-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.002

化學(xué)核心概念是將化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)通過(guò)對(duì)比、分析、歸納等方法抽象出來(lái)的理性知識(shí)，是構(gòu)成化學(xué)規(guī)律、建立化學(xué)理論的基礎(chǔ)和前提。化學(xué)核心概念包括物質(zhì)組成和分類、化學(xué)用語(yǔ)、元素周期律和周期表、電解質(zhì)溶液、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等。由于核心概念的抽象性，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)枯燥、難以理解，經(jīng)歷系統(tǒng)學(xué)習(xí)后仍只是一知半解、機(jī)械套用。在分析核心概念教學(xué)中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，基于深度學(xué)習(xí)視角探索概念教學(xué)的實(shí)踐策略，重構(gòu)生本課堂教學(xué)模式。

一、核心概念教學(xué)的現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

奧蘇伯爾說(shuō)：“影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道什么，應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生前概念的狀況去進(jìn)行教學(xué)。”教學(xué)中要充分關(guān)注學(xué)生的前概念并在此基礎(chǔ)上有序建構(gòu)，否則會(huì)造成學(xué)生在概念界定中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，導(dǎo)致概念迷思。因此，核心概念的內(nèi)容編排要尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，匹配認(rèn)知進(jìn)階過(guò)程。而教材中的部分概念常呈現(xiàn)在不同主題間跳躍性編排的特點(diǎn)，如：人教版必修模塊中，“氧化還原反應(yīng)”的基本概念、規(guī)律和應(yīng)用呈現(xiàn)在四個(gè)專題中（見(jiàn)表1），在教學(xué)中如果教師對(duì)前概念引導(dǎo)不夠、學(xué)生復(fù)習(xí)不足，就會(huì)影響概念建構(gòu)。

1.教材知識(shí)編排跳躍性大，影響概念建構(gòu)

2.學(xué)生主體體驗(yàn)活動(dòng)缺乏，影響概念認(rèn)知

傳統(tǒng)課堂教學(xué)一般重視概念知識(shí)講授、學(xué)生記憶及機(jī)械應(yīng)用，壓縮學(xué)生感知概念發(fā)展的過(guò)程，缺少學(xué)習(xí)情境的引入、實(shí)驗(yàn)觀察思考及具有相同學(xué)習(xí)特質(zhì)的群體共性，不利于學(xué)生的概念思辨，也會(huì)影響到概念認(rèn)知。如：在“氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)”教學(xué)中，教師往往從化合價(jià)角度出發(fā)分析化合價(jià)升降的原因，很少借助實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等可視化方式，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)電子的轉(zhuǎn)移，給學(xué)生的理解帶來(lái)困難。

3.問(wèn)題設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)深度，影響概念思辨

概念的建構(gòu)過(guò)程是學(xué)生思維的形成過(guò)程。心理學(xué)研究表明，學(xué)生的思維活動(dòng)是由問(wèn)題開始，并在解決問(wèn)題過(guò)程中得到發(fā)展。因此在教學(xué)中，指向性明確、有梯度性、需深度思考的問(wèn)題至關(guān)重要。但目前課堂教學(xué)中很多問(wèn)題沒(méi)有依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)性不夠，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生深度思考并啟迪學(xué)生的學(xué)科思維。

二、深度學(xué)習(xí)視閾下核心概念教學(xué)的實(shí)踐策略

“深度學(xué)習(xí)指在教師引導(dǎo)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程[1]。”“聯(lián)想與結(jié)構(gòu)”“活動(dòng)與體驗(yàn)”

“本質(zhì)與變式”是其重要特征之一。核心概念的抽象性決定教學(xué)不能單向傳授知識(shí)，要以發(fā)展學(xué)習(xí)者思維為中心，通過(guò)具體的實(shí)踐活動(dòng)幫助學(xué)生提煉事物的共同特點(diǎn)并內(nèi)化為個(gè)體認(rèn)知。由此可見(jiàn)，深度學(xué)習(xí)是突破概念教學(xué)困局、促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的有效途徑。下面以人教版必修主題內(nèi)容“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)為例探討如何結(jié)合深度學(xué)習(xí)推動(dòng)核心概念教學(xué)。

1.重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行“大單元”設(shè)計(jì)

深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)單元化學(xué)習(xí)。教師在厘清學(xué)科核心素養(yǎng)與教學(xué)內(nèi)容關(guān)系的基礎(chǔ)上，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和配套教材，選擇素材進(jìn)行二次開發(fā)，做好大單元設(shè)計(jì)。

這種單元設(shè)計(jì)要圍繞一個(gè)情境（主題）展開，設(shè)計(jì)階段性任務(wù)，確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)活動(dòng)，不斷糅合新舊知識(shí)，從而促進(jìn)核心概念的理解與應(yīng)用。

氧化還原反應(yīng)這一基本概念在中學(xué)化學(xué)中占有極其重要的地位，有助于學(xué)生深刻理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、自主探究元素化合物性質(zhì)、設(shè)計(jì)合理電化學(xué)裝置、形成辯證統(tǒng)一的哲學(xué)觀點(diǎn)。基于相關(guān)知識(shí)并結(jié)合教材，可以重整并進(jìn)行以下單元設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1）。

整個(gè)單元包含氧化還原基本概念、基本規(guī)律、物質(zhì)性質(zhì)及氧化還原與能量變化四個(gè)方面。第一課時(shí)，基于學(xué)生初中的認(rèn)識(shí)，重構(gòu)氧化還原的基本概念;第二課時(shí)，深化已有認(rèn)知，進(jìn)一步掌握基本規(guī)律;第三課時(shí)，基于構(gòu)性關(guān)系，對(duì)具體物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行研究（以鐵及其化合物為學(xué)習(xí)對(duì)象）;第四課時(shí)，以原電池為例，拓展概念外延、探討應(yīng)用。由淺入深、逐層遞進(jìn)，在每課時(shí)教學(xué)中既回顧舊知又拓展形成新概念，在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)科思維與能力。

2.重建學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)“聯(lián)想與結(jié)構(gòu)”

學(xué)生是帶著已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入課堂，需要教師幫助喚醒、改造，讓片面的經(jīng)驗(yàn)變得全面、繁雜的經(jīng)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單、錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)得以糾正，并使經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入新的結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步提升。深度學(xué)習(xí)理論把這種喚醒或改造以往經(jīng)驗(yàn)的活動(dòng)稱為“聯(lián)想”，而以往經(jīng)驗(yàn)融入當(dāng)下教學(xué)并得以提升的過(guò)程稱為“結(jié)構(gòu)”[2]。實(shí)現(xiàn)“聯(lián)想與結(jié)構(gòu)”需要有合適的學(xué)習(xí)情境，尤其核心概念教學(xué)，在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上以同化或順應(yīng)方式進(jìn)行重構(gòu)的過(guò)程。情境創(chuàng)設(shè)要真實(shí)，體現(xiàn)化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與;情境創(chuàng)設(shè)要引發(fā)沖突，為概念的建構(gòu)提供平臺(tái);情境創(chuàng)設(shè)落點(diǎn)要指向?qū)W生的“最近發(fā)展區(qū)”，提升學(xué)生能力;情境創(chuàng)設(shè)要注重開放，在問(wèn)題的思辨過(guò)程中認(rèn)識(shí)概念的本質(zhì)。

“氧化還原反應(yīng)”概念教學(xué)可創(chuàng)設(shè)以下情境（見(jiàn)表2）。

情境1以水果榨汁現(xiàn)象展開，讓學(xué)生從初中得失氧角度分析元素化合價(jià)變化和電子轉(zhuǎn)移，引發(fā)對(duì)概念的認(rèn)識(shí)，同時(shí)通過(guò)宏微符關(guān)系將概念與情境結(jié)合;情境2延續(xù)對(duì)水果汁的研究，圍繞“哪些物質(zhì)具有氧化性、還原性？”“哪些物質(zhì)能發(fā)生氧化還原反應(yīng)？”等話題展開深入探討，利用實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理深化概念認(rèn)識(shí);情境3通過(guò)補(bǔ)血?jiǎng)┱f(shuō)明書的思考，主動(dòng)分析物質(zhì)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移和拓展應(yīng)用。gzslib202204021534

3.重視實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)調(diào)“活動(dòng)與體驗(yàn)”

化學(xué)概念是經(jīng)歷科學(xué)家長(zhǎng)期研究而形成的，學(xué)生則是直接從人類認(rèn)識(shí)結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)。這能保證學(xué)習(xí)的高起點(diǎn)，但容易將知識(shí)傳輸當(dāng)成目的，使教師強(qiáng)行灌輸、學(xué)生死記硬背方式成為主要的學(xué)習(xí)方式。“深度學(xué)習(xí)”提出“活動(dòng)與體驗(yàn)”的運(yùn)行機(jī)制：“活動(dòng)”指以學(xué)生為主體的主動(dòng)活動(dòng)，“體驗(yàn)”指學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)生的內(nèi)心體驗(yàn)，它是深度學(xué)習(xí)的核心特征[2]。

作為自然學(xué)科，實(shí)驗(yàn)為教學(xué)開辟了活動(dòng)與體驗(yàn)的最好渠道。通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)可以體會(huì)科學(xué)家得出概念的過(guò)程，更好理解概念的本源。“氧化還原反應(yīng)”的本質(zhì)教學(xué)中，可設(shè)計(jì)以下探究實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表3）。

以上案例通過(guò)電流測(cè)定形象描述電子轉(zhuǎn)移的微觀變化，同時(shí)對(duì)電子得失和電子對(duì)偏移這一對(duì)概念進(jìn)行辨析，幫助學(xué)生掌握概念的內(nèi)涵，為原電池的學(xué)習(xí)進(jìn)行鋪墊。

4.重現(xiàn)思維辨析，深化“本質(zhì)與變式”

“深度學(xué)習(xí)”理論指出，“本質(zhì)與變式”是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度加工，學(xué)生必須抓住學(xué)習(xí)內(nèi)容的本質(zhì)屬性、全面把握知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系，從本質(zhì)中推出若干變式[2]。

因此，必須重視學(xué)習(xí)案例的選擇和概念的思維辨析，在思辨過(guò)程中建構(gòu)概念。

（1）精心設(shè)計(jì)案例、促進(jìn)概念理解概念教學(xué)要提煉本質(zhì)屬性，排除非本質(zhì)屬性的干擾，需要精心選擇案例。標(biāo)準(zhǔn)正例是概念與命題的理想范例，能幫助學(xué)生迅速理解概念本質(zhì)[2]，同時(shí)還要精心選擇非標(biāo)準(zhǔn)正例，引發(fā)學(xué)生的深度思考。在原電池工作原理的教學(xué)中，可給出以下案例（見(jiàn)表4）。

以銅鋅原電池引入，給出原電池的標(biāo)準(zhǔn)正例，建構(gòu)分析模型。同時(shí)解決學(xué)生的兩個(gè)困惑：“電極材料是否一定參與反應(yīng)？”“非常規(guī)化學(xué)電源如何分析？”給出兩個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)正例，幫助學(xué)生深入理解電極和非常規(guī)模型。

（2）精心設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，促進(jìn)深度思考

圍繞概念建構(gòu)的問(wèn)題鏈往往包含概念導(dǎo)入的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題、重點(diǎn)突破的核心性問(wèn)題和概念深化的拓展性問(wèn)題[3]。驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題要與情境和學(xué)生已有知識(shí)相關(guān)聯(lián)，引發(fā)認(rèn)知沖突;核心性問(wèn)題要激發(fā)學(xué)生深度思考，指向概念的本質(zhì);拓展性問(wèn)題注重概念的遷移與應(yīng)用，深化認(rèn)識(shí)（見(jiàn)表5）。

以上案例指向相關(guān)概念教學(xué)，以日常生活現(xiàn)象為驅(qū)動(dòng)，開展問(wèn)題鏈教學(xué)，思考現(xiàn)象背后的原理，指向概念本質(zhì)，最后進(jìn)行概念的拓展應(yīng)用，完成概念的建構(gòu)。

三、深度學(xué)習(xí)視閾下核心概念教學(xué)的思考

深度學(xué)習(xí)既是實(shí)踐新課標(biāo)、落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，更是實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革的關(guān)鍵目標(biāo)和方向。要真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，關(guān)鍵在于以下3個(gè)方面。

首先，教師必須轉(zhuǎn)變觀念，讓課堂真正做到以學(xué)生為中心。化學(xué)課堂中要圍繞學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，基于自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行互教互學(xué)、質(zhì)疑釋疑、共同建構(gòu)，遷移應(yīng)用。學(xué)生經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考、交流討論構(gòu)建知識(shí)，在教師點(diǎn)撥中明析疑惑與建構(gòu)，在遷移應(yīng)用中發(fā)展能力。

其次，核心概念教學(xué)要基于概念特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，設(shè)置恰如其分的教學(xué)情境和認(rèn)知氛圍。讓學(xué)生在自然而然、水到渠成的狀態(tài)中完成概念建構(gòu)，在準(zhǔn)確理解和合理運(yùn)用核心概念解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中發(fā)揮主觀能動(dòng)性和積極思維能力，在實(shí)踐和應(yīng)用中加深對(duì)概念的認(rèn)識(shí)。

第三，核心概念教學(xué)要密切關(guān)注學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，通過(guò)科學(xué)合理的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生化學(xué)概念的形成進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。教師要努力實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)本位”到“素養(yǎng)本位”的轉(zhuǎn)變，要積極實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生間自評(píng)、互評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生相互學(xué)習(xí)、討論、借鑒，在不斷的嘗試中找到適合自己的學(xué)習(xí)策略，從而養(yǎng)成自覺(jué)理性的精神與正確的價(jià)值觀，形成學(xué)生自主發(fā)展的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]杭偉華.基于“核心素養(yǎng)”培育的“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（12）：25-27.

[2]劉月霞，郭華.深度學(xué)習(xí)：走向核心素養(yǎng)（理論普及讀本）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2018.