深度学习指导下的大单元教学设计实践

王金艳

摘 要：深度学习是实现发展化学素养的重要途径之一。而大单元教学整体设计对教学内容进行分析、整合、重组，具有更强的认知逻辑，是知识结构化、认知逻辑化的重要方式，是实现学生深度学习必经之路。笔者以电离、离子反应专题作为大单元教学设计的主题，基于现代化的手持实验探究活动，从溶液中宏微结合的视角，运用学科证据推理与模型认知的深度思维的方法，分析深度学习指导下的大单元教学设计实践有关过程。

关键词：深度学习指导；大单元教学设计；离子反应

《普通高中化学课程标准》（2017版2020年修订）中明确提出：在高中化学课程学习中形成和发展学生的化学学科核心素养，是高中化学课程的重要目标。学习者只有了解知识的产生过程，知其然且知其所以然，超越单纯、孤立、点状、碎片化的基本知识和基本技能，建构并完善成结构化的知识体系，内化并运用，才能形成素养[1]。相比较于浅层学习，对知识的理解、建构、迁移和应用等更加重视的深度学习正是改善学生学习方式，实现发展化学素养的重要途径之一。大单元教学整体设计可以对课程标准、教材等资源进行深入解读和剖析，根据自己对教学内容的理解以及学生的情况和特点，对教学内容进行分析、整合、重组，形成相对完整的教学主题，并以一个完整的教学主题作为一个教学单元的教学，具有更强的认知逻辑，所以大单元主题学习方式是深度学习，培养学生高阶思维的一种重要的实现方式。笔者以促进学生认识发展的电离、离子反应专题作为大单元教学设计的主题，基于实验探究活动，从溶液中宏微结合的视角，运用学科证据推理与模型认知的方法，分析深度学习指导下的大单元的教學设计实践有关过程。

一、深度学习指导下的大单元教学主题确定及设计

（一）大单元教学主题确定

核心素养下的教学课堂最终是为了解决学生在陌生的情境里从哪儿想、怎么想、如何用这样连续性思维活动形成的课堂，对应的单元教学设计就不是单纯知识点传输与技能训练的安排，需要弄清楚学什么、达到什么学习目标、怎么学的问题，然后以一定主题的教学内容作为教学设计的基本单位，由此形成结构化单元，去提高课程实施的整体性、计划性和系统性。所以大单元的教学规划必须在系统思维的指导下，对化学教材中具有逻辑关联的内容进行分析、提炼、重整。这些教学内容从属于一个学习主题，各教学内容点依照知识的逻辑结构分层递进，组成一个完整的知识链，在进行大单元教学主题确定时可采用以下的思考流程：

基于上述思考的单元主题选择具有以下三个原则：

（1）承载化学核心知识，蕴含化学学科思想；（2）体现认知逻辑，有利于知识结构化；（3）解决实际问题、弘扬化学学科价值[2]。笔者选择的“电离和离子反应”是高中化学的重要原理知识，内容包括电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、离子反应等概念以及通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常规离子的检验方法，同时形成电离方程式、离子反应方程式等符号表征。这部分内容对整个高中元素及化合物的反应关系、水溶液中的离子反应都有重要的指导作用，是学生进入高中发展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学科素养的重要的载体，这部分内容如果能在大概念的统摄下，由表及里、由浅入深地建立系统的知识结构，更有利于学生形成认识和建立学科观念。同时高一的学生还未养成从本质看问题的习惯，在分析物质在水溶液中的行为存在着思维障碍，知识迁移能力弱，急需形成认识物质新视角。所以电离子反应系统知识是一个很合适的单元学习主题。

（二）大单元教学主题的设计规划

大单元教学主题具体的设计与规划需要依托教师对课程标准、教材编排、学习中存在的共同思维偏差，提炼出体现单元的观念、以深度思维促进的要求展开新的课时呈现逻辑和顺序。

从课程标准和教材的编排分析主题设计方向：

从学生对离子反应认识上的现状分析设计方向：

（1）大部分学生知道酸、碱、盐在水溶液中以离子形式存在，但因未形成电离的概念，对哪些物质能产生离子，离子产生条件这些问题并不清楚；（2）大部分学生对物质仍停留在整体分析，虽然他们知道NaOH溶液中有Na+和OH-，但是他们在应用时并没有离子的角度和观念，不能从微观的离子角度去分析反应；（3）大部分学生通过初中学习有定性的性质认识，但对离子的数量并不关注，还没有定量的意识；（4）通过初中复分解概念的学习，学生知道复分解反应的条件，但是他们普遍认为酸碱盐在反应时所有的离子均发生了反应，习惯以物质整体为对象分析反应，对复分解本质不了解。

所以在电离和离子反应的这个主题下，学生需要发展基于微观的结构化认识思路，可以安排3个课时递进。第1课时：感受不同类别的物质在水溶液中的行为，获得电离和电解质非电解质、强弱电解质等概念。通过概念认识过渡至符号系统，学习书写电离方程式，建立单物质的水溶液体系；第2课时：进行水溶液中两种到多种电解质的行为分析，结合学生实验和手持实验结果，理解离子间发生反应的本质及条件，理解离子间的竞争关系，自然形成离子方程式的表达；第3课时：将离子间的反应原理应用于解决粗盐提纯的实际问题，在多种离子的复杂体系中进行思维的综合建模。

二、深度学习指导下大单元整体目标设计及课时目标设计

教学目标是教学设计的核心和灵魂。单元教学的目标可以采用逆向思维来确定学习目标，也就是根据学生学业质量要求指导下的学生认识发展目标进行确定。单元教学的目标可分解为知识目标、素养目标、态度目标。知识目标的关键是寻找学生原有概念与科学概念之间的差距；方法目标设计的关键是对基本概念的底层逻辑的思考，是运用和归纳思维过程中使用的科学素养，同时在设计中重视将学生的思维活动显性化；态度目标设计的关键是感受科学家对待科学的态度，显性化态度的发展

过程[3]。

结合标准在知识和素养上要求，学生应完成的认识发展目标：（1）建立电离、电解质的概念，有自主意识到不同的物质加入水中存在的微粒不同，能够主动从电离的角度对物质分类，准确地用电离方程式表示这个过程；（2）在理解电解质在水溶液中的行为后，能够自主应用离子角度，从微观对电解质在水溶液中的反应进行分析，实现宏观微观自动转换和关联；（3）能够不仅关注离子是什么，还可以从定量的角度关注有多少、去向，理解离子数量减少者复分解的本质，对生成沉淀、气体和水有深层次的理解；（4）能运用离子角度模型对实际情境中的鉴别、除杂、溶液配制、污水处理等问题进行有效处理，实现学科素养指导下的应用策略形成。

已有的教学实践表明，学生在学习电离、离子反应前后，学生不能正确认识溶液的导电性是由于通电后溶液中原来自由移动的离子变为有序移动而导电，大部分学生能认识到溶液的导电与存在离子有关，但不清楚过程[4]。

三、深度学习指导下的大单元教学流程和学生活动设计

在深度学习指导下的大单元深度教学流程的设计上要基于学生的学情，通过实验，探究学生熟悉的情境，对知识进行“层进式学习”“沉浸式学习”和“高阶思维的激发”。离子反应单元以概念和应用为主，打破过去浅层的学习模式，以开展系列探究实验为证据链的深度教学设计来完成整个单元教学。第1课时从生活中熟悉的泡腾片溶于水实验激发学生探究兴趣，同一物质在有水存在体系和固体时为什么不同？再从NaCl固体、NaCl溶液、熔融NaCl导电实验中感受物质微观结构、离子的运动特点，建立电离的概念。观看微观实验视频，形成电离概念和电离条件。实验测试酸、碱、盐、有机物的导电性，建立电解质和非电解质概念，学习电离方程式的符号表征。再从不同类别的水导电能力差异实验，感受离子浓度对导电性的影响，以同浓度盐酸和醋酸导电性实验，从微觀的角度分析不同，建立强弱电解质概念和符号表征体系，建立单电解质的水溶液体系理解。第2课时从BaCl2溶液与CuSO4溶液、NaOH溶液和H2SO4溶液学生实验出发，引导分析微观离子的存在、并用微观图示表示，提出表达时注意个数的定量关系。结合实验结果分析离子间的变化，提出为什么沉淀和水的生成会发生反应，从离子数目变化角度感受水溶液中变化本质，使规律的来龙去脉自然呈现。指导用符号表达这一过程，建立正确的离子方程式的书写本质，从而不只在学生心中留下“写”“拆”“删”“查”的机械印象。对于没有明显实验变化和有多微粒间反应和竞争反应关系利用手持实验技术的实验结果解决，使学生理解两种及以上的电解质在水溶液中的真实表现。建立认知视角和分析思路，开启高阶思维之路。第3课时以生活中的粗盐需要精练为话题，从精盐中杂质如何检验、如何除去的方案设计，引导学生利用第1、2课收获理解，从试剂选择、思路形成、优化，构建分析模型，在低钠盐的配制中理解物质溶于水的行为变化和量的变化，体会化学在生产生活中的应用，激发热爱生活的热情。

四、深度学习指导下的大单元教学实践反思

（一）提升大单元教学认知，制订统领性的单元教学目标是实施的关键

教师要深读教材和课标，明确各部分知识间的内在联系，明晰单元教学目标，才能实现碎片化知识向结构化知识转化。构建素养为导向的单元教学目标，才能形成从基本概念到学科大概念的层次清晰的良好知识结构。

（二）依据学科知识特点精选认知情境，提升学生证据意识和宏微结合的思维模式

离子反应大单元是以实验为认知情境，帮助学生真正地感受不同类别的物质进入水溶液中行为变化和变化结果，再进阶到两种甚至多种电解质在同一水溶液体系中发生的行为及条件，特别是手持技术的支持，将一些没有明显实验变化或实验现象难观察的结果呈现得直观清晰，保证学生深度感受，化传统口述式的概念讲解为深度理解的概念认识，顺利过渡到离子方程式最本质的书写理解。

（三）以问题链的形式将思维活动显性化，利用学生对自己的思维活动进行归纳和总结

要设计具有驱动性的问题，教师需要分析核心教学内容的构成要素及要素间的逻辑关系，使学生能够在显性思维的指导下顺利提取自己存储的知识，并能从问题的呈现中感受到思维过程的形成，实现素养提升。

结束语

总的来说，深度学习指导下的大单元教学重视知识之间内在联系，有利于保证知识学习的系统性，使学生逻辑清晰，应用有理有据，这对保证学生学习深入性，提升学生核心素养能力具有积极的作用。

参考文献

[1]王云生.体现深度教学理念的大单元教学设计：以中学化学教学为例[J].基础教育课程，2021（20）：61-67.

[2]韦存容.基于主题式教学的单元教学设计与思考：以“电离与离子反应”为例[J].化学教与学，2022（23）：6-10+74.

[3]骆雅雯.核心素养下的高中英语单元整体教学设计[J].英语画刊（高中版），2022（6）：91-93.

[4]胡久华，王磊，支瑶，等.促进学生认识发展的“电离和离子反应”专题的单元整体教学研究[J].化学教育，2013，34（4）：44-49.

本文系教育部福建师范大学基础教育课程研究中心2021年开放课题“基于深度学习视域的高中化学单元主题教学实践研究”成果（KCZ2021117）。