基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)與反思*
——以兩節(jié)化學(xué)方程式復(fù)習(xí)課教學(xué)為例

萬雨喆

深度學(xué)習(xí)是一種基于理解，指向結(jié)構(gòu)化知識(shí)獲得、高階思維培養(yǎng)、遷移能力發(fā)展的學(xué)習(xí)策略[1]，能有效發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，進(jìn)一步細(xì)化了課程育人導(dǎo)向，明確提出了要從化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任幾方面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。由于復(fù)習(xí)課涉及的知識(shí)具有整合性，所以它在學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)上比新授課更有價(jià)值[2]。因此，在化學(xué)教學(xué)中，選擇合適的學(xué)習(xí)策略進(jìn)行復(fù)習(xí)課深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

一、化學(xué)方程式的復(fù)習(xí)課教學(xué)困境

初中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)是學(xué)生嘗試聯(lián)系宏觀與微觀，由事實(shí)記憶走向概念理解的關(guān)鍵過程。同時(shí)，化學(xué)方程式也是變化觀、條件觀、微粒觀、守恒觀、能量觀等化學(xué)觀念的集中體現(xiàn)[3]。作為文字表達(dá)式和符號(hào)反應(yīng)式的“升格”，化學(xué)方程式還是化學(xué)學(xué)科符號(hào)之美的體現(xiàn)[4]，表現(xiàn)出了化學(xué)作為自然學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)與優(yōu)雅。更重要的是，化學(xué)方程式是初中化學(xué)學(xué)科啟蒙性的代表，是高中離子方程式、電極反應(yīng)式和熱化學(xué)方程式的基礎(chǔ)。在化學(xué)方程式的復(fù)習(xí)課教學(xué)中，學(xué)生會(huì)存在以下問題：

（一）學(xué)習(xí)觀念陳舊，遷移應(yīng)用不足

從教學(xué)觀念看，教師與學(xué)生都會(huì)存在“方程式學(xué)習(xí)主要靠背”的想法。學(xué)生在學(xué)習(xí)方程式前，多是在接觸身邊的空氣、水等事實(shí)性知識(shí)，即使采用機(jī)械記憶、重復(fù)訓(xùn)練等被動(dòng)學(xué)習(xí)策略也能取得不錯(cuò)的效果。而化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生從事實(shí)記憶走向概念理解。如果學(xué)生在復(fù)習(xí)課上仍舊采用低效的淺層學(xué)習(xí)策略，便會(huì)造成“死記硬背能行，換個(gè)題型不會(huì)”的局面，無法面對(duì)新情境下的問題，遷移能力得不到發(fā)展。

（二）微觀教學(xué)不足，高階思維缺失

從認(rèn)知難度看，通常認(rèn)為方程式的宏觀表征不是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)[5]，而微觀世界的不可觀測(cè)性，決定了學(xué)生難以理解微觀概念。化學(xué)方程式作為宏觀世界與微觀世界的橋梁，本應(yīng)充當(dāng)學(xué)生宏微表征轉(zhuǎn)換的工具，但方程式本身又具有符號(hào)的抽象性，注定了學(xué)生使用方程式是有難度的，尤其在面對(duì)陌生的物質(zhì)時(shí)。因此，若復(fù)習(xí)課不能重視微觀的教學(xué)，讓學(xué)生熟悉從微觀角度理解方程式，必定會(huì)影響學(xué)生高階思維的發(fā)展。

（三）三重表征割裂，知識(shí)整合性差

從教材編排看，三重表征，即從宏觀、微觀、符號(hào)三種不同視角對(duì)觀察到的變化進(jìn)行表征，是化學(xué)獨(dú)有的學(xué)科思維方法，其培養(yǎng)和發(fā)展要在長(zhǎng)期的教學(xué)過程中進(jìn)行，而教材往往會(huì)將宏觀物質(zhì)、微觀粒子和化學(xué)方程式放在不同的章節(jié)編排。如果缺少教師整合，過長(zhǎng)的學(xué)習(xí)周期就會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體把握，這是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的客觀困難。復(fù)習(xí)課的情境選擇更靈活，便于遷移能力的發(fā)展；更易設(shè)置有深度的問題，提高課堂思維容量；能涉及更多知識(shí)，對(duì)知識(shí)的關(guān)聯(lián)整合更好。因此，對(duì)化學(xué)方程式進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)能有效解決上述學(xué)習(xí)困境。而實(shí)際教學(xué)中，教師更關(guān)注物質(zhì)性質(zhì)等事實(shí)性知識(shí)的復(fù)習(xí)，對(duì)概念原理類知識(shí)的復(fù)習(xí)重視不足，化學(xué)方程式也成為多數(shù)學(xué)生初中化學(xué)學(xué)習(xí)的分水嶺[6]。

基于深度學(xué)習(xí)的化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)，是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞有挑戰(zhàn)性的情境主題，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，從“宏-微-符”結(jié)合等視角，運(yùn)用學(xué)科特有的思維方式，解決綜合性的復(fù)雜問題，獲得結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識(shí)，促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展的過程。因此，基于深度學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)課能有效解決化學(xué)方程式的教學(xué)困境。深度學(xué)習(xí)在教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)為挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)情境、深度學(xué)習(xí)目標(biāo)、深度學(xué)習(xí)活動(dòng)和持續(xù)性評(píng)價(jià)四大要素[7]93。

二、基于深度學(xué)習(xí)的化學(xué)方程式復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

2022年1月，蘇州市舉行了初三化學(xué)年會(huì)暨教研活動(dòng)，有兩節(jié)課——“再探化學(xué)方程式”和“化學(xué)反應(yīng)中的條件”，都圍繞“化學(xué)方程式的復(fù)習(xí)”進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，從不同角度體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)策略的應(yīng)用。

（一）知識(shí)分析，確立挑戰(zhàn)性情境

確立情境主題，是進(jìn)行基于深度學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，其關(guān)鍵在于把握知識(shí)結(jié)構(gòu)[7]93，明晰核心素養(yǎng)導(dǎo)向。實(shí)際教學(xué)中，教師很容易重視某一章節(jié)內(nèi)容，忽略教材前后聯(lián)系；重視單一知識(shí)點(diǎn)傳授，忽略學(xué)生整體素養(yǎng)發(fā)展。因此教師應(yīng)當(dāng)依據(jù)“學(xué)習(xí)起點(diǎn)—基礎(chǔ)知識(shí)—素養(yǎng)目標(biāo)”的線索，整合地分析知識(shí)結(jié)構(gòu)，重在挖掘知識(shí)承載的素養(yǎng)目標(biāo)。明確教學(xué)涉及的知識(shí)與素養(yǎng)內(nèi)涵后，我們才能選擇與之相應(yīng)的挑戰(zhàn)性情境。有挑戰(zhàn)性的情境應(yīng)當(dāng)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切，涉及的問題真實(shí)有意義，能在情境展開過程中充分運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決問題，彰顯學(xué)科價(jià)值。

在“再探化學(xué)方程式”的復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)中，教師首先結(jié)合課標(biāo)、教材分析出，常見反應(yīng)的積累、質(zhì)量守恒定律的掌握、化學(xué)式的書寫和方程式的基本概念是學(xué)生具備的淺層基礎(chǔ)，而復(fù)習(xí)課應(yīng)向核心素養(yǎng)的四個(gè)方面——觀念、思維、能力、價(jià)值層面進(jìn)行深度拓展。如從學(xué)科觀念與思維的角度考慮，方程式的教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)在已掌握的反應(yīng)基礎(chǔ)上，歸納共性，形成反應(yīng)的轉(zhuǎn)化觀、條件觀和能量觀，重點(diǎn)是要知道物質(zhì)是能通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的、知道物質(zhì)轉(zhuǎn)化是需要一定條件的、知道反應(yīng)是可以通過條件進(jìn)行調(diào)控的、知道調(diào)控過程中是有能量變化的等。CO2與H2O的反應(yīng)就是一個(gè)培養(yǎng)化學(xué)條件觀念的好例子，同樣的反應(yīng)物，在直接接觸時(shí)產(chǎn)生碳酸，在綠色植物體內(nèi)卻可以生成葡萄糖和氧氣，前者反應(yīng)前后能量變化不大，后者卻有顯著的儲(chǔ)能作用。科學(xué)家能人為模擬光合作用的發(fā)生，體現(xiàn)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要意義。結(jié)合CO2人工合成淀粉的前沿成果，可以確定CO2的資源化利用是真實(shí)新穎、素材豐富、探究性強(qiáng)的挑戰(zhàn)性情境主題。

（二）目標(biāo)引領(lǐng)，規(guī)劃深度學(xué)習(xí)內(nèi)容

復(fù)習(xí)課深度目標(biāo)的確立、學(xué)習(xí)內(nèi)容的規(guī)劃，要指向?qū)W生高階思維、遷移能力的發(fā)展。就化學(xué)學(xué)科而言，具體體現(xiàn)為能從“宏-微-符”三重表征、證據(jù)推理等視角，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較、分類、分析、歸納、創(chuàng)造等方法解決真實(shí)情境中的問題。如“再探化學(xué)方程式”就從宏觀、微觀、符號(hào)三個(gè)維度探討化學(xué)方程式的應(yīng)用，確立如下目標(biāo)：1.通過不同化學(xué)方程式的對(duì)比，理解化學(xué)變化的能量特征，理解條件對(duì)反應(yīng)的調(diào)控作用；2.通過微觀模擬，理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用其微觀實(shí)質(zhì)解釋“綠色化學(xué)”的含義；3.掌握化學(xué)方程式作為計(jì)算工具的方法，知道定量研究對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；4.通過對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的分析，選擇合適的反應(yīng)作為方案原理，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，感受化學(xué)方程式在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；5.了解科技研發(fā)過程，體會(huì)化學(xué)對(duì)社會(huì)、對(duì)生活的促進(jìn)作用。

教學(xué)目標(biāo)指明了課堂應(yīng)當(dāng)教到什么程度，而教學(xué)內(nèi)容則是進(jìn)一步落實(shí)了怎么教和教什么的問題。因此，教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃的重點(diǎn)是聯(lián)系情境，將目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換為情境問題的解決（怎么教）和學(xué)科知識(shí)的承載（教什么）。如“再探化學(xué)方程式”目標(biāo)1的內(nèi)容可以確定為讓學(xué)生比較CO2通入水中和光合作用兩個(gè)反應(yīng)的生成物、能量變化，思考為什么同樣的反應(yīng)物會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)；而目標(biāo)2的內(nèi)容可以確定為讓學(xué)生通過模型搭建、感受CO2與H2制備甲烷和甲醇的反應(yīng)過程，鞏固化學(xué)反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，理解“綠色化學(xué)”的含義，了解其關(guān)鍵區(qū)別在于不同催化劑的選擇。同時(shí)要注意，內(nèi)容的規(guī)劃還應(yīng)注意不同環(huán)節(jié)的權(quán)重和聯(lián)系。如目標(biāo)2、3、4重在方程式的微觀探析和綜合應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，需要分配更多的時(shí)間，其中體現(xiàn)出的條件觀念，又是對(duì)目標(biāo)1的呼應(yīng)。

（三）問題探究，促成深度學(xué)習(xí)活動(dòng)

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，以實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)對(duì)學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展有著重要的作用。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能激發(fā)興趣、幫助理解、培養(yǎng)學(xué)科思維。在探究活動(dòng)中，學(xué)生具備的生活經(jīng)驗(yàn)、已有學(xué)科知識(shí)、觀察到的現(xiàn)象就是活動(dòng)開展的淺層基礎(chǔ)，教師設(shè)計(jì)的問題應(yīng)當(dāng)具有一定的深度，通過追問多問、制造認(rèn)知沖突等形式帶領(lǐng)學(xué)生挖掘活動(dòng)包含的深度內(nèi)容，在解決問題、完成活動(dòng)的過程中發(fā)展學(xué)科思維。

“化學(xué)反應(yīng)中的條件”一課由學(xué)生熟悉的燃燒匙提出問題：為什么燃燒匙多是銅制，而非鐵制？而后從金屬性質(zhì)的角度展開追問：為什么鐵器更易生銹？銅生銹還需要滿足什么條件？銅與鐵還有什么差異？讓學(xué)生理解：除了金屬性質(zhì)外，反應(yīng)物的濃度也能影響金屬的生銹；銅的導(dǎo)熱性更好也是要考慮的因素。

追問是引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的手段，合理的追問可以幫助學(xué)生解決難點(diǎn)，但過度的追問會(huì)降低問題難度，使學(xué)習(xí)者停留在淺層學(xué)習(xí)。因此，教師應(yīng)根據(jù)課堂情況、學(xué)生能力、探究興趣等確定追問的程度。“化學(xué)反應(yīng)中的條件”一課中，設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)探究活動(dòng)：要求學(xué)生觀察銅片在加熱時(shí)的顏色異常。學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)上表面的銅片和下表面火焰外圍的銅片都變黑了，這與他們的認(rèn)知一致；而直接與火焰接觸的銅片部分卻仍舊保持金屬光澤。針對(duì)這一反常現(xiàn)象，教師并沒有過多地追問“是不是黑色物質(zhì)又變回了銅，是不是有其他物質(zhì)參與了反應(yīng)？”，而是交給學(xué)生討論。看似問題難度很高，但此時(shí)學(xué)生由于觀察到了異常現(xiàn)象而興奮，思維活躍，探究意愿強(qiáng)烈，完全可以將課堂交由學(xué)生主導(dǎo)。最后學(xué)生也確實(shí)得出了結(jié)論：反應(yīng)中應(yīng)該還有酒精蒸氣的參與，起到了還原銅片的作用。

三、基于深度學(xué)習(xí)的化學(xué)復(fù)習(xí)課評(píng)價(jià)反思

持續(xù)性評(píng)價(jià)是結(jié)合學(xué)生評(píng)價(jià)與教師評(píng)價(jià)，讓評(píng)價(jià)過程在課堂中、課堂后持續(xù)，更好地起到引導(dǎo)教學(xué)、促進(jìn)認(rèn)知的作用。復(fù)習(xí)課中，教師應(yīng)以觀察、問答等方式引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)，并以教師評(píng)價(jià)總結(jié)。評(píng)價(jià)的內(nèi)容應(yīng)指向活動(dòng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，圍繞學(xué)科知識(shí)、問題思維、能力體現(xiàn)、價(jià)值觀念等方面進(jìn)行。

“再探化學(xué)方程式”的教學(xué)中，對(duì)“能用什么物質(zhì)與CO2反應(yīng)制備甲醇”這一問題，學(xué)生甲提出可以用H2O與CO2反應(yīng)制甲醇，同時(shí)得到氧氣，而學(xué)生乙則提出應(yīng)當(dāng)用H2與CO2反應(yīng)只得到甲醇。面對(duì)分歧，教師通過“你認(rèn)為另一位同學(xué)的方案有什么缺陷？”“有什么證據(jù)能支持你的說法？”“有沒有不同意見？”等引導(dǎo)性語(yǔ)句讓學(xué)生互相陳述理由。討論后開展評(píng)價(jià)，學(xué)生甲認(rèn)同乙的方案從原子利用率的角度更優(yōu)。總結(jié)時(shí)，教師首先肯定了學(xué)生解決問題體現(xiàn)的守恒觀念和正確書寫方程式的能力，接著分別表?yè)P(yáng)了甲、乙兩種方案在原料獲取和環(huán)保理念上的優(yōu)點(diǎn)，最后告知學(xué)生，兩種方案都有研究文獻(xiàn)支持，區(qū)別在于人們會(huì)依據(jù)條件不同，選擇合適的反應(yīng)。

囿于公開課的性質(zhì)，評(píng)價(jià)難以做到在課堂后持續(xù)，缺少診斷性、終結(jié)性的支撐。一線教師在日常教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地、階段性地采取這兩種評(píng)價(jià)方式，尤其是在章節(jié)、主題復(fù)習(xí)后對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行反思修正。如在方程式復(fù)習(xí)課后，教師可以結(jié)合學(xué)業(yè)質(zhì)量描述，從宏、微、符三個(gè)維度編寫質(zhì)量評(píng)測(cè)量表，教會(huì)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)，并嘗試將文字描述、等級(jí)賦分等形式結(jié)合，將教學(xué)評(píng)價(jià)變?yōu)橐粋€(gè)學(xué)生參與、學(xué)生關(guān)心的環(huán)節(jié)。

除了針對(duì)學(xué)生認(rèn)知的顯性評(píng)價(jià)外，教學(xué)中還會(huì)生成隱性的指向教學(xué)設(shè)計(jì)本身的評(píng)價(jià)。這些評(píng)價(jià)來源于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)是否認(rèn)同、學(xué)生的元認(rèn)知能力是否得到發(fā)展等要素。一節(jié)課要讓學(xué)生發(fā)自內(nèi)心地感受到學(xué)到的知識(shí)是有用的，付出的代價(jià)是值得的，同樣離不開有深度、有廣度的教學(xué)素材支持。就化學(xué)學(xué)科而言，與科學(xué)-技術(shù)-社會(huì)-環(huán)境（STSE）關(guān)聯(lián)緊密的信息更能驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)。這也告訴我們廣大教育工作者，深度學(xué)習(xí)的群體不應(yīng)只是學(xué)生，還有為了完善教學(xué)而不斷努力的教師。