高中化学深度学习支架的设计与具体应用

■江苏省常熟市梅李高级中学 陈卫东

近年来，我国高中化学教学越来越重视学生个体综合素质的发展，除了要系统教授基础知识和基本技能以外，还要重视对学生深层次思维品质的训练。新课程改革标准提出，学生应该是学习的主体，不能以教师的教学分析来代替学生的实践体验，这对农村高中化学课堂教学提出了更高的要求。意味着课堂教学中要着重关注学生的身心发展，强调教师在教学过程中对学生的引导和促进作用，而深度学习支架能满足这一教学要求。在实际教学过程中，化学教师要对深度学习支架的教学模式进行研究，遵循启发式、建构性和双主体的设计原则，按照搭建支架、情景设计、自主探究、协助发展和效果评价五个基本阶段来进行建构，为学生提供一个系统化的深度教学环节。在深度教学环境下，让新的知识点在学生已有的知识经验上高效地迁移，并和已有的态度和观点相融合，形成一个更加完整的知识体系，实现“一切为了学生”的教学目标。

一、深度学习支架融入高中化学的现实意义

我国学校各阶段的教育目标是，着力提升学生的创新能力，强化课堂教学质量。纵观当前的高中化学教学实践，尤其是农村更多地关注成绩分数，以及学生化学思维和记忆力是否能在短时间内迅速提升，而忽视了培养高中生在化学学科中的深度学习能力。深度学习能力是学生进行创新的前提基础，如利用已有知识经验对新的化学知识进行迁移能力、批判思维、想象力等，学校和教师没有充分利用教学资源来实现学生的深度学习。因此，设计深度学习支架能更新旧的教学观念，扭转学生只在被动方式下学习浅层知识的现状，充分锻炼其对深层次知识感悟、理解、体验、吸收以及再创造的综合能力。深度学习支架的构建不仅仅给教师提供了一个全新的教学模式，使教师在传递—研究—反思的教学实践中总结出一套行之有效的教学策略，还能推动学生自主学习、深度学习和探究学习习惯养成的进程，培养学生创新思维能力和灵活运用化学知识解决实际问题的能力。

二、深度学习支架融入高中化学的设计原则

（一）启发式原则

维果茨基的最近发展区理论阐明学生是发展中的人。教师作为学生学习的引导者应及时发现学生身上的巨大潜力，通过循序渐进的启发式教学原则，帮助学生完成在适当的努力下达到预期发展目标。目前被教育界认可的深度学习支架分为搭建支架、情景设计、自主探究、协助发展和效果评价五个阶段，其中启发性的教学情景在教学中发挥着极大的影响力。教师应根据高中化学学科实验性和探究性比较强的特征，以及结合高中生情绪化严重和对角色同一性比较迷茫的认知特点，及时有效地开展学情分析，因势利导、对症下药地引导学生思想，启发学生的化学思考模式。在以启发和问题为导向的具体教学过程中，可以使用白板、投影仪、录音机和电子计算机等多种辅助教学工具，将化学知识的重难点转化为学生可以直接接收的启发性问题，鼓励学生由易到难、由浅入深地激活新旧知识点之间的联系，最终完成深度学习的目标。

（二）建构性原则

深度学习支架的建构主义原则，体现的是当前教学不再是教师单一的传授知识，而是必须帮助学生在已有的化学知识经验上不断发展，突破学生个体上的思维局限性。这要求化学教师在实际开展教学活动时深刻贯彻自主性和发展性的思想，在对学生预习、习得、记忆和应用这几个环节采用不同方式的教学手段，合理发挥深度学习支架的助力作用，帮助学生运用自身已有的知识经验和认知结构为基础，对新的化学知识进行灵活选择和加工，逐渐建立起新旧知识点之间的逻辑关系，并向着高阶学习的方向全面发展。基于对有意义学习中主动和建构的两个特性，可以看出深度学习支架的设计是为高中生提供多个碎片化知识，将主动整理、总结和建构的机会转移到学生身上，为其深度思维的拓展提供了充足的保障，使学生在反复、持续和逐步提升过程中建立完整的学习化学知识的架构体系。

（三）双主体原则

深度学习支架的双主体原则实际上是以教师为主导、学生为主体的化学课堂教学原则，任何教学活动都需要教师围绕学生为中心来开展。在《论“以学生为中心”》的内容中，刘献君指出有三个着力点，即着力学生发展、着力学生学习和着力学习效果，其强调的是教师在实际教学过程中不要只关注学科成绩，还要注重学生学习过程中的发展和实际效果。深度学习支架的设计能帮助学生自然而然地融入化学知识探究，而不再是课堂被动学习者和沉默的接收者。同样对化学教师来说，也不再是只是知识传播的工具，而要切实地承担起为人师表、立德树人的引导者和促进者的责任。在双主体的课堂模式下，化学教师和学生应是合作互助的新型伙伴关系，教师要结合自身在教学中的经验为学生构建可以迈向最近发展阶段的深度学习支架，并提供充足的辅助学习资源，从而增强学生在探究学习、深度学习方面的整体能力。

三、深度学习支架融入高中化学的具体应用

（一）结合建构主义，合理制定学习支架

建构主义下的教学观和学生观强调的是学生对知识的主动建构，在整个教学中是以学生头脑中的知识经验作为基础，促使学生主动地对新知识进行选择和内化。因此，化学教师在开始实施教学之前，首先根据本阶段学生的培养任务和国家教育目标，在建构主义的理论基础上设计深度学习支架。通过对化学学科知识进行动态的分析，对学生学情进行评估以及教材内容等做一些前期研究，利用逐层递进支架方向将搜集的教学资源进行整理，为学生设计真正适合本学科学习的深度学习支架。例如，以高中化学教材苏教版中“人类对原子结构的认识”为研究对象，为学生设计按照问题、任务、能力和评价的顺利设计深度学习支架。首先整体支架中的问题支架环节是互动式教学中比较常见的类型，教师根据课堂“原子结构”教学任务的不同从不同角度、思维上设计启发性问题，旨在引导学生从低阶思维迈向高阶思维。任务支架环节是教师在本节“原子”相关知识加工和分解基础上，通过明确的任务目的帮助学生将新的知识点进行迁移、掌握和应用。能力支架环节的建立是在启发性教学原则上，让学生将已经初步习得的化学知识灵活地理解和应用，激发高中生对化学知识主动学习的动机，确保学生通过系统的学习掌握全面的能力素养。最后的评价支架环节是以教师作为学生的主要评价者，通过系统评价和分析的方式指出学生个体存在的不足和优点，使学生对自我发展过程和结果有一个更加清晰的认知。

（二）利用教学资源，激发深度学习动机

教学资源指的是教授者和学习者共同拥有的有关学科知识的资源，除了教师和学生日常学习所依托的教材和课件以外，还包括各种线上的学习平台、APP、网络资源等。教师采用问题支架环节首先要为学生构建一个多元化的形象教学情境，结合趣味情境再针对知识内容设计有关的教学问题。在这过程中，教师要关注到问题的递进性，以层层递进的方式对学生的化学思维进行强化，激发起学生想要自主掌握化学知识的动机。例如，在“人类对原子结构的认识”的教学课堂开始阶段，教师先使用学生比较喜爱的动画形式展开教学内容，使用多媒体为学生播放“原子结构模型的演变”视频，并鼓励学生仔细观察不同阶段“原子结构”的变化。然后以问题“原子结构经过了几个阶段？”来调动起高中生对本节课堂知识探讨的积极性。再以“每个原子结构演变阶段都有什么特点，通过观看视频你们有什么感想？”来进一步深化学生对本节课堂知识点学习的思维，让学生能在自主探究过程中建立一个正确学习化学知识的态度。接下来，在学生对本节课堂教学内容有个初步了解以后，通过共同研究“原子结构具体由哪些组成部分”这一问题，引出本节课堂具体讲解的知识内容。这种不断深入了解原子结构演变的问题模式，自然而然地将学生带入原子的微观世界中，对整节课堂知识恰到好处地加以引申，充分调动起学生对“原子结构”知识自主学习的动机。

（三）以任务为驱动，拓展支架教学形式

在学生以问题为导向初步了解本节课堂所要学习的知识点以后，教师还要寻求合适的机会为学生明确学习任务，帮助学生清楚地了解到接下来需要关注的重点内容都有哪些。在清晰呈现课堂教学任务以后，教师还要采取多元化的教学手段为学生开展教学活动，给学生一个轻松、愉悦的学习体验。在具体任务的展开过程中推动学生融入学习，帮助学生意识到学习化学知识对自身发展的重要意义，从而自发地将学习注意力和兴趣投入重点知识的探究。例如，在对“原子结构”有了初步了解以后，教师在系统地开展课堂教学内容之前，先在黑板上以任务清单的方式为学生展示了接下来需要达到的学习目标。目标一：了解常见元素钠、镁、痒等原子的核外电子层排布情况。目标二：经过化学反应，最外层电子通过得失最终达到稳定的外层电子数是几个。目标三：清楚指导活泼金属和活泼非金属发生化学反应的实质是什么。在明确学习任务以后，教师带领学生开展“互相吸引”的趣味游戏活动，由教师指出两名学生作为原子核，其他学生则扮演核外电子的角色将“原子核”包围起来，教师一边讲解课堂知识，一边引导学生改变自己的位置。这种趣味游戏活动是深度学习支架中的一种补充形式，可以带动起学生对本节课堂知识学习的积极性，在踊跃表现的过程中强化学生的理解，可以达到事半功倍的教学效果。

（四）注重思维训练，培养深度学习能力

高中化学课堂教学的最终目的是让学生将化学知识灵活地转化和应用，对化学原理、概念和生活理念有一个深层次的认知。在思维训练的能力支架环节，教师要秉持着“及时调整，统一目标”的教学理念，组织全体学生在开放性学习过程中统一思想，所有的活动都以获得深层次学习理念为目的。这样，可以基本保证学生的思维模式和认知能力保持在一定水平，以便更加扎实学生对化学知识习得的基础，促进学生主动地将基础知识内化吸收和高阶发展的建构。例如，在学生已经掌握了本节课堂的基本教学内容以后，教师有机地将全体学生按照前后座位的顺序分为十个小组，以小组合作探究的方式进一步发散学生的思维，拓展学生深入思考问题的能力。以问题“卢瑟福是怎样研究原子结构的？”“波尔的原子结构主要阐述了什么问题？”“从原子演变中你们都有哪些启发？”等让学生尽情地在小组内进行讨论，在互动交流的过程中使学生共享思维，达到化学思维的有效拓展和延伸。接下来教师鼓励学生以小组为单位将本组的讨论结果分享给大家，并及时地对学生的表达表示认可，同时对表达不够细致的地方做适当的补充说明。可见，合作讨论的学习模式，能够充分地锻炼高中生的化学思维，给学生提供了一个可以在轻松环境里高效探究的空间，有助于学生综合化学学习能力朝着更深层次的方向发展。

（五）关注评价本质，反馈深度学习效果

深度学习支架的评价环节要求教师要认识到评价对象的本质，从学生的学习过程到最终的学习成果形成一个动态的评价过程，而不是将成绩作为评价学生好坏的唯一标准。评价不是目的，目的是通过系统地评价对学生提出有针对性的学习建议，帮助学生认识到在学习化学知识的过程中自身存在哪些优势和劣势，以便对表现优秀的方面加以保持和发扬，对学习欠缺的地方有方向地加以改正。例如，在完成“人类对原子结构的认识”的课堂内容教学以后，教师合理地为学生安排五道选择题和四道填空题，给学生预留出15分钟的做题时间。然后教师为学生公布正确的答案，并且每道题都让学生举手表示是否答对，以此来快速判断学生的答题正确率。接下来教师先对学生回答错误的题目进行着重讲解，并细致分析题目中涉及的课堂教学内容，对学生的答题方式和结果进行整体的评价。在完成课后练习评价以后，教师在对学生在本节课堂上的踊跃表现程度、学习专注力和理解能力等多个方面进行评价，帮助学生认识到在听课专注力方面做得不够完善，需要在以后的学习过程中注意改进，但是学习态度比较认真，可以一直保持下去。以这种动态评价的方式，可以让学生从根本上意识到自身存在的问题，从而自觉地在以后加以规范，为深度学习奠定良好的知识基础。

总之，将深度学习支架应用于农村高中化学课堂教学中，能让传统单一的教学形式变得有深度，也让教师的教学方法有规律可以遵循。在使用深度学习支架开展教学活动时，教师要严格遵守“发展学生”的教育理念，注重学生个体在学习过程中的实践体验感。深度学习支架的建构是一个长期的过程，需要教师不断地反思现阶段的教学效果，时刻关注学生是否朝着预期的方向发展，以便能探寻出符合高中学生学习需求的完善支架体系。