深度學習指導下的大單元教學設計實踐

王金艷

摘 要：深度學習是實現發展化學素養的重要途徑之一。而大單元教學整體設計對教學內容進行分析、整合、重組，具有更強的認知邏輯，是知識結構化、認知邏輯化的重要方式，是實現學生深度學習必經之路。筆者以電離、離子反應專題作為大單元教學設計的主題，基于現代化的手持實驗探究活動，從溶液中宏微結合的視角，運用學科證據推理與模型認知的深度思維的方法，分析深度學習指導下的大單元教學設計實踐有關過程。

關鍵詞：深度學習指導；大單元教學設計；離子反應

《普通高中化學課程標準》（2017版2020年修訂）中明確提出：在高中化學課程學習中形成和發展學生的化學學科核心素養，是高中化學課程的重要目標。學習者只有了解知識的產生過程，知其然且知其所以然，超越單純、孤立、點狀、碎片化的基本知識和基本技能，建構并完善成結構化的知識體系，內化并運用，才能形成素養[1]。相比較于淺層學習，對知識的理解、建構、遷移和應用等更加重視的深度學習正是改善學生學習方式，實現發展化學素養的重要途徑之一。大單元教學整體設計可以對課程標準、教材等資源進行深入解讀和剖析，根據自己對教學內容的理解以及學生的情況和特點，對教學內容進行分析、整合、重組，形成相對完整的教學主題，并以一個完整的教學主題作為一個教學單元的教學，具有更強的認知邏輯，所以大單元主題學習方式是深度學習，培養學生高階思維的一種重要的實現方式。筆者以促進學生認識發展的電離、離子反應專題作為大單元教學設計的主題，基于實驗探究活動，從溶液中宏微結合的視角，運用學科證據推理與模型認知的方法，分析深度學習指導下的大單元的教學設計實踐有關過程。

一、深度學習指導下的大單元教學主題確定及設計

（一）大單元教學主題確定

核心素養下的教學課堂最終是為了解決學生在陌生的情境里從哪兒想、怎么想、如何用這樣連續性思維活動形成的課堂，對應的單元教學設計就不是單純知識點傳輸與技能訓練的安排，需要弄清楚學什么、達到什么學習目標、怎么學的問題，然后以一定主題的教學內容作為教學設計的基本單位，由此形成結構化單元，去提高課程實施的整體性、計劃性和系統性。所以大單元的教學規劃必須在系統思維的指導下，對化學教材中具有邏輯關聯的內容進行分析、提煉、重整。這些教學內容從屬于一個學習主題，各教學內容點依照知識的邏輯結構分層遞進，組成一個完整的知識鏈，在進行大單元教學主題確定時可采用以下的思考流程：

基于上述思考的單元主題選擇具有以下三個原則：

（1）承載化學核心知識，蘊含化學學科思想；（2）體現認知邏輯，有利于知識結構化；（3）解決實際問題、弘揚化學學科價值[2]。筆者選擇的“電離和離子反應”是高中化學的重要原理知識，內容包括電解質和非電解質、強電解質和弱電解質、離子反應等概念以及通過實驗事實認識離子反應及其發生的條件，了解常規離子的檢驗方法，同時形成電離方程式、離子反應方程式等符號表征。這部分內容對整個高中元素及化合物的反應關系、水溶液中的離子反應都有重要的指導作用，是學生進入高中發展宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知學科素養的重要的載體，這部分內容如果能在大概念的統攝下，由表及里、由淺入深地建立系統的知識結構，更有利于學生形成認識和建立學科觀念。同時高一的學生還未養成從本質看問題的習慣，在分析物質在水溶液中的行為存在著思維障礙，知識遷移能力弱，急需形成認識物質新視角。所以電離子反應系統知識是一個很合適的單元學習主題。

（二）大單元教學主題的設計規劃

大單元教學主題具體的設計與規劃需要依托教師對課程標準、教材編排、學習中存在的共同思維偏差，提煉出體現單元的觀念、以深度思維促進的要求展開新的課時呈現邏輯和順序。

從課程標準和教材的編排分析主題設計方向：

從學生對離子反應認識上的現狀分析設計方向：

（1）大部分學生知道酸、堿、鹽在水溶液中以離子形式存在，但因未形成電離的概念，對哪些物質能產生離子，離子產生條件這些問題并不清楚；（2）大部分學生對物質仍停留在整體分析，雖然他們知道NaOH溶液中有Na+和OH-，但是他們在應用時并沒有離子的角度和觀念，不能從微觀的離子角度去分析反應；（3）大部分學生通過初中學習有定性的性質認識，但對離子的數量并不關注，還沒有定量的意識；（4）通過初中復分解概念的學習，學生知道復分解反應的條件，但是他們普遍認為酸堿鹽在反應時所有的離子均發生了反應，習慣以物質整體為對象分析反應，對復分解本質不了解。

所以在電離和離子反應的這個主題下，學生需要發展基于微觀的結構化認識思路，可以安排3個課時遞進。第1課時：感受不同類別的物質在水溶液中的行為，獲得電離和電解質非電解質、強弱電解質等概念。通過概念認識過渡至符號系統，學習書寫電離方程式，建立單物質的水溶液體系；第2課時：進行水溶液中兩種到多種電解質的行為分析，結合學生實驗和手持實驗結果，理解離子間發生反應的本質及條件，理解離子間的競爭關系，自然形成離子方程式的表達；第3課時：將離子間的反應原理應用于解決粗鹽提純的實際問題，在多種離子的復雜體系中進行思維的綜合建模。

二、深度學習指導下大單元整體目標設計及課時目標設計

教學目標是教學設計的核心和靈魂。單元教學的目標可以采用逆向思維來確定學習目標，也就是根據學生學業質量要求指導下的學生認識發展目標進行確定。單元教學的目標可分解為知識目標、素養目標、態度目標。知識目標的關鍵是尋找學生原有概念與科學概念之間的差距；方法目標設計的關鍵是對基本概念的底層邏輯的思考，是運用和歸納思維過程中使用的科學素養，同時在設計中重視將學生的思維活動顯性化；態度目標設計的關鍵是感受科學家對待科學的態度，顯性化態度的發展

過程[3]。

結合標準在知識和素養上要求，學生應完成的認識發展目標：（1）建立電離、電解質的概念，有自主意識到不同的物質加入水中存在的微粒不同，能夠主動從電離的角度對物質分類，準確地用電離方程式表示這個過程；（2）在理解電解質在水溶液中的行為后，能夠自主應用離子角度，從微觀對電解質在水溶液中的反應進行分析，實現宏觀微觀自動轉換和關聯；（3）能夠不僅關注離子是什么，還可以從定量的角度關注有多少、去向，理解離子數量減少者復分解的本質，對生成沉淀、氣體和水有深層次的理解；（4）能運用離子角度模型對實際情境中的鑒別、除雜、溶液配制、污水處理等問題進行有效處理，實現學科素養指導下的應用策略形成。

已有的教學實踐表明，學生在學習電離、離子反應前后，學生不能正確認識溶液的導電性是由于通電后溶液中原來自由移動的離子變為有序移動而導電，大部分學生能認識到溶液的導電與存在離子有關，但不清楚過程[4]。

三、深度學習指導下的大單元教學流程和學生活動設計

在深度學習指導下的大單元深度教學流程的設計上要基于學生的學情，通過實驗，探究學生熟悉的情境，對知識進行“層進式學習”“沉浸式學習”和“高階思維的激發”。離子反應單元以概念和應用為主，打破過去淺層的學習模式，以開展系列探究實驗為證據鏈的深度教學設計來完成整個單元教學。第1課時從生活中熟悉的泡騰片溶于水實驗激發學生探究興趣，同一物質在有水存在體系和固體時為什么不同？再從NaCl固體、NaCl溶液、熔融NaCl導電實驗中感受物質微觀結構、離子的運動特點，建立電離的概念。觀看微觀實驗視頻，形成電離概念和電離條件。實驗測試酸、堿、鹽、有機物的導電性，建立電解質和非電解質概念，學習電離方程式的符號表征。再從不同類別的水導電能力差異實驗，感受離子濃度對導電性的影響，以同濃度鹽酸和醋酸導電性實驗，從微觀的角度分析不同，建立強弱電解質概念和符號表征體系，建立單電解質的水溶液體系理解。第2課時從BaCl2溶液與CuSO4溶液、NaOH溶液和H2SO4溶液學生實驗出發，引導分析微觀離子的存在、并用微觀圖示表示，提出表達時注意個數的定量關系。結合實驗結果分析離子間的變化，提出為什么沉淀和水的生成會發生反應，從離子數目變化角度感受水溶液中變化本質，使規律的來龍去脈自然呈現。指導用符號表達這一過程，建立正確的離子方程式的書寫本質，從而不只在學生心中留下“寫”“拆”“刪”“查”的機械印象。對于沒有明顯實驗變化和有多微粒間反應和競爭反應關系利用手持實驗技術的實驗結果解決，使學生理解兩種及以上的電解質在水溶液中的真實表現。建立認知視角和分析思路，開啟高階思維之路。第3課時以生活中的粗鹽需要精練為話題，從精鹽中雜質如何檢驗、如何除去的方案設計，引導學生利用第1、2課收獲理解，從試劑選擇、思路形成、優化，構建分析模型，在低鈉鹽的配制中理解物質溶于水的行為變化和量的變化，體會化學在生產生活中的應用，激發熱愛生活的熱情。

四、深度學習指導下的大單元教學實踐反思

（一）提升大單元教學認知，制訂統領性的單元教學目標是實施的關鍵

教師要深讀教材和課標，明確各部分知識間的內在聯系，明晰單元教學目標，才能實現碎片化知識向結構化知識轉化。構建素養為導向的單元教學目標，才能形成從基本概念到學科大概念的層次清晰的良好知識結構。

（二）依據學科知識特點精選認知情境，提升學生證據意識和宏微結合的思維模式

離子反應大單元是以實驗為認知情境，幫助學生真正地感受不同類別的物質進入水溶液中行為變化和變化結果，再進階到兩種甚至多種電解質在同一水溶液體系中發生的行為及條件，特別是手持技術的支持，將一些沒有明顯實驗變化或實驗現象難觀察的結果呈現得直觀清晰，保證學生深度感受，化傳統口述式的概念講解為深度理解的概念認識，順利過渡到離子方程式最本質的書寫理解。

（三）以問題鏈的形式將思維活動顯性化，利用學生對自己的思維活動進行歸納和總結

要設計具有驅動性的問題，教師需要分析核心教學內容的構成要素及要素間的邏輯關系，使學生能夠在顯性思維的指導下順利提取自己存儲的知識，并能從問題的呈現中感受到思維過程的形成，實現素養提升。

結束語

總的來說，深度學習指導下的大單元教學重視知識之間內在聯系，有利于保證知識學習的系統性，使學生邏輯清晰，應用有理有據，這對保證學生學習深入性，提升學生核心素養能力具有積極的作用。

參考文獻

[1]王云生.體現深度教學理念的大單元教學設計：以中學化學教學為例[J].基礎教育課程，2021（20）：61-67.

[2]韋存容.基于主題式教學的單元教學設計與思考：以“電離與離子反應”為例[J].化學教與學，2022（23）：6-10+74.

[3]駱雅雯.核心素養下的高中英語單元整體教學設計[J].英語畫刊（高中版），2022（6）：91-93.

[4]胡久華，王磊，支瑤，等.促進學生認識發展的“電離和離子反應”專題的單元整體教學研究[J].化學教育，2013，34（4）：44-49.

本文系教育部福建師范大學基礎教育課程研究中心2021年開放課題“基于深度學習視域的高中化學單元主題教學實踐研究”成果（KCZ2021117）。