深度学习理念下的高中化学教学目标设计——以化学事实性知识为例

卢 伟， 郭 为

(浙江师范大学 教师教育学院,浙江 金华 321004)

新一轮课程改革以来，以素养为本的化学课堂教学改革成为一大研究热点.然而在实际教学中，很多化学课堂依然存在教学“浅层化”“形式化”的问题，这在化学事实性知识的教学中尤为突出.基于上述问题，我国教育部于2013年起开始着手“深度学习”教学改进项目的开发研究，旨在通过课堂教学的改进与优化来促进学生的深度学习[1].课堂教学的上述问题在源头上是由于教学目标的设计未能体现深度学习的理念要求，故新课程背景下应结合深度学习的理念，统筹设计化学事实性知识教学目标.本文旨在通过对课程标准的解读与深度学习的内涵分析，以必修课程中的典型化学事实性知识课题(“金属钠的性质和应用”“乙醇”)为例说明指向深度学习的高中化学教学目标设计，以期为广大教师提供一些教学参考.

1 深度学习的内涵

1.1 深度学习的定义

在教育领域中，目前比较公认的最早提出“深度学习”概念的是瑞典歌特堡大学的马顿等[2]，他于1976年指出深度学习是与浅层学习相对的一种基于理解的学习方式，但并未阐述深度学习的内涵.国内有学者指出，深度学习具体表现为“批判性地学习新思想和事实，并将它们融入到原有的认知结构中，通过思想联系与情境迁移进行重大决策与问题解决”.尽管不同学者对深度学习的理解有所区别，但其基本内涵保持一致：深度学习的目标是培养高阶思维，重点是形成结构化的知识体系，可以通过检测新情境中的知识迁移能力诊断深度学习的水平[3].

1.2 深度学习与认知目标分类理论的对应关系

基于对深度学习的不同理解，不同学者从不同层面对深度学习的内涵、深度学习与浅层学习的区别进行了深入研究，制定出了各种不同依据的测评标准.尽管相关研究层出不穷，但目前公认的是，布鲁姆认知目标分类理论中的后4个目标“应用、分析、综合、评价”属于深度学习所提倡的认知领域的高阶思维，其对应关系见表1[4].这种观点将高阶思维与学习认知目标相联系，为课堂教学中的高阶思维评估提供了较强的可操作性.

表1 学习与认知目标分类理论的对应关系

2 课程标准中的深度学习理念

2.1 化学事实性知识的深度学业要求

相比于实验版课程标准，新课标在每一学科主题下规定了“内容要求”与“学业要求”.内容要求属于输入性要求，可认为是隐性层面的素养要求；学业要求则属于输出型要求，可认为是显性层面的学业要求.作为反映物质的性质、制法及其用途等多方面内容的化学知识，必修课程的化学事实性知识主要包括主题2“常见的无机物及其应用”与主题4“简单的有机化合物及其应用”的相关内容.这2个主题中的“内容要求”在认知层次上普遍较低，以“了解”为主.而“学业要求”则对内容要求作出了显性的表现规定，提出了更高的要求[5-6].现以布鲁姆认知目标分类理论为依据，对必修课程中的化学事实性知识深度学业要求进行简要的阐述，具体如表2所示.据表2可知，“应用”水平教学的目标主要是要求学生应用所学知识进行现实问题的解决，“分析”与“评价”层面的要求则侧重于辩证看待无机物、有机物对生产生活的利与弊.

2.2 考试命题与教材编写建议

根据课程标准提出的学业水平考试命题建议，化学学业水平考试命题应当统筹“素养” “情境” “问题” “知识”之间的关系，以真实情境为素材考查学生的问题解决能力.在具体的试题编制上，应当更加注重习题设计的情境性与开放性，鼓励学生从不同角度分析和解决问题，培养学生的发散思维和创新精神.除此之外，课程标准还对新教材的编写提出了建议，指出化学教材内容编排应更加注重化学知识的结构化，反映化学学科知识之间的内在逻辑[5].上述课标要求均与深度学习理念下提倡的教学变革措施相一致.

表2 化学事实性知识(必修课程)的深度学业要求

3 深度学习理念下的高中化学教学目标

设计——以化学事实性知识为例

3.1 基于课标分析，深究知识内在价值

所谓教学价值，就是教学目标的价值导向，简而言之就是“为何而教”，同一课题的所有教学目标最终应当指向教学价值的实现.相比于实验版课程标准，新课标在化学事实性知识的教学要求上呈现出2个重要变化：一是大幅削减了多种元素的教学内容；二是提高了元素教学的内容要求.首先，新课标删去了“铝、铜、硅”几种元素，仅保留了“钠、铁、氯、硫、氮”5种元素及其化合物的教学内容要求.就元素的类别来说，钠(碱金属元素)属于典型极活泼金属，铁(过渡金属元素)属于典型中等活泼金属，氯、硫、氮则属于典型非金属元素.因此，对这些元素的教学应当突出其典型性、代表性，如以钠的教学统领碱金属、碱土金属的学习，以铁的教学统领变价金属学习.这就要求教师在教学目标的制定时注重“结构决定性质”的观念渗透，诊断并发展学生的问题迁移能力.其次，新课标在主题2“常见的无机物及其应用”的内容要求中增加了“物质性质及物质转化的价值”要求，强调了事实性知识学习的社会价值.

在“有机物性质主题”中，新课标明确提出了“官能团”与“有机化学反应类型”的内容要求，相较于实验版课标的要求同样也有所提高[5].教学要求的提高更是体现了深度学习的理念，同时也为选择性必修阶段的进一步学习提供有力支持.综上所述，新课标规定的化学事实性知识教学内容在“量”上有所减少，而在“质”上却有所提高，这体现了化学事实性知识的一大教学价值：帮助学生形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念，提高应用理论知识解释化学事实的能力，形成化学思维.相比于理论知识、技能层面的教学，该层面的教学价值体现了新课改背景下强调的化学学科实践价值与应用价值.

3.2 进行教材解读，预估班级整体学情

从广义上来看，完整的学情包括个人的学情和班级的学情[6].在实际操作中，教师需要首先通过教材解读的手段，从“学生已有相关经验”“学生要达到的认识水平”“课题主要学习内容”3个维度出发对班级整体学情进行初步预估.以“金属钠的性质和应用”为例，苏教版化学必修1中将“金属钠的性质和应用”课题设置于专题2第二单元“钠、镁及其化合物”的第1课时，是学生在高中阶段第1种系统学习的金属元素.与此同时，金属钠的学习也为铁元素的学习提供金属元素的学习思路指导.而对“乙醇”课题来说，苏教版化学必修2教材将该课题设置于专题3第二单元“食品中的有机化合物”的第1课时，位于甲烷、乙烯、苯等有机物的学习之后.同时，乙醇的学习也为后续乙醛、乙酸等羰基化合物的学习提供了方法上的指导.现以“金属钠的性质和应用”“乙醇”课题为例，对化学事实性知识课题教学的班级整体学情进行预估，具体如表3和表4所示.

表3 “金属钠的性质和应用”课题的班级整体预估学情

表4 “乙醇”课题的班级整体预估学情

3.3 结合深度学习要求，统筹设计课题教学目标

基于对课题教学价值的分析及班级学情的全面分析，结合深度学习、浅层学习的不同层次要求，初步对课题教学目标进行设计.在教学目标的设计中要注意以下2个主要问题：

1)教师应当统筹兼顾深度学习与化学学科核心素养的目标要求.基于新课标提出的培养学生化学核心素养的整体目标，不同课题的教学目标设计都需要寻找课题学习与核心素养发展的主要契合点.深度学习的培养目标——高阶思维的形成离不开知识的生活应用与实际情境的分析，这要求教师以发展化学科学认识层面(“宏观辨识与微观探析” “变化观念与平衡思想” “证据推理与模型认知”)的核心素养为基础，以科学实践层面(“科学探究与创新意识”)与应用层面(“科学态度与社会责任”)的素养发展为高阶要求[5].

2)教师应当统筹兼顾浅层学习、深度学习的目标要求.毫无疑问，学生认知水平的提升只能逐步从浅层水平发展为高阶水平.教学目标的制定也必须以具体学情为依据，统筹兼顾浅层学习、深度学习的目标要求.基于上述注意事项，对“金属钠的性质和应用” “乙醇”课题的教学目标进行统筹设计，具体如表5与表6所示.

表5 “金属钠的性质和应用”课题的教学目标设计

表6 “乙醇”课题的教学目标设计

3.4 诊断个人具体学情，改进并优化教学目标

尽管目前普遍提倡“站在学生的角度”看问题，但教师毕竟与学生存在较大的认知差距，传统教学设计中的“学情分析”仅能得到符合教材要求的班级理想化整体学情，而难以实现对不同个体具体学情的诊断与分析.在具体实施中，可在化学事实性知识正式教学课前分发“学情评估单”，对该课题学习所要求学生具备的已有相关经验进行测评.根据个人学情的量化评估结果，可以适当增删目标条目.与此相应，教师需要对原先制定的教学策略进行针对性的调整与改进.现针对 “金属钠的性质和应用” “乙醇”课题教学，设计如表7和表8所示的学情评估单.

表7 “金属钠的性质和应用”课题的学情评估单

你知道吗?你的观点1)金属一般具有哪些性质? _________________2)你还记得金属活动性顺序表吗?_________________3)如何比较不同金属的活动性强弱?_________________4)氯化钠与钠有何区别?_________________

以“金属钠的性质和应用”为例，该课题的学情评估单主要对学生已有的“金属的共性”(问题1))、“金属活动性顺序表”(问题2)和3))与“物质的分类”(问题4))知识进行诊断.若学生在问题2、3的回答上普遍存在偏差，可增加教学目标条目：复习金属活动性顺序表的相关知识，通过钠的金属活动性顺序加深钠的活泼性认识.在实际教学中应当在原有教学的基础上通过激活学生的金属活动性顺序知识帮助他们更好地理解钠的金属活泼性.除此之外，教师可将初步设计的目标条目(见表5)改为：“了解金属钠的制备方法，感受科技进步对化学发展的重大意义”.在实际教学中可以通过播放化学史视频帮助学生了解金属钠的制备方法.若大部分学生在这两个问题的回答上都不存在偏差，教师可在初步设计的目标基础上增加条目：应用金属活动性顺序表的相关知识预测不同金属的活动性强弱.在实际教学中可以在主要内容的教学基础上进一步引导学生利用钠的结构与性质预测钾、钙、镁、铁等元素的结构与活泼性强弱，帮助学生形成系统的知识体系，发展学生的问题迁移能力.对“乙醇”课题可以采用同样的方法，在此不再详细分析.

4 总结与展望

作为与现代人类生活、生产联系最为密切的化学学科知识，化学事实性知识的教学要求在新课标中呈现出“量减少，质提高”的变化趋势.因此，基于深度学习理念与新课标培养问题解决能力、开放性思维的教学建议，化学事实性知识的教学目标设计理应从课题教学价值进行分析，通过学情的综合评估指导教学目标的初步设计与改进优化.参考化学事实性知识的教学目标设计策略，化学理论性知识、技能性知识等课题的教学目标设计可同样遵循类似步骤，但在课题教学价值的分析、具体学情的评估等步骤上必然与事实性知识存在不同.毋庸置疑的是，深度学习理念下的课堂教学变革要从教学目标的变革开始，但更要在此基础上进一步着眼于教学策略、教学模式、评价策略等的变革.换言之，如何在课堂教学中有效落实上述教学目标仍有待广大教师进行深入研究.