深度學(xué)習(xí)核心概念的教學(xué)研究

王秀閣

摘要： 通過學(xué)科核心概念深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)分析，開展概念學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)化和意義化建構(gòu)，發(fā)展學(xué)生的高階思維能力。

以分子的空間構(gòu)型的教學(xué)為例，通過雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥理論的深度學(xué)習(xí)，

提出推進(jìn)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)應(yīng)提供具有思維空間的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考和探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，設(shè)置適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境建構(gòu)知識(shí)體系，提升知識(shí)遷移創(chuàng)新能力和問題解決能力，實(shí)現(xiàn)概念學(xué)習(xí)從知識(shí)化向能力化發(fā)展的質(zhì)變。

關(guān)鍵詞： 核心概念; 深度學(xué)習(xí); 概念教學(xué)研究; 分子空間構(gòu)型

文章編號(hào)： 1005-6629（2019）12-0040-06? ? ? ? ? ? 中圖分類號(hào)： G633.8? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

學(xué)科核心概念是學(xué)科本質(zhì)屬性的體現(xiàn)，一個(gè)或多個(gè)核心概念構(gòu)成了學(xué)科的核心主題，對(duì)學(xué)科知識(shí)起到統(tǒng)領(lǐng)和主導(dǎo)作用。例如，化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)是從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及其變化的一門科學(xué)，因此物質(zhì)的微觀構(gòu)成、宏觀性質(zhì)、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響和化學(xué)變化機(jī)理等屬于化學(xué)學(xué)科的核心概念。核心概念的深度學(xué)習(xí)過程是從不同角度、不同層次對(duì)學(xué)科本質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識(shí)理解的過程，多角度認(rèn)識(shí)學(xué)科核心概念有利于深層次理解知識(shí)的本質(zhì)，建立知識(shí)間的相關(guān)聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)框架，發(fā)展批判性的知識(shí)應(yīng)用能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。已有研究表明，學(xué)科概念的深度學(xué)習(xí)反映了學(xué)生在不同等級(jí)上的認(rèn)知水平，并作為科學(xué)教育的研究范式深入課堂教學(xué)改革[1]。

1? 核心概念深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)

核心概念的深度學(xué)習(xí)是對(duì)某一概念的深度加工并能隨時(shí)調(diào)用的知識(shí)內(nèi)化過程、多角度理解概念并能主動(dòng)建構(gòu)個(gè)人知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)化過程、深度掌握概念的內(nèi)在含義并能夠遷移應(yīng)用到真實(shí)情境中解決問題的知識(shí)意義化過程，促進(jìn)概念知識(shí)的遷移應(yīng)用和高階思維能力的發(fā)展。簡(jiǎn)而言之，核心概念深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是通過概念知識(shí)的內(nèi)化、結(jié)構(gòu)化和意義化的學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平螺旋式上升和認(rèn)知層級(jí)不斷向縱深發(fā)展。

1.1? 概念知識(shí)的內(nèi)化

科學(xué)概念的形成是對(duì)學(xué)科知識(shí)、事實(shí)經(jīng)驗(yàn)或自然實(shí)體進(jìn)行抽象化的過程，并以精要的語(yǔ)言形式表達(dá)其內(nèi)涵、特質(zhì)、屬性或意義。核心概念具有高度的概括性，其學(xué)習(xí)過程絕不是簡(jiǎn)單記憶概念的過程，是要通過積極的思維活動(dòng)挖掘出概念的內(nèi)涵和外延，將抽象化知識(shí)轉(zhuǎn)化成個(gè)人已經(jīng)理解并能進(jìn)行化學(xué)問題解決的外顯知識(shí)，再?gòu)耐怙@知識(shí)經(jīng)過質(zhì)疑辨析和簡(jiǎn)單應(yīng)用內(nèi)化重組為個(gè)人的知識(shí)流，改變個(gè)體已有的認(rèn)知狀態(tài)。

1.2? 概念知識(shí)結(jié)構(gòu)化

概念的學(xué)習(xí)不是散點(diǎn)狀、碎片化知識(shí)的簡(jiǎn)單堆積，而是建立概念間條理化內(nèi)在聯(lián)系的累積過程。不經(jīng)過提取分類、歸納整理和反思總結(jié)的知識(shí)堆積是雜亂無(wú)章的，不便于被提取和應(yīng)用，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)遷移和創(chuàng)新。將分散的、相對(duì)孤立的知識(shí)納入完整的學(xué)科邏輯體系中形成累積知識(shí)，累積知識(shí)的過程揭示了學(xué)習(xí)內(nèi)容的基本線索和知識(shí)之間內(nèi)在聯(lián)系的結(jié)構(gòu)化過程，而知識(shí)結(jié)構(gòu)化過程屬于深度學(xué)習(xí)過程[2]。核心概念的學(xué)習(xí)離不開自覺的知識(shí)管理，學(xué)生通過建立多元聯(lián)結(jié)的知識(shí)體系，形成既有廣度又有深度的結(jié)構(gòu)化知識(shí)，才能在真實(shí)問題解決中適時(shí)提供索引、擷取、分析和變形等幫助，進(jìn)而提升學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知能力，體現(xiàn)知識(shí)的遷移價(jià)值。知識(shí)結(jié)構(gòu)化過程是深度學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式，可采用設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖、概念圖、討論反思等形式將概念知識(shí)結(jié)構(gòu)化。將抽象的概念知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的建構(gòu)過程，是對(duì)概念進(jìn)行深度理解并在認(rèn)知結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部整合的過程，這樣獲得的知識(shí)才能有效地用于真實(shí)情境中解決問題。

1.3? 概念知識(shí)意義化

知識(shí)習(xí)得的主要目標(biāo)是知識(shí)的創(chuàng)生與意義的實(shí)現(xiàn)，概念知識(shí)只有經(jīng)過識(shí)記并加以理解，整合匯入到學(xué)生已有的認(rèn)知框架中，再將新整合的知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行論證鞏固，更深層次地融會(huì)貫通和延伸推進(jìn)，才能對(duì)學(xué)生能力發(fā)展產(chǎn)生影響，提高知識(shí)學(xué)習(xí)的意義化。知識(shí)意義化不僅僅是對(duì)知識(shí)的識(shí)記、理解、論證、認(rèn)同、優(yōu)化和拓展延伸，更重要的是，思維活動(dòng)的觸發(fā)和意識(shí)層面的流動(dòng)推動(dòng)大腦產(chǎn)生知識(shí)意義化的改變情緒，形成批判理解的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知框架，自主完成由識(shí)記理解到優(yōu)化延伸的深度學(xué)習(xí)過程?，F(xiàn)實(shí)遇到的問題是復(fù)雜且不確定的，同時(shí)也是豐富多樣化的，單單通過流程化知識(shí)很難解決現(xiàn)實(shí)問題，所以提供問題情境進(jìn)行深度學(xué)習(xí)所發(fā)生的拓展遷移和創(chuàng)新能夠靈活應(yīng)用于不同情境中，使所獲得的知識(shí)能夠解決真實(shí)問題，有利于學(xué)生綜合能力的提升[3]。

2? 核心概念深度學(xué)習(xí)的發(fā)展過程

深度學(xué)習(xí)是對(duì)學(xué)習(xí)狀態(tài)的質(zhì)性描述，是一種以高階思維為主的知識(shí)遷移過程和解決真實(shí)問題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)者運(yùn)用合適的路徑開展學(xué)習(xí)活動(dòng)將有利于深度學(xué)習(xí)能力的提升。學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的過程，認(rèn)知發(fā)展的過程存在一種潛在的發(fā)展序列——從簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)到復(fù)雜關(guān)聯(lián)、低階思維到高階思維的學(xué)習(xí)進(jìn)程。該序列向認(rèn)知縱深層級(jí)發(fā)展，從而形成前后一致、逐漸深入、整體連貫的學(xué)習(xí)體系。核心概念的深度學(xué)習(xí)過程一般經(jīng)歷為： 將所學(xué)概念納入已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，形成結(jié)構(gòu)化知識(shí);學(xué)習(xí)者通過對(duì)建構(gòu)結(jié)果進(jìn)行審視、分析和調(diào)控，促進(jìn)知識(shí)的生長(zhǎng)與變化，使得結(jié)構(gòu)化知識(shí)逐漸轉(zhuǎn)化成抽象化的策略性知識(shí)而得以長(zhǎng)期保持及遷移應(yīng)用;能夠在新情境中把握關(guān)鍵要素，創(chuàng)新性地解決問題。

布魯姆將認(rèn)知領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)分為“記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)及創(chuàng)造”六個(gè)層次，停留在“記憶、理解”兩個(gè)層次屬于淺層學(xué)習(xí)，主要是知識(shí)的簡(jiǎn)單描述、記憶或復(fù)制。深度學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)既是個(gè)體感知、記憶、思維等認(rèn)知過程，也是根植于社會(huì)文化、歷史背景、現(xiàn)實(shí)生活的社會(huì)建構(gòu)過程。深度學(xué)習(xí)不只是涉及記憶，更注重知識(shí)的應(yīng)用和問題的解決，其認(rèn)知水平對(duì)應(yīng)“應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”四個(gè)較高級(jí)的認(rèn)知層次[4]。概念知識(shí)內(nèi)化、結(jié)構(gòu)化和意義化的深度學(xué)習(xí)是經(jīng)歷由感知記憶到應(yīng)用創(chuàng)造的認(rèn)知發(fā)展過程，使得知識(shí)得以生長(zhǎng)，科學(xué)方法得以訓(xùn)練;在認(rèn)知技能上經(jīng)歷低階認(rèn)知、高階認(rèn)知和拓展認(rèn)知的思維路徑（如圖1所示），有助于學(xué)生關(guān)鍵能力的形成，提升其科學(xué)素養(yǎng)。

圖1? 概念深度學(xué)習(xí)的過程

3? 核心概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

深度學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展是核心素養(yǎng)培育與提升的基本途徑，也是教學(xué)改革深入發(fā)展的關(guān)鍵。核心概念的深度學(xué)習(xí)需要立足于概念學(xué)習(xí)的認(rèn)知發(fā)展過程對(duì)教學(xué)進(jìn)行調(diào)整，幫助學(xué)生對(duì)概念進(jìn)行深度加工，提升其學(xué)習(xí)效率;提供深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生把握概念本質(zhì)，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系;提供概念學(xué)習(xí)的情境，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的相互轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生的思維能力和知識(shí)價(jià)值的判斷能力。

3.1? 完善深度學(xué)習(xí)的知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)化的發(fā)展

遵循概念類知識(shí)學(xué)習(xí)的認(rèn)知過程有利于提高學(xué)生認(rèn)知能力，概念學(xué)習(xí)的程度反映了學(xué)生在不同復(fù)雜程度上的認(rèn)知水平。概念的記憶、理解是概念學(xué)習(xí)的基本要求，沒有深入到概念本質(zhì)的學(xué)習(xí)無(wú)法在解決問題中遷移應(yīng)用。概念的深度學(xué)習(xí)需要對(duì)概念進(jìn)行分析，提煉概念的要點(diǎn)及其內(nèi)在關(guān)系，經(jīng)歷類比、推理、反思等思維活動(dòng)與其他相關(guān)概念之間形成一個(gè)從基本概念到核心概念再到學(xué)科大概念的相對(duì)完整的體系結(jié)構(gòu)[5]，建構(gòu)新的知識(shí)體系。學(xué)生從抽象概念的形成到概念結(jié)構(gòu)化的過程，將核心概念整合到學(xué)科觀念的過程中，運(yùn)用了分析、比較、論證、選擇等高階思維活動(dòng)，為遷移、應(yīng)用、創(chuàng)新等更高階思維能力培養(yǎng)建立了橋梁，運(yùn)用所學(xué)概念解釋真實(shí)情境中的現(xiàn)象，辨別事情的真?zhèn)?，?shí)現(xiàn)概念學(xué)習(xí)的意義。

遵循學(xué)習(xí)發(fā)展過程的概念教學(xué)，首先要對(duì)概念進(jìn)行梳理，厘清概念間的相互關(guān)系，分清概念教學(xué)的先后順序。然后從學(xué)科大概念的視角研究概念教學(xué)，設(shè)計(jì)概念學(xué)習(xí)的進(jìn)階目標(biāo)，使學(xué)生學(xué)完每一個(gè)概念之后都能夠?qū)⑵淙谌氲礁拍铙w系中，形成較為完整的主題概念結(jié)構(gòu)。本文以化學(xué)選修模塊《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中“分子的空間構(gòu)型”為例闡述概念結(jié)構(gòu)化的過程。

“分子的空間構(gòu)型”主題中涉及眾多概念，要分析概念間的相互關(guān)系梳理出核心概念，圍繞核心概念進(jìn)行教學(xué)可大大減少學(xué)生對(duì)科學(xué)事實(shí)性知識(shí)的記憶量，為學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)化的深度學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[6]。該主題的教學(xué)，以整體觀從學(xué)科主題的角度分析教學(xué)內(nèi)容，然后將教學(xué)內(nèi)容劃歸為某一核心概念或某些核心概念，厘清概念間的相互關(guān)系，構(gòu)建概念網(wǎng)絡(luò)圖?！胺肿拥目臻g構(gòu)型”是對(duì)“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”“雜化軌道”和“σ鍵、孤電子對(duì)和中心原子”等概念的綜合運(yùn)用，蘊(yùn)含了模型建構(gòu)的學(xué)科思想和結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相互反映的基本觀念，統(tǒng)攝了重要概念理論的理解和解釋過程，屬于微觀辨析的一個(gè)大概念?！胺肿拥目臻g構(gòu)型”學(xué)習(xí)過程涉及兩個(gè)核心概念“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”和“雜化軌道理論”，兩個(gè)核心概念輻射出一系列基本概念，“分子的空間構(gòu)型”主題相關(guān)概念間的相互關(guān)系如圖2所示。

圖2? “分子的空間構(gòu)型”基本概念關(guān)系圖

3.2? 提供深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)載體，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

概念的深度理解適應(yīng)了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代知識(shí)建構(gòu)和創(chuàng)生的新要求，有利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)意義化的應(yīng)用創(chuàng)新。在課堂教學(xué)中，學(xué)習(xí)內(nèi)容要以具體的、具有可操作性的學(xué)習(xí)活動(dòng)形式呈現(xiàn)，通過系列學(xué)習(xí)任務(wù)的攻破激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，誘發(fā)和驅(qū)動(dòng)學(xué)生深入思考[7]。

3.2.1? 開展主題性學(xué)習(xí)活動(dòng)

“分子的空間構(gòu)型”主題從“鍵長(zhǎng)、鍵角、化學(xué)鍵類型、孤電子對(duì)”等基本概念到“價(jià)層電子對(duì)數(shù)目計(jì)算和雜化軌道”核心概念的學(xué)習(xí)，再到“理論模型和分子構(gòu)型”等學(xué)科思想的形成，學(xué)生的學(xué)習(xí)深度由共價(jià)鍵微觀形成過程到宏觀共價(jià)鍵類型，再到根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋和預(yù)測(cè)分子的性質(zhì)這樣的大概念進(jìn)階過程，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)概念的意義化學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了素養(yǎng)為本的持續(xù)性發(fā)展過程?！胺肿拥目臻g構(gòu)型”是模型認(rèn)知化學(xué)素養(yǎng)和抽象思維、類推遷移等科學(xué)方法形成的重要素材，以模型認(rèn)知為媒介將抽象內(nèi)容變成具體化的知識(shí)，以主題性學(xué)習(xí)為策略建立知識(shí)間的聯(lián)系形成知識(shí)框架，最終打破知識(shí)間的界限，達(dá)到能夠運(yùn)用兩大核心概念“雜化軌道理論及價(jià)層電子對(duì)互斥理論”綜合分析分子的結(jié)構(gòu)，深入理解兩種理論的聯(lián)系及其使用局限性的教學(xué)目的。下面以該主題中的“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”核心概念為例，按照學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展進(jìn)階順序建構(gòu)深度學(xué)習(xí)路徑，如圖3所示。

圖3? 核心概念“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”學(xué)習(xí)路徑

結(jié)合“價(jià)層電子對(duì)互斥理論”的學(xué)習(xí)路徑，樹立整體觀的設(shè)計(jì)思想，從核心概念入手分析學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)與核心概念之間的聯(lián)系，設(shè)置有梯度的學(xué)習(xí)活動(dòng)，訓(xùn)練知識(shí)的提取、推理、遷移和批判等思維過程?！皟r(jià)層電子對(duì)互斥理論”的學(xué)習(xí)建立在共價(jià)鍵的分類、鍵參數(shù)、電子式書寫等概念的基礎(chǔ)之上，設(shè)置的學(xué)習(xí)活動(dòng)從宏觀模型和電子式書寫入手到CO2等常見分子空間構(gòu)型的微觀分析，再到價(jià)層電子對(duì)互斥理論的模型表征，拓展學(xué)生對(duì)分子空間構(gòu)型的認(rèn)知視角，提高知識(shí)間的關(guān)聯(lián)度，加快知識(shí)的吸收內(nèi)化速度。概念的深度學(xué)習(xí)與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是緊密相連的，開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)需要滲透學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置相同配位原子和不同中心原子組合的分子空間構(gòu)型分析的學(xué)習(xí)活動(dòng)，有助于學(xué)生探究意識(shí)和證據(jù)推理素養(yǎng)的培養(yǎng);設(shè)置先理解價(jià)層電子對(duì)互斥理論再結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算探究分子空間構(gòu)型的學(xué)習(xí)活動(dòng)，不僅為學(xué)生提供了解決分子空間構(gòu)型問題的思維方向，而且提高了學(xué)生模型建構(gòu)能力和知識(shí)遷移創(chuàng)新能力。價(jià)層電子對(duì)互斥理論的教學(xué)中，通過主題性學(xué)習(xí)活動(dòng)的教學(xué)（如下學(xué)習(xí)活動(dòng)1～5所示），學(xué)生從已有經(jīng)驗(yàn)入手，經(jīng)歷概念的建構(gòu)、理解和應(yīng)用的進(jìn)階過程，實(shí)現(xiàn)了從符號(hào)概念的學(xué)習(xí)到科學(xué)思維方式的形成，有利于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

[學(xué)習(xí)活動(dòng)1]展示CO2、 H2O、 NH3和CH2O的比例模型和球棍模型，因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)簡(jiǎn)單地學(xué)過共價(jià)鍵的分類、特點(diǎn)以及一些簡(jiǎn)單分子的鍵角，讓學(xué)生自己觀察并說(shuō)出它們的空間構(gòu)型。在此基礎(chǔ)上思考分子的電子式，以表格形式進(jìn)行練習(xí)。高中生具有一定的抽象思維能力，以球棍模型和比例模型開展活動(dòng)易于學(xué)生建立分子結(jié)構(gòu)的空間模型，電子式的書寫練習(xí)為孤電子對(duì)的學(xué)習(xí)和理解埋下伏筆。

[學(xué)習(xí)活動(dòng)2]自主思考CO2和H2O同為三原子分子，為什么空間構(gòu)型一個(gè)為直線形一個(gè)為V形？NH3和CH2O同為四原子分子，為何一個(gè)為三角錐形一個(gè)為平面三角形？在認(rèn)知沖突中認(rèn)識(shí)價(jià)層電子對(duì)，分清孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)等相關(guān)概念，引出價(jià)層電子對(duì)互斥理論。

[學(xué)習(xí)活動(dòng)3]用價(jià)鍵理論分析BCl3、 NCl3、 BrCl3的分子結(jié)構(gòu)，思考它們配位原子都是氯原子，配位數(shù)都為3，為什么它們的分子空間構(gòu)型不同？

[學(xué)習(xí)活動(dòng)4]給出ABn型系列物質(zhì)的化學(xué)式，用價(jià)鍵理論探尋價(jià)層電子對(duì)數(shù)目與空間立體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，歸納總結(jié)價(jià)層電子對(duì)互斥理論在分子空間構(gòu)型判斷方面的應(yīng)用范圍和相關(guān)概念的體系圖。

[學(xué)習(xí)活動(dòng)5]由熟悉分子電子式確定價(jià)層電子對(duì)過渡到陌生分子或離子價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算方法，并用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其空間構(gòu)型，形成知識(shí)遷移和創(chuàng)新應(yīng)用能力。

3.2.2? 開展問題驅(qū)動(dòng)性學(xué)習(xí)活動(dòng)

問題驅(qū)動(dòng)性學(xué)習(xí)是以問題為主線引領(lǐng)學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生圍繞驅(qū)動(dòng)性問題將知識(shí)進(jìn)行多維整合，逐步深入到概念本質(zhì)的學(xué)習(xí)過程。“雜化軌道理論”安排在價(jià)層電子對(duì)互斥理論之后學(xué)習(xí)，對(duì)于“為什么要學(xué)習(xí)雜化軌道理論以及雜化軌道理論與價(jià)層電子對(duì)互斥理論的區(qū)別和聯(lián)系是什么”等問題的認(rèn)識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和障礙點(diǎn)，因此，雜化軌道理論的學(xué)習(xí)除了掌握雜化軌道理論的要點(diǎn)之外，還要深入理解雜化軌道理論建立的必要性和兩種理論在分子空間構(gòu)型判斷方面的關(guān)系。雜化軌道理論的深度學(xué)習(xí)應(yīng)從驅(qū)動(dòng)性問題入手： 用價(jià)鍵互斥理論判斷CH4分子的空間構(gòu)型是什么？C原子最外層只有2個(gè)單電子，為什么能形成4個(gè)完全相同的σ鍵？通過問題的解決初步認(rèn)識(shí)雜化軌道理論，并感知雜化軌道理論產(chǎn)生的背景。然后，提出“用價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析BeCl2、 BF3、 CCl4、 NH3、 H2O分子的空間構(gòu)型是什么、如何解釋這些分子的空間構(gòu)型”等問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解雜化軌道理論的實(shí)質(zhì)，掌握雜化軌道的分類并體會(huì)雜化軌道理論用于合理解釋某些分子空間構(gòu)型方面的優(yōu)勢(shì)。價(jià)鍵互斥理論考慮了原子成鍵后電子對(duì)之間的排斥作用，通過價(jià)層電子對(duì)數(shù)目能夠成功預(yù)測(cè)分子的構(gòu)型，雜化軌道理論能夠?qū)Ψ肿又芯唧w的成鍵原理進(jìn)行微觀解釋，進(jìn)而得到鍵角的數(shù)值和分子的構(gòu)型，兩種理論結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于分子空間構(gòu)型的預(yù)測(cè)和解釋是對(duì)“分子的空間構(gòu)型”主題學(xué)習(xí)的深化。為了達(dá)到上述學(xué)習(xí)目的，通過問題“SO2和H2O的分子構(gòu)型都是V形，它們的鍵角一樣嗎、給出沒有孤對(duì)電子和有孤對(duì)電子的一些物質(zhì)的化學(xué)式，分別用雜化軌道理論和價(jià)鍵理論判斷其分子空間構(gòu)型是什么、思考探究?jī)煞N理論之間的相互關(guān)系和應(yīng)用的局限性有哪些”，引導(dǎo)學(xué)生以探究和科學(xué)抽象等方式體會(huì)兩種理論之間的區(qū)別和聯(lián)系。教師圍繞核心概念設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)思結(jié)合，培養(yǎng)他們分析推理和解決問題的能力，學(xué)會(huì)把探究結(jié)果進(jìn)行科學(xué)抽象，最終獲得問題解決的一般思路和方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的連續(xù)建構(gòu)與學(xué)習(xí)的有效遷移。

3.3? 創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)的意義化情境，推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升

學(xué)習(xí)的意義是學(xué)習(xí)者不斷內(nèi)化知識(shí)，增長(zhǎng)具體情境下問題解決的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)的意義化。創(chuàng)設(shè)與概念學(xué)習(xí)有關(guān)的STSE、化學(xué)史等學(xué)習(xí)情境，將科學(xué)概念融入到一定的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，為問題解決提供學(xué)科認(rèn)知視角和學(xué)科思維模型，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新潛能。“分子的結(jié)構(gòu)”學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生容易混淆在解釋分子空間構(gòu)型中雜化軌道理論和價(jià)電子對(duì)互斥理論的作用，為了使學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)兩種理論的意義，教師可以1931年鮑林提出雜化軌道理論的化學(xué)史為情境素材進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從雜化軌道理論的形成背景中理解雜化軌道理論主要依據(jù)中心原子的雜化情況和共價(jià)鍵的成鍵情況來(lái)解釋多原子分子的空間構(gòu)型，但在配體較多、空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下對(duì)空間結(jié)構(gòu)的解釋能力較弱的事實(shí)。然后，創(chuàng)設(shè)問題情境讓學(xué)生思考： SO2-4中S原子的雜化方式是什么？該離子的空間構(gòu)型又是什么？顯然，雜化軌道理論對(duì)于結(jié)構(gòu)未知的分子來(lái)說(shuō)顯得無(wú)能為力，引出價(jià)層電子對(duì)互斥理論在預(yù)測(cè)分子或離子空間構(gòu)型方面的優(yōu)勢(shì)。創(chuàng)設(shè)化學(xué)史教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)發(fā)展的腳步體會(huì)化學(xué)家面對(duì)問題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的質(zhì)疑精神和科學(xué)品質(zhì)，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方式和拓展創(chuàng)新的思考角度，形成有效的知識(shí)遷移能力。

在高度信息化的時(shí)代背景下，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)引起學(xué)習(xí)研究群體的普遍關(guān)注和學(xué)習(xí)者個(gè)體的高度重視[8]。如何抓住“更核心”的內(nèi)容，以“更少”的概念，進(jìn)行“更深”層次的教學(xué)，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，是我們需要思考和改變的[9]。這是本文的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，核心概念的深度學(xué)習(xí)通過概念理解、概念內(nèi)化和概念結(jié)構(gòu)化機(jī)制的運(yùn)作，真正發(fā)揮學(xué)生主體性作用，實(shí)現(xiàn)概念知識(shí)用于解決實(shí)際問題的意義化功能，培育學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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