基于深度学习的有机化合物大单元教学设计*

汪自真，任洪臣，姜 枫，栾 芳**

(1.佳木斯大学 药学院化学化工系，黑龙江 佳木斯 154007；2.佳木斯市第一中学，黑龙江 佳木斯 154002)

随着我国教育改革的发展，以学科育人为目标开展的学科知识教学更加趋于多元化和交叉化，其高度重视学科的知识融合和跨学科的系统性，要求学生有缜密理科思维与文化素养必备的能力，形成结构化知识和解决具体问题的思想和方法[1]。传统的“单元教学”是专家和学者根据学生的成长的一般发展规律按着教学计划设计的教学方案。为贯彻落实国家教育改革，教师需要转变教学观念，提高对深度学习的重视程度，进一步落实课程标准对学生学科核心素养的要求[2]，采用大单元教学设计，用一体化的思维组织单元教学，改善当前学科知识点碎片化、学习方式表面化、师生对话肤浅化以及三维目标虚化等问题[3]。在实际课堂教学中，教学目标的实现与教学策略、教学设计、教学实施过程密不可分。因此，为达到培养核心素养的目标，培养全面发展的人，我们基于深度学习理论对人教版高中化学必修第二册第七章“有机化合物”进行大单元教学设计。基于深度学习的大单元设计可以有效帮助学生理解学科知识具体内容背后更本质的思想与方法，促进化学核心素养的培养。

1 基于深度学习的大单元教学内涵

1.1 深度学习的内涵

深度学习最初是美国学者弗伦斯·马顿和罗杰·萨尔乔[4]根据学生对学术文章阅读过程和结果的实验研究而提出的，这是第一次以深度学习和浅层学习定义了两种学习方式。深度学习也称作深层学习，是区别于浅层学习的一种强调培养学习者更高的认知水平、技能，培养高水平的高阶思维和情绪活动的学习方式。比格斯[5]认为，浅层学习采用的是低水平认知处理，是简单记忆或者是机械记忆，而深度学习意味着学生在学习和理解层面上以教育为基础的高级学习。深度训练与浅层训练相对应，包括高水平或能动性的的认知过程。这种理解集中在现有知识和经验之间的联系，反映了学生在本身已有知识结构框架的基础上，对现有的学习内容所展示出的质疑反馈，更多的是关注知识之间的逻辑关系[6]。威廉和芙洛拉·休利特[7]对深度学习进行讨论，研究认为，深度学习是学生在日常生活和未来学习中所需要的基本能力，这也是学生们在生活中必须具备的生活手段。这些能力可以使学生在处理学习和生活上的问题时事半功倍。学科视域下的深度学习是以构建“有意义学习”为目的的学习方式，在记忆的基础上理解、整合、归纳、掌握运用，在此基础上深化知识的联系，融会贯通，借以生成解决新问题的能力。

深度学习的性质主要由四个方向决定[8]。首先，强调教育内容的有机重组。内容重组与学习过程整合是深度学习的两个主要部分。内容重组是各种信息的集成，包括旧新知识的融合和多学科知识的整合；过程整合是认知和认知策略的整合。其次，专注于学习过程和建设性的思考。只有塑造学生的认知结构，通过知识的同化和适应能力使学生产生认知能力，才能使学生构建知识体系的能力不断地适应和扩展。这不仅需要学生有主动设计的意识，而且需要有丰富的经验和怀疑的精神。学生积极地评估新的知识，将新知识的认知结构的变化转化为自己可以理解的，这是学生在学习过程中关于是否掌握深度学习的根本区别。再次，建设性思考是深度学习的中心。学生通过对新知识的积极理解和判断，利用现有的认知结构来质疑和分析新知识并塑造自我意识，然后融入现有的认知结构，创造新的知识序列。在教育学生的过程中，教师必须不断构建反省的意识，不断地进行自审、检验旧知识、形成新系统。最后，提高学生运用迁移思维去解决问题的能力。深度学习的最终目标是用知识构建新的思维，学会解决与生活相关的真实问题。

1.2 大单元教学的内涵

单元教学很早就有人在研究，但一直在断断续续地发展。最初，单元是作为课程学习的单位而言的，即与教科书相对的活动课程的单位，后来，“单元”发展成以主题为单位组织学习，相当于综合学习的一个单位。随着研究的发展，单元在不同的学者眼里有着不同的理解，但都关注着学科知识与学生经验之间的关系。这意味着单元教学不仅仅是学生学习知识的一个途径，也是学生利用自身经验建构知识的一个途径。而大单元区别于“单元”，大单元之“大”是相较于之前所说的单元而言的，在此基础之上以大概念、大任务、大问题和大项目等为统摄中心，因此大单元教学更有利于学生进行深度学习，发展学生的关键能力，培养必备品格[9]。从深度学习的理论来看，深度教学本身就是一种知识的整合和重组的再提升，其与新课标中所倡导的核心素养是不谋而合的。如何更好地将核心素养的培养落地于实践，基于深度学习的大单元教学不失为一种重要的教学方式。

2 基于深度学习的教学案例设计

2.1 “有机化合物”内容分析

以人教版高中化学必修第二册第七章“有机化合物”为教学内容，是高中化学必修内容，学生需要学习的有机物质包含甲烷和烷烃、乙烯和苯、乙醇和乙酸，以及糖类、油脂和蛋白质等其他营养物质。有机化学的基础知识是中学化学教学内容的重要组成部分，学生掌握系统的有机化学基础知识，可以加深对化学知识的全面理解。有机化学知识与生产生活联系紧密，学习并掌握有机物质的性质及其制备实验能很好地考查学生的综合能力[10]。学生掌握有机物质的概念和性质，同时了解有机化学的基本原理和理论思维，这需要教师为学生搭建将化学知识与日常生活联系起来的桥梁。

在高中化学必修第二册有机化合物的学习阶段中，学生要学习的有机物质的相关特性和概念如下：有机物中的碳的成键特点、烷烃、分子式、结构式和结构简式、有机反应书面书写规则、烷烃的取代反应，烯烃的氧化和加成反应，乙醇和乙酸的酯化反应，几种聚丙烯的应用糖类、蛋白质、油脂。以建立框架的方式梳理这些知识，如图1所示。

图1 有机化合物基本理论框架图

以这种方式介绍知识的好处在于，它们能更好地帮助学生学习有机化学的基本理论和概念。但这意味着会给部分初学者带来学习上的不适应[11]。这也要求教师将深层次教学的想法融入有机化学课程中，帮助学生们构建属于自己的有机化学系统。为了应试，学生通过记忆而不是建构来习得知识；头脑中的知识多为浅表性和三点式的，而非结构化的[12]。为了充分实现该部分内容的文化功能，教师可以打破书本教材的限制，拆解和重建课程单元并创建课程单元，使学生更好地进行深度学习。通过上述分析，可以将“有机化合物”大单元教学设计划分为三部分学习内容，如表1所述。

表1 有机化合物教学单元的学习内容

在新课程标准的指导下，本文制定有助于深化基础教育的课程计划，并将该策略纳入到教学课程中，以提高学生的深度学习有机化合物的兴趣。

2.2 学情分析

大单元教学设计下的教学案例——“乙醇”的教学设计需要准确判断和分析学情发展，如表2所示。

表2 学生原有基础、学习难点和深度学习核心素养发展重点

2.3 教学模式

教学设计的流程图如图2所示。

图2 教学设计流程图

2.4 教学设计

以乙醇为例，详细教学设计见表3。

表3 乙醇的教学设计

3 结论

我们通过对深度学习和大单元的内涵的梳理，以人教版高中化学必修二第七章“有机化合物”为例，进行了基于深度学习的大单元教学设计。教学设计案例选用学生亲身经历的疫情为素材创设情境，在大单元教学过程中，科学的深度学习可有效地促进学生的学习，有助于学生主动的获得更多的化学知识。研究表明，在深度学习指导下的高中教学课堂更有助于体现学生在学习中的主体作用，加强教师的主导作用，促进学生对教学内容的理解，从更多方面引导学生投入课堂活动，激发学生的学习兴趣。

同时，教师应当培养自身深度学习的能力，提升自身素养，深入理解教材与学情分析，合理的设计出符合学生自身学习水平的教学过程，赋予学生明确的化学知识与应用价值，为学生发展深度学习营造学习氛围。教学的宗旨是为了提高学生学习效率，在深度教学主题中可以很好地提高学生的参与度与专注度，能够更好的促进学生提高化学成绩，促进学生核心素养的养成。