指向深度學習的多元學習支架在化學教學中的應用

王換榮 沈旭東

【摘 要】深度學習是相對于淺層學習而言的，是以學生為主體，聯系原有的認知經驗，批判性和創造性地建構新的知識體系并遷移和應用的過程。學習支架作為推進深度學習的腳手架，是學科教學改進的著力點，也是思維進階的幫手。基于學習支架的內涵及特征，教師專研教材，引導學生自主搭建章節學習支架，讓學生系統地認識化學框架；依據學生的認知進程和理解路徑，設計多元學習支架，有效助力學生的深度學習。

【關鍵詞】多元學習支架；深度學習；內部學習資源；外部學習資源

【作者簡介】王換榮，高級教師，杭州市優秀教師、新銳教師，主要從事高中化學教育教學研究；沈旭東，浙江省杭州市拱墅區教育局黨委委員，杭州市拱墅區教育研究院（區教研室、區教科室）院長，正高級教師，特級教師，主要從事高中化學教育教學研究。

深度學習是相對于淺層學習而言的，是一種主動性、深層性的學習，具有批判性、創造性［1］。教師可以通過搭建學習支架深化課堂教學，助推學生的深度學習，拓展學生的化學思維，讓學生思維具有批判性、創造性，從而不斷提升學生的學習力，促進學生化學核心素養的發展。

一、學習支架的內涵及特征

支架式教學是以維果斯基的最近發展區理論為基礎的一種新的建構主義教學模式，學習支架就是其中的腳手架。學習支架是助推學習者在學習過程中運用已有知識、經驗解決學習過程中的障礙，順利達成預期目標的手段和工具［2］。通過學習支架，學生可以模仿、實踐和內化支架所蘊含的思維策略與問題解決的方法。其實質是教師充分挖掘課堂教學的各種資源，并借用相關的教輔工具加以指導，讓學生學會自我操作與體驗，從感性認識到理性認知，從片面思考到全面思維，從而掌握、建構和內化更高認知活動的技能，實現對學習的自我調節。只有根據學生的最近發展區搭建的支架，對學生的發展才是最有效的。

1．學習支架的連續性

學生從對龐雜、零散的事實性化學知識的識記走向對化學思想和方法的理解，不是依賴教師的教，而是通過引導性的推理得出、認識或驗證結論［3］。因此，在有限的課堂學習時間內，教師要更加關注具體、現實的課堂場域，聚焦課題，搭建連續、有效的指向理解這一抽象思維活動的學習支架，驅動學生自主建構學科知識體系。

2.學習支架的適切性

網絡時代的外部學習素材紛繁復雜，教師要遵循學生的學習規律，圍繞教學任務，準確定位并合理篩選、整合與學生年齡和認知水平相一致的資源。教師搭建學習支架的目的是喚醒和發現學生的好奇心、學習力，讓他們生成和成長。因此，學習支架的供給要適時、適度、適切。

3.學習支架的具體形式

教師根據學生的學習需求，從教材、學法、情感等方面為學生搭建合適的思維進階式學習支架（如圖1），可以引導學生將知識和思路結構化，促進學生深度學習的發生。深度學習包含體驗性學習、本質性學習和結構性學習三個層次。體驗性學習由范例支架和問題支架支撐，指向學習主題和學習經驗的真實情境的任務挑戰，目的是激發學生的學習興趣，讓學生產生學習動力。本質性學習由建議支架和向導支架支撐，指向學習進程和學習難點的關鍵能力的復合生長，目的是引導學生把握知識的內涵和外延，感悟化學知識蘊含的思想和方法。結構性學習由圖表支架和范例支架支撐，指向學習評價和學習需求的思維層級的靈活變通，目的是引導學生洞察知識結構，靈活應用化學知識解決實際問題。在教學中，教師應依據教學需求和學生實際，搭建具有針對性和指向性的學習支架，使學生形成進階式思維，實現深度學習。

二、研究教學，設計多元學習支架

在化學教學中，合理搭建學習支架，既能建構清晰的教學流程，也能打開學生參與課堂的多重通道。各類學習支架因需而建，搭建并提升支架教學質量的關鍵在于緊扣教學的落腳點。這就要求教師認真挖掘教材等內部及外部的有效資源，促使學生掌握體系化的化學框架，促進課堂教學高效開展。本文通過以下4種支架實例加以說明。

1.搭建章節學習支架，建構學習框架

在教學中，教材作為內部學習資源，本身就是一個巨大的資源庫。人教版（2019年版）高中化學教材設置諸多欄目及其說明等助學系統，使教材不只是教師的教本，還是學生的學本。如人教版（2019年版）高中化學教材必修模塊的主要欄目包括實驗X-X、探究、實驗活動、思考與討論、方法導引、練習與應用、整理與提升、科學史話、科學·技術·社會、資料卡片、化學與職業、信息搜索、研究與實踐、復習與提高等。教材注重根據知識的循序漸進給出具體的方法導引［4］，突出學生的主體性，從內容到形式都適應學生學習的需要。

教材每一章的“章導語”都由兩部分組成：第一部分概括全章的主要內容；第二部分介紹全章學習的一些方法和要求。“章導語”實際上就是章的目標，提示這一章的主題、學習要素，是教師和學生在教與學的過程中，時刻關注的方向和要求。對于其余欄目，如“思考與討論”是基于一節課的教學目標和內容特點，緊緊圍繞這節課的重難點來設計，教師要加以整合，將其有效地運用到課堂教學實踐中。“信息搜索”是基于一節課的教學內容，聯系課內和課外，從能力積累的角度進行的拓展和延伸。在每章教學前，教師應引導學生將“章導語”和欄目重組，整理出全章的主線，包括教材邏輯線、知識邏輯線、學習邏輯線，形成思維模型，為全章教學提供有力的支架。

2.搭建圖表支架，促進學生理解

學習是復雜心智活動和外顯操作的有機統一。圖表支架也稱程序支架，指教師將教學內容、方法、步驟等用直觀形象的圖示展示出來，提升學生的認知水平。圖表呈現出整體性、主動性和層次性等特點，助力學生連續性、縱深性的深度學習的發生。圖表支架設計的流程是先篩選概念和原理產生的生活情境，再讓學生從中逐步推理、修正概念和原理，即將看不見的思維過程呈現出來，最終指向從具體情境中逐步生長出來的知識。比如，為促進學生更好地理解“物質的量”的概念，教師設計了三個層級的圖表支架（見表1），使教學環節條理清晰、環環相扣，引領學生步步為營，讓學生參與到素材的理解、知識的架構等一系列活動中，實現真正的學習。

3.搭建情境活動支架，解決學習任務

學習是一種情境化的實踐［5］。在具體的社會、生活場景中搭建化學實踐活動支架是化學教學課內外聯動的有利抓手，它突破了課堂教學場域的局限，是學生深度學習化學的驅動器。同時，情境和過程性體驗有助于學生經歷化學知識的探究過程，從而把握化學知識的本質。情境活動支架設計的第一步是挖掘與主題契合的歷史、工業情境，第二步是布局情境中的學習活動及與之匹配的學習任務，讓學生在自主解決任務的過程中獲得新知，增長技能。比如，教師提供了“容量瓶的設計”情境活動支架（見表2），通過強烈的認知沖突，使學生在自主設計容量瓶的過程中，激發自身的學習動力，建構認知結構，促生批判性思維和創新思維。

4.搭建外部學習資源支架，挖掘學習空間

教材之外具有印證性、拓展性、補充性的學習憑借，可稱為外部學習資源。教師進行教學要酌情選擇外部學習資源。外部學習資源支架設計的基礎是聯想，分為對比聯想和相似聯想。當講解完新的知識要點時，教師選取相似的生活場景用于學生體驗，或選擇相關的生活現象讓學生展開解釋，可以促進學生深刻理解知識，并提升他們運用化學學科知識解決實際問題的能力。如表3，教師將阿比朵爾溶液的配制、測定COD時重鉻酸鉀標準溶液的配制作為誤差分析的外部學習資源，引導學生在運用知識的過程中提升化學學科核心素養。

由表3可以看出，外部學習資源支架的搭建能有效挖掘學習空間，比如，其中的范例支架能引起學生的共鳴，喚起學生對過往經歷的追溯，使學生把新知和相似樣例進行比較，找出共性和差異，提升解決實際問題的能力。

三、結語

多元學習支架除了前文所說，還包括開源支架、轉化支架和策略支架等。開源支架也稱話題聚焦，是指采用頭腦風暴、小組合作等方式聚焦特定話題，需要教師在課前先篩選與主題相關的素材。轉化支架也稱思維導圖，是指引導學生構思后利用一定的模板在頭腦中勾勒出圖形組織，將看似無序的知識結構化。策略支架是將學習策略通過一種明確和系統的方式傳授給學生，使學生掌握其中的技能，學會使用策略，并監控學生的進步。這些多元學習支架滲透在不同的課型和階段中，促使學生實現學習的自我調節和深度學習。

搭建學習支架的意義就是尋找學生的未來發展點，這為化學教學提供了新的思路，并能提升化學課堂的質量。另外，學習支架的搭建需要充分考慮全體學生的適宜發展層級，盡可能平衡學生個體間存在的差異。因此，也可以在相同的教學內容中設計并使用不同的學習支架，以尋求最佳的教學效果［6］。當然，關于學習支架搭建的細節處理，還需要做進一步的研究。

參考文獻：

［1］林彩蓮.搭建“學習支架”，促進學生深度學習［J］．數學教學通訊，2021（4）：52-53.

［2］杜紅梅.學習支架在美國母語寫作教學中的應用及啟示［J］．中小學教師培訓，2022（2）：74-78.

［3］麥克泰格，威金斯.讓教師學會提問：以基本問題打開學生的理解之門［M］.俎媛媛，譯.北京：中國輕工業出版社，2015.

［4］王換榮，沈旭東.蘇教版和人教版化學教材必修模塊的銜接性思考［J］.現代中小學教育，2021（4）：30-34.

［5］王文靜.理解實踐：活動與情境的觀點［J］.全球教育展望，2001（5）：48-53.

［6］田敏.高中化學支架式教學模式構建研究［J］.中學化學教學參考，2021（4）：69-70.

（責任編輯：羅小熒）