深度学习视阈下化学核心概念教学的策略研究

王强 杭伟华

摘要：当前高中化学核心概念的课堂教学中，存在教材知识编排跳跃性大、学生主体体验活动缺乏、问题设计缺乏系统深度等问题，从而影响学生概念建构、认知和思辨。本文从深度学习理论视角，提出重构教学内容、重建学习情境、重视实验探究、重现思维辨析等教学策略，构建以学生为本的课堂教学模式。

关键词：深度学习;核心概念;教学策略;氧化还原反应

文章编号：1008-0546（2022）04x-0006-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.04x.002

化学核心概念是将化学现象和事实通过对比、分析、归纳等方法抽象出来的理性知识，是构成化学规律、建立化学理论的基础和前提。化学核心概念包括物质组成和分类、化学用语、元素周期律和周期表、电解质溶液、化学反应速率和化学平衡等。由于核心概念的抽象性，学生普遍反映学习枯燥、难以理解，经历系统学习后仍只是一知半解、机械套用。在分析核心概念教学中存在问题的基础上，基于深度学习视角探索概念教学的实践策略，重构生本课堂教学模式。

一、核心概念教学的现状与问题分析

奥苏伯尔说：“影响学习最重要的因素是学生已经知道什么，应当根据学生前概念的状况去进行教学。”教学中要充分关注学生的前概念并在此基础上有序建构，否则会造成学生在概念界定中产生认知冲突，导致概念迷思。因此，核心概念的内容编排要尊重学生认知规律，匹配认知进阶过程。而教材中的部分概念常呈现在不同主题间跳跃性编排的特点，如：人教版必修模块中，“氧化还原反应”的基本概念、规律和应用呈现在四个专题中（见表1），在教学中如果教师对前概念引导不够、学生复习不足，就会影响概念建构。

1.教材知识编排跳跃性大，影响概念建构

2.学生主体体验活动缺乏，影响概念认知

传统课堂教学一般重视概念知识讲授、学生记忆及机械应用，压缩学生感知概念发展的过程，缺少学习情境的引入、实验观察思考及具有相同学习特质的群体共性，不利于学生的概念思辨，也会影响到概念认知。如：在“氧化还原反应的本质”教学中，教师往往从化合价角度出发分析化合价升降的原因，很少借助实验现象等可视化方式，帮助学生正确认识电子的转移，给学生的理解带来困难。

3.问题设计缺乏系统深度，影响概念思辨

概念的建构过程是学生思维的形成过程。心理学研究表明，学生的思维活动是由问题开始，并在解决问题过程中得到发展。因此在教学中，指向性明确、有梯度性、需深度思考的问题至关重要。但目前课堂教学中很多问题没有依据学生的认知过程而设计，系统性不够，无法调动学生深度思考并启迪学生的学科思维。

二、深度学习视阈下核心概念教学的实践策略

“深度学习指在教师引导下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程[1]。”“联想与结构”“活动与体验”

“本质与变式”是其重要特征之一。核心概念的抽象性决定教学不能单向传授知识，要以发展学习者思维为中心，通过具体的实践活动帮助学生提炼事物的共同特点并内化为个体认知。由此可见，深度学习是突破概念教学困局、促进学生思维发展的有效途径。下面以人教版必修主题内容“氧化还原反应”的教学为例探讨如何结合深度学习推动核心概念教学。

1.重构教学内容，进行“大单元”设计

深度学习倡导单元化学习。教师在厘清学科核心素养与教学内容关系的基础上，依据课程标准和配套教材，选择素材进行二次开发，做好大单元设计。

这种单元设计要围绕一个情境（主题）展开，设计阶段性任务，确定单元学习目标、设计单元学习活动，不断糅合新旧知识，从而促进核心概念的理解与应用。

氧化还原反应这一基本概念在中学化学中占有极其重要的地位，有助于学生深刻理解物质结构与性质的关系、自主探究元素化合物性质、设计合理电化学装置、形成辩证统一的哲学观点。基于相关知识并结合教材，可以重整并进行以下单元设计（见图1）。

整个单元包含氧化還原基本概念、基本规律、物质性质及氧化还原与能量变化四个方面。第一课时，基于学生初中的认识，重构氧化还原的基本概念;第二课时，深化已有认知，进一步掌握基本规律;第三课时，基于构性关系，对具体物质性质进行研究（以铁及其化合物为学习对象）;第四课时，以原电池为例，拓展概念外延、探讨应用。由浅入深、逐层递进，在每课时教学中既回顾旧知又拓展形成新概念，在完成学习任务的同时培养学科思维与能力。

2.重建学习情境，实现“联想与结构”

学生是带着已有的经验进入课堂，需要教师帮助唤醒、改造，让片面的经验变得全面、繁杂的经验变得简单、错误的经验得以纠正，并使经验进入新的结构并进一步提升。深度学习理论把这种唤醒或改造以往经验的活动称为“联想”，而以往经验融入当下教学并得以提升的过程称为“结构”[2]。实现“联想与结构”需要有合适的学习情境，尤其核心概念教学，在原有认知基础上以同化或顺应方式进行重构的过程。情境创设要真实，体现化学与生活的紧密联系，引导学生主动参与;情境创设要引发冲突，为概念的建构提供平台;情境创设落点要指向学生的“最近发展区”，提升学生能力;情境创设要注重开放，在问题的思辨过程中认识概念的本质。

“氧化还原反应”概念教学可创设以下情境（见表2）。

情境1以水果榨汁现象展开，让学生从初中得失氧角度分析元素化合价变化和电子转移，引发对概念的认识，同时通过宏微符关系将概念与情境结合;情境2延续对水果汁的研究，围绕“哪些物质具有氧化性、还原性？”“哪些物质能发生氧化还原反应？”等话题展开深入探讨，利用实验探究、证据推理深化概念认识;情境3通过补血剂说明书的思考，主动分析物质性质，实现知识迁移和拓展应用。gzslib202204021534

3.重视实验探究，强调“活动与体验”

化学概念是经历科学家长期研究而形成的，学生则是直接从人类认识结果进行学习。这能保证学习的高起点，但容易将知识传输当成目的，使教师强行灌输、学生死记硬背方式成为主要的学习方式。“深度学习”提出“活动与体验”的运行机制：“活动”指以学生为主体的主动活动，“体验”指学生在活动中发生的内心体验，它是深度学习的核心特征[2]。

作为自然学科，实验为教学开辟了活动与体验的最好渠道。通过探究性实验可以体会科学家得出概念的过程，更好理解概念的本源。“氧化还原反应”的本质教学中，可设计以下探究实验（见表3）。

以上案例通过电流测定形象描述电子转移的微观变化，同时对电子得失和电子对偏移这一对概念进行辨析，帮助学生掌握概念的内涵，为原电池的学习进行铺垫。

4.重现思维辨析，深化“本质与变式”

“深度学习”理论指出，“本质与变式”是对学习内容的深度加工，学生必须抓住学习内容的本质属性、全面把握知识内在联系，从本质中推出若干变式[2]。

因此，必须重视学习案例的选择和概念的思维辨析，在思辨过程中建构概念。

（1）精心设计案例、促进概念理解概念教学要提炼本质属性，排除非本质属性的干扰，需要精心选择案例。标准正例是概念与命题的理想范例，能帮助学生迅速理解概念本质[2]，同时还要精心选择非标准正例，引发学生的深度思考。在原电池工作原理的教学中，可给出以下案例（见表4）。

以铜锌原电池引入，给出原电池的标准正例，建构分析模型。同时解决学生的两个困惑：“电极材料是否一定参与反应？”“非常规化学电源如何分析？”给出两个非标准正例，帮助学生深入理解电极和非常规模型。

（2）精心设计问题链，促进深度思考

围绕概念建构的问题链往往包含概念导入的驱动性问题、重点突破的核心性问题和概念深化的拓展性问题[3]。驱动性问题要与情境和学生已有知识相关联，引发认知冲突;核心性问题要激发学生深度思考，指向概念的本质;拓展性问题注重概念的迁移与应用，深化认识（见表5）。

以上案例指向相关概念教学，以日常生活现象为驱动，开展问题链教学，思考现象背后的原理，指向概念本质，最后进行概念的拓展应用，完成概念的建构。

三、深度学习视阈下核心概念教学的思考

深度学习既是实践新课标、落实学科核心素养的重要环节，更是实现学生学习方式变革的关键目标和方向。要真正实现学生的深度学习，关键在于以下3个方面。

首先，教师必须转变观念，让课堂真正做到以学生为中心。化学课堂中要围绕学生开展学习活动，基于自主学习基础上进行互教互学、质疑釋疑、共同建构，迁移应用。学生经过独立思考、交流讨论构建知识，在教师点拨中明析疑惑与建构，在迁移应用中发展能力。

其次，核心概念教学要基于概念特点和学生实际，设置恰如其分的教学情境和认知氛围。让学生在自然而然、水到渠成的状态中完成概念建构，在准确理解和合理运用核心概念解决实际问题的过程中发挥主观能动性和积极思维能力，在实践和应用中加深对概念的认识。

第三，核心概念教学要密切关注学习评价，通过科学合理的学业评价促进学生化学概念的形成进而发展学生的核心素养。教师要努力实现从“知识本位”到“素养本位”的转变，要积极实践学习过程评价，鼓励学生间自评、互评，引导学生相互学习、讨论、借鉴，在不断的尝试中找到适合自己的学习策略，从而养成自觉理性的精神与正确的价值观，形成学生自主发展的核心素养。

参考文献

[1]杭伟华.基于“核心素养”培育的“氧化还原反应”教学[J].中学化学教学参考，2017（12）：25-27.

[2]刘月霞，郭华.深度学习：走向核心素养（理论普及读本）[M].北京：教育科学出版社，2018.