深度学习视角下的中学化学教学策略研究

文∣刘畅 宋雨竹 王秀艳

一、问题提出

《普通高中化学课程标准(2017年版)》明确指出，教师应增进学生对化学学科的理解，鼓励通过多种途径和方法提高学生的理解能力。改变重复记述与强化记忆的机械式浅层学习，使学生由浅层学习转向深层学习。与浅层学习相比，深度学习强调批判式、有意义的学习。“深度学习”是一种基于理解的学习，从批判性思维、知识构建以及内容整合等方面提高学生的高阶认知以及知识迁移等能力。

二、深度学习教学策略

深度学习是教育信息化时代背景下促进学生个体综合发展的重要方式，多形式的教学策略是保障深度学习合理实施的前提，深度学习的顺利开展离不开教学手段的不断进步与完善。

(一) 利用信息技术支持深度学习

《2014地平线报告(基础教育版)》指出，“深度学习是驱动学校应用教育技术的关键趋势之一”。信息技术的发展推动着教育进行深层次变革，以信息化手段进行教学，既满足了多元化的学习需求，提升了其信息素养，又为深度学习的发展提供了有力的支持。借助信息技术开展深度学习主要以虚拟现实环境、翻转课堂、微课以及构建SPOC平台为载体进行。

VR技术通过使用特定的信息化设备营造虚拟现实环境为学生带来身临其境的学习体验，有助于学生在仿真的环境中自主探究获得认知，实现与真实环境无缝对接。

翻转课堂在巧妙利用信息化教学的基础上，实现了教与学形式的别样翻转。翻转课堂通过呈现丰富的课前学习资源、改善知识构建顺序、构建学习共同体、整合所学内容等方式，激发学生的深度参与，促进学生的认知理解与知识迁移等能力，进而为学生高阶思维的发展奠定夯实的基础。

微课以视频叙事形式激发学生的内在学习动机，营造非语言对话空间引发的认知冲突，创设语言对话空间促进知识迁移与联结。SPOC平台是在虚拟环境教学的基础上衍生出的一种新型学习手段。SPOC平台对深度学习的支持体现在对了解学生已有认知结构的前测支持、对课程设计的资源支持、对建构学习共同体的情感支持、对创设学习情境的环境支持、对丰富课程履历的体验支持，以及对评价的综合支持等全方位的支持。

(二) 运用教育理念，发展深度学习

优质的教学过程离不开科学的教育理念，科学的教育理念是发展教学过程的引航灯，为教学过程明确方向，实现最优化教学。在发展深度学习的过程中常见的教育理念有STEM教育理念、STSE教育理念、核心素养理念、生本教育理念、自觉教育理念等。

STEM教育理念与STSE教育理念对于发展深度学习的贡献有着极高的相似度，都在培养学生认知过程的同时促进了其综合能力的发展。将STEM理念应用到化学实验教学中更能突显出对深度学习的推动作用，教学过程如图1所示。STSE教育理念涉及科学、技术、社会和环境四个维度，在教学过程中基于科学与社会、环境的实际应用能充分发挥深度学习的课堂意义，教学过程如图2所示。STEM教育理念与STSE教育理念综合了四个学科对人才培养的要求展开教学，便于提高学生的综合素养，培养其创新精神以及实践能力，帮助学生体验到各个学科之间的密切关系，为其发展知识迁移能力提供了学习空间。

图1 运用STEM理念发展深度学习

图2 运用STSE理念发展深度学习

核心素养是学生在经历各阶段的教育过程中，逐渐形成的适应自身终身学习以及社会发展所需要的必备品格和关键能力。深度学习作为一种重要的教育理念，被认为是21世纪发展落实学生核心素养的重要途径。教师基于核心素养的培养要求在教学过程中围绕深度学习的内涵，确立系列挑战性学习主题，引领学生基于任务、带着问题、伴着情境地去自主探究、合作交流、反思总结，更容易促进学生的深度学习，也更容易培育学生的核心素养。

生本教育理念、自觉教育理念两者的核心内涵都是以学生为本，将课堂主体还给学生，让学生成为学习的主人。在教学过程中基于此类教育理念开展教学并结合引导探究、小组合作等方法，为学生创设主动学习的学习环境，提高学生学习积极性，最大限度地发挥其主观能动性，为深度学习的发展提供实施前提。总之，合理地将生本教育理念与自觉教育理念融入教学过程中才能最大限度地将学习中心转交给学生，进而使学生学得灵活、学得透彻。

(三)巧用教学方法，指向深度学习

1.利用问题链，挖掘思维张力

深度学习注重认识思维的显性化，利用问题链发展发散思维是培养思维显性化的一味良药。多次设定驱动性问题建立认知冲突启发学生思维，诱导其在原有认知基础上深层次分析，达到深度学习的目的。

2. 利用思维导图，培养发散思维

思维导图对于复习课有着独特的优势，学生绘制思维导图的过程不单单是绘制一幅静态的认知思路图，而是在动态的显化思维过程中展现了学生的思维痕迹。思维导图为学生提供了学习支架，通过层层递进的展现模式，加强了新旧知识之间的联系，在一定程度上激发了学生的学习兴趣，引导学生的思维向更高更广阔的方向发展。

3.善用图表模型，促进深度理解

应用模型建构进行教学便于学生经历图式同化的过程，通过对模型的建立和分析的过程促进对问题实质的深度理解。应用图表模型进行教学，引导学生经历模型构建、思维碰撞、实验验证、证据推理、模型重构五个阶段，拓宽学生的认知思路，引导其进行深度思考进而提高实践能力以及推理判断能力，最终帮助学生的思维向高阶发展迈进。

4. 活用化学史，加强情感深度

一个优质的教学过程应兼具思维和情感的并重提升，能够在提升学生思维能力的同时与学生产生情感的共鸣。例如，何森彪等借助化学史展开原电池的相关教学，帮助学生深刻感悟并“螺旋式”认识原电池原理，让学生从真实的化学史的学习经历中获得可灵活运用的知识。基于化学史展开化学教学，不仅可以让学生了解知识的来龙去脉，还可以通过了解科学家研究探索的过程感悟其宝贵的科学品质，在丰富知识储备的同时提升其人文素养的水平。

5. 利用实验情境教学，引导深度探究

化学实验的种类形形色色、包罗万象，不同类型的实验在学生的思维能力培养上也有着不同的侧重点，对于深度学习的发展自然也有着不同的作用。通过对化学实验的归纳，从基本操作型实验、原理型实验、创新型实验、综合设计型实验四个方面介绍实验对于发展深度学习的重要策略。

(1)基本操作型实验，锻炼逻辑思维

基本操作型实验对于化学实验而言是安全系数较高的一类实验，该实验无须繁杂的操作过程，学生在教师的组织指引下可以自主进行实验操作，提高学生的课堂参与体验感。学生通过对实验仪器以及实验过程的真切体验，逐渐锻炼其逻辑思维的发展，实验后引导小组之间各抒己见发表对实验的感悟，从而养成一定的批判性思维，促进辩证思维的发展。

(2)原理型实验，改善形象思维

在化学学习中化学反应速率、平衡移动、反应热变化等偏概念性的知识较为抽象，学生通常很难及时地理解所学内容。为了让学生更透彻地理解所学内容，教师可参照实验教学法进行教学，结合实验原理展开实验教学深入到知识点本身，加深学生对反应原理的认知。以探究化学反应的平衡移动为例，联系日常生活创设教学情境，例如，汪杰以比较糖块在不同水温条件下的溶化情况为导入探究温度对平衡移动的影响，接着围绕其他影响因素的相关原理展开系列实验探究过程。在教学过程中结合实验进行教学，将抽象的理论知识转化为学生容易理解的知识，帮助学生巩固基本概念和内容的同时培养学生的动手实践能力、观察能力和合作能力等。运用原理型实验进行教学是将抽象思维转化为具体思维的重要途径。

(3)创新型实验，激发创新思维

化学实验在实践过程中难免会遇到实验装置复杂、实验现象不明显、实验耗时过长等情况，使得学生容易产生畏难心理，且随着时间的推移，师生之间的互动性会逐渐减弱，使得实验教学达不到预期效果。为了保持学生对化学的学习热情并深入理解化学原理，创新型实验从简化实验装置、明确实验现象、提高操作安全性等方面进行改进，此类设计受到研究人员的广泛关注和好评。例如，针对二氧化硫的相关性质的教学，范海凤利用了生活中常见的塑料矿泉水瓶、医用注射器，以及医用青霉素试剂瓶等易得用品，结合二氧化硫相关性质设计系列的创新小实验，从课堂的一开始就吸引了学生的注意力，接着循序渐进地通过实验让学生了解到二氧化硫的相关性质，学生通过不断思考，联系所学旧识解释现象的过程提高了自身的知识整合能力。运用创新型实验展开教学在设计方案时可参考学生的新思路选取合适的方案，进而在一定程度上促进其求异思维以及创新思维的发展。

(4)综合设计型实验，提升高阶思维

综合设计型实验注重考查学生的综合实验能力与实验设计能力，是检验学生对知识的归纳与掌握程度、考查其综合思维和系统思维的重要手段。此类试题也是高考化学实验能力考查的热点题型，分值占比高，考查内容包含实验原理、装置、操作、实验的改良、评价和设计等知识和方法的认知理解、重构和再运用，信息的获取以及分析处理能力。例如，2018年的高考全国卷Ⅰ理综化学第26题围绕醋酸亚铬的制备实验设定连贯的问题，依次考查了操作步骤、仪器名称、方程式的书写、实验现象的解释以及实验改进等内容，从多个角度检测了学生的学科理解能力以及创新思维能力。在教学中开展综合设计型实验是培养学生高阶思维能力的重要环节，学生通过体验综合型实验操作过程，在感性体验中循序渐进地对所学内容达到了深层次理解，在不断分析反应现象所蕴藏本质的过程中联系已有的认知基础，间接提高了其类比迁移能力水平。运用综合设计的方案开展实验教学，便于从多维度培养学生的认知水平，加快了综合素质的发展进程，丰富了认知视野，为提升其高阶思维提供了发展空间。

三、结束语

深度学习注重批判式理解、新旧知识的迁移与灵活运用、高阶思维能力的培养，是一种有助于形成科学方法的高级学习状态。采取丰富的教学策略不仅能使学生在认知、技能以及情感态度与价值观方面得到不同程度的提升，还能促进学生将所学知识运用到实际生活中。采用不同的教学手段便于从多角度促进学生思维的发展，从而使其学得轻松、学得灵活、学得高效。深度学习的开展离不开教学手段的不断进步与完善，多形式的教学策略是保障深度学习合理实施的前提，科学地开展深度教学必能起到事半功倍的教学效果。