高中化学基于深度学习的教学策略研究

江合佩

摘要：针对新课程改革当中存在的教学定位缺乏准度、活动开展缺乏效度、问题设计缺乏深度、技术应用缺乏适度四个典型问题提出基于深度学习的教学改进，提出应用问题解决、活动元、问题追问、实验探究等适宜高中化学学科特点的教学策略。

关键词：课堂改革；高中化学；深度学习；教学策略

一、问题的提出

高中新课程改革自2003年启动以来涌现了许多优秀的教学改革样例。从改革的切入点来看，主要有以下三个维度：一是调整师生关系的教学模式，如“以学定教”、“少教多学”、“生本理念”；二是调整课堂组织形式，如“先学后教”、“导学教学”、“双合课堂”；三是调整教学手段，如“翻转课堂”、“微课”、“慕课”、“交互式电子白板”。在教学改革呈现百花齐放、百家争鸣的同时，我们也应冷静地看到在轰轰烈烈的改革背后蕴含的问题，归纳起来，主要有以下四点：

1.教学定位缺乏准度

教学定位决定着最终的教学效果。在实际教学改革当中，对教学内容的定位的失准产生了许多教学的负面效应。比如某位老师在讲授必修部分原电池内容的时候，本来这节课的学习目标主要是认识原电池及探究原电池的形成条件，但是这位老师却把双液原电池与单液原电池的能量转化效率进行讲授，学生在初学阶段本来是要建立学习兴趣，却因为老师教学目标定位的失准导致学生云里雾里，对后续化学学习产生畏惧，产生了不良效果。同样在日常教学当中还存在着对学情判断失准的情况。某位老师在班级学生全部选修了《有机化学基础》模块进行高三第一阶段复习必考有机部分的时候，课堂竟然始终围绕着“如何通过实验鉴别乙醇与乙酸”，“如何通过转化关系将乙烯、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖建立有機联系”这两个核心问题展开教学。虽然课堂气氛活跃，学生反响热烈，但是除了热闹之后学生习得了什么、收获了什么？这种无视学生最近发展区展开教学的课堂虽然表面上突出了学生的主体作用，实质上还是为了凸显教师的主导，学生只是道具而已。

2.活动开展缺乏效度

新课程改革重要理念之一特别重视通过设置探究活动让学生在小组合作、实验探究中主动发现知识、获取研究物质性质的方法、培养严谨求实、一丝不苟的科学精神。但是在实际教学当中也发现，活动设计缺乏针对性导致教学效果低下。比如某位老师在讲授“二氧化硫的性质”这节课的时候，首先从物质分类的角度引导学生得出SO2是酸性氧化物的结论，然后提供一系列试剂让学生探究SO2的化学性质。接下来分组实验一切都在老师的预设下一一达成目标。可是通过分类思想预测物质的化学性质并进行实验探究在前面章节活动探究“单质、氧化物、酸、碱和盐间的关系”已经花了一节课的时间，现在针对具体的SO2继续展开同质化的探究显然探究的意义和价值已经不大，甚至此时的探究已经演变成了验证性实验了。表面上老师预设教学目标达成效度很好，但是实质上从学生学的价值角度来看大打折扣，学生接下来只能用捉襟见肘的时间来学习SO2的氧化还原性及特性，教学效度在表面的繁荣的掩盖下被忽视了。

3.问题设计缺乏深度

新课程特别注重问题驱动教学，因此在教学过程当中主要存在以下三个倾向：一是好像问题越多效果就一定好。笔者曾经听过一节“沉淀溶解平衡的应用”，整堂课下来老师设计的问题多达五十多个，但是问题多是诸如“在你生活经验当中偶尔会有牙疼的情况吗？”、“沉淀溶解平衡是向左移动还是向右移动呢？”、“你觉得从定性角度分析还是从定量角度来分析呢？”，问题设计都是是非判断型或者没有丝毫思考的空间，学生完全可以不用思考即可脱口而出，结果课堂人声鼎沸，好不热闹，老师也被这师生和谐对话的氛围感动了，设计了更多类似的问题来点燃课堂，真是让人唏嘘不已。二是问题设计经验化倾向严重。比如在听某位老师上“碳的多样性”这节课的时候，课堂上设计了两个问题①CO2通入饱和CaCl2溶液为什么不会产生沉淀？②除了用加热的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3外，还有什么其他的方法可以鉴别？第一个问题老师给出的答案是，如果反应可以进行，反应物左边是碳酸，生成物右边是盐酸，弱酸不能制强酸；第二个问题老师给出的答案是，可将固体溶解于水配成溶液滴加BaCl2或CaCl2溶液，观察是否会产生沉淀，结果是前者会产生沉淀后者无现象。“弱酸真的不能制备强酸吗”？CuSO4（aq）+H2S（g）=CuS（s）+H2SO4（aq），就是弱酸可以制备强酸的案例。在NaHCO2溶液中滴加BaCl2或CaCl2溶液也立即可见大量沉淀，是否会产生沉淀要看Q与Ksp之间的关系，而不能仅仅靠经验来开展教学。三是问题的指向性不够明确。某老师在讲授必修部分同分异构体部分的时候，设计问题“戊烷是否存在同分异构体？请用手中的球棍进行组装证明”。结果在学生汇报环节大部分同学回答有，而这位老师希望达到的目的是有学生回答有几种，这样由于指向性造成的沟通上的沟壑效应值得警惕。

4.技术应用缺乏适度

信息技术与学科融合是未来教育发展的重要趋势，但是在应用过程中也产生了许多认识上的错位。比如微课的制作方面存在以下三种误区：一是微课变成了课堂教师教学视频的片段。一些老师将课堂录像切成几个片段以供学生课后学习，这种重复的学习，学生的兴趣必然受到抑制。二是微课选题泛滥。微课选题本来是为了解决学生学习过程当中的疑难问题而进行录制的，但是许多老师不管什么课题都将其录制成视频以供学生课后学习，无疑增加了学生学习负担。三是利用微课取代课堂演示实验。很多老师为了赶进度，事先将演示实验录制成微课课堂上播放，这样时间管理虽然更加精到，但是课堂演示实验实物与老师操作的可感知性、实验过程中的不可预知性、老师解说过程中的情感投入等很好的教学资源就被浪费了，教学变成了味同嚼蜡的程序性过程。同样于近年来红遍大江南北的翻转课堂也存在着诸多误区，比如“翻而不转”，教师事先录制好的微课与课堂的讨论内容两张皮，没有必然的逻辑关系，甚至有的老师微课一套，上课又一套，这样的课堂表面上虽然看上去金光熠熠，实质金玉其外，败絮其中。慕课近年来也是风生水起，甚至有学者扬言教师职业的末日到来了，因其可将优质教学资源通过慕课平台以供不同区域的学生学习给教育均衡化、优质化提供了丰富的想象空间，但是我们也必须清醒地认识到，不同地区不同特点的学生采用相同的授课方式本身存在着巨大的问题，这份教学资源适合发达地区不一定适合落后地区，同样适合于生源较好的学校也不一定适合生源相对薄弱的学校，没有因地制宜，针对学情开展的教学很难说有较大的推广价值。

二、深度学习的必要性

透过表面上“把学生放在中心位置，教师放弃领导权，以至于课堂和教学混乱到了无政府状态”那样的缺乏知识要求的教学，重建基于深度学习的课堂教学势在必行。所谓深度学习（deep learning），最早是由美国学者Ference Marton和Roger Saljo于1976年基于学生阅读的实验，针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习（surface learning）提出的关于学习层次的一个概念。是指学习者在理解的基础上，能够批判地学习新思想和事实，并将他们融入原有的认知结构中，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题。深度学习本意是指学习认知触及事物本质的程度或事物向更高阶段发展的程度。相较于浅层学习是一种基于外在动机与基于记忆的学习，深度学习更加注重知识学习的批判理解、强调学习内容的有机整合、着意学习过程的建构反思、重视学习的迁移运用和问题解决。

安富海提出促进深度学习的一般教学策略为“确立高阶思维发展的教学目标，引导学生深度理解；整合意义联接的学习内容，引导学生批判建构；创设促进深度学习的真实情境，引导学生积极体验；选择持续关注的评价方式，引导学生深度反思”，但是具体到高中化学学科，由于所处的年龄层次、认知结构、理解层次的不同，必然有符合其自身学科的教学策略，本文试图以厦门市第六届课堂教学创新大赛“硝酸”的同课异构四个案例，探寻适合高中化学深度学习的教学策略。

三、深度学习的教学策略

1.问题解决策略

“问题解决”属于心理学范畴的一个概念，是指在问题空间中进行检索，使问题从初始状态达到目标状态的思维过程。是学生对问题情境的反应过程。而问题解决就是由一定情境引起的、按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列思维活动过程，使问题得以解决的具体实践活动。“问题解决”与“解决问题”有较大的不同。“问题解决”教学策略教学目标指向不是为了解决某一具体问题。而是旨在通过问题解决的教学活动的设计，激发学生的思维，营造共同探究的空间，提升学习能力。而“解决问题”更多的是侧重于教学的结果，其目标就是为了解决某一个具体问题。厦门六中林老师设计的“硝酸”课例（见图1）旨在通过一则硝酸倾覆泄漏起火蕴含的化学知识作为问题情境展开设计，从学生可以感知的颜色、语言、画面等信息抽取出四个核心问题，引导学生对问题展开探究，在探究过程中形成对硝酸物理性质易挥发、化学性质易分解、酸的通性、强氧化性深刻认识。学习完具体的硝酸，引导学生归纳学习元素化合物具体物质一般的研究方法，进而类推到未知陌生物质的学习当中去。整节课的设计围绕一个核心问题展开设计，从问题蕴含的三个维度展开剖析，在问题解决过程中生发出新的问题，体现了林老师强烈的问题意识和发展意识，学生在具体问题情境中展开一场高质量的思维体操，学生在问题中能力得到了提升。

2.活动元教学策略

教学要结合学生不同认知阶段的特点展开活动设计。研究表明，学生一节45分钟的课在一个具体知识的讲授过程当中注意力集中的时间仅为10分钟左右。如何破解难题，首先需要通过设计情境让学生在自主参与当中获得成功的体验；其次需要将一节课中的多个知识点切成多个完整的教学活动使得活动与目标之间形成紧密的关联；三是活动设计具有层次性，防止活动单调单一，注意活动参与的覆盖面，注意活动之间难度的衔接。厦门外国语学校林老师根据“硝酸”这节课的教学目标设计的案例见图2。林老师通过六个活动元的设计试图达成学生对硝酸的物理性质、酸的通性、特性即不稳定性、硝酸与金属、非金属反应的特点、研究物质的一般程序深刻理解的目标。在活动的具体开展中由易到难，层层递进，方式多样。硝酸物理性质的目标达成，林老师采取教师引导学生观察的方法。酸的通性林老师则采取类比迁移的方法。硝酸的不稳定性林老师则通过分析新闻事件当中现场颜色的变化结合氧化还原升降律的思想预测产物完成化学方程式的书写与配平。不同浓度的硝酸与铜片反应林老师则设计了两个创新演示实验。通过控制氧气浓度的变化帮助学生理解反应产物的判断，整个实验过程现象明显，实验设计生动有趣，学生与老师在探究当中获得了成长，也在成长当中获得了通过实验研究物质的一般方法。浓硝酸与木炭的反应，林老师则在课前在实验室演示并将其录制成1分钟左右的微课以供学生学习，结合前面学习硝酸的不稳定性分析问题的方法迁移解决对产物的判断。最后林老师设计了总结环节，将前面五个活动进行系统化、结构化提炼形成研究物质的一般方法，整个设计环环相扣，一气呵成，体现了林老师强烈的生本意识和目标意识。

3.问题追问教学策略

交互式电子白板、微课、慕课、iPad进课堂、云技术等是近些年来广泛流行的热门词汇，仿佛好像离开了信息技术课堂将变得生气皆无，一无是处。厦门一中李老师设计的“硝酸”课例（见图3）整节课没有利用任何现代教育技术的元素，但是凭借着其高超的个人素质、亲切可人的语言魅力、设计深刻的教学环节使得整节课浑然天成，美不胜收。李老师整节课利用问题追问作为抓手，抓住核心关键问题展开追问，层层深入，不断揭开解决问题的核心要素。在教学推进到金属与硝酸反应的时候，李老师给出铜丝、铁丝、浓稀硝酸，设计问题“可能发生几组反应？”学生设计出“①Cu+HNO3（浓）②Cu+HNO3（稀）③Fe+HNO3（浓）④Fe+HNO3（稀）”四组反应。接下来李老师开始追问“实验如何进行分组？并说明分组的理由。”有的同学提出将四个反应分成①②和③④两组，目的是探究相同金属与不同浓度硝酸反应产物的比较；有的同学提出将四个反应分成①③和②④两组，目的是探究不同金属与相同浓度硝酸反应产物的比较。接下来老师继续展开追问“为什么②③不能分为一组？”，引出单一控制变量思想。通过连续的三个追问，将对比实验的核心要素，即如何确定自变量、因变量、不变量揭示的淋漓尽致，同时在不断的师生对话当中不断呈现学生思考问题的过程，抓住学生最近发展区展开教学，教学针对性强，教学效果显著。更加难能可贵的是，李老师在不断追问过程当中，将包裹着的知识层层剥皮，不断呈现其本真的状态，同时将知识之间的联系水到渠成构建起来，形成了极具对称美感的板书设计（见图3）。学生在与老师轻松惬意对话中形成了结构化、系统化的知识，真是不禁让人击节赞叹，教学的关键在于智慧的老师。

4.实验探究教学策略

目前实验教学在教学方式、目的、时机等方面存在的问题大大降低了实验教学质量。实验沦为了一项技能，教师将整个实验过程、注意事项在实验前一一交代，学生按方抓药，不需要有质疑，不需要有思考，因为接下来老师会将最标准的结论告知学生。实验如果不具有生成性、探究性、教育性，那么也就没有存在的必要了。因此如何发挥实验在化学学科教学当中的不可替代的价值，双十中学窦老师设计的“硝酸”课例（见图4）给了我们许多的启迪。窦老师在教学设计的時候根据学生的认知特点对教学内容做了取舍，把学生通过自学或者教师引导可以解决的硝酸物理性质和酸的通性进行了简单化处理，将重点放在了如何通过实验实证探究硝酸的不稳定性和铜与浓稀硝酸反应溶液颜色的不同两个难点问题。硝酸的不稳定性探究又为颜色的不同探究提供了支点，引导学生从整个反应体系分析颜色的不同，根据科学探究的六个环节即提出问题-提出猜想-设计实验方案-进行实验-得出现象-解析及结论展开教学，整个教学过程当中，充分点燃学生参与的热情，两个创新实验都设计成了学生分组实验，给足学生时间进行探究，让学生在探究当中体会运用空白对照实验、对比实验等实验思想来解决理论难题，体现了实验与理论相互印证，体现了实验在化学科学研究中的重要价值。