深度學習理念下的高中化學教學目標設計
——以化學事實性知識為例

盧 偉， 郭 為

(浙江師范大學 教師教育學院,浙江 金華 321004)

新一輪課程改革以來，以素養(yǎng)為本的化學課堂教學改革成為一大研究熱點.然而在實際教學中，很多化學課堂依然存在教學“淺層化”“形式化”的問題，這在化學事實性知識的教學中尤為突出.基于上述問題，我國教育部于2013年起開始著手“深度學習”教學改進項目的開發(fā)研究，旨在通過課堂教學的改進與優(yōu)化來促進學生的深度學習[1].課堂教學的上述問題在源頭上是由于教學目標的設計未能體現(xiàn)深度學習的理念要求，故新課程背景下應結合深度學習的理念，統(tǒng)籌設計化學事實性知識教學目標.本文旨在通過對課程標準的解讀與深度學習的內涵分析，以必修課程中的典型化學事實性知識課題(“金屬鈉的性質和應用”“乙醇”)為例說明指向深度學習的高中化學教學目標設計，以期為廣大教師提供一些教學參考.

1 深度學習的內涵

1.1 深度學習的定義

在教育領域中，目前比較公認的最早提出“深度學習”概念的是瑞典歌特堡大學的馬頓等[2]，他于1976年指出深度學習是與淺層學習相對的一種基于理解的學習方式，但并未闡述深度學習的內涵.國內有學者指出，深度學習具體表現(xiàn)為“批判性地學習新思想和事實，并將它們融入到原有的認知結構中，通過思想聯(lián)系與情境遷移進行重大決策與問題解決”.盡管不同學者對深度學習的理解有所區(qū)別，但其基本內涵保持一致：深度學習的目標是培養(yǎng)高階思維，重點是形成結構化的知識體系，可以通過檢測新情境中的知識遷移能力診斷深度學習的水平[3].

1.2 深度學習與認知目標分類理論的對應關系

基于對深度學習的不同理解，不同學者從不同層面對深度學習的內涵、深度學習與淺層學習的區(qū)別進行了深入研究，制定出了各種不同依據(jù)的測評標準.盡管相關研究層出不窮，但目前公認的是，布魯姆認知目標分類理論中的后4個目標“應用、分析、綜合、評價”屬于深度學習所提倡的認知領域的高階思維，其對應關系見表1[4].這種觀點將高階思維與學習認知目標相聯(lián)系，為課堂教學中的高階思維評估提供了較強的可操作性.

表1 學習與認知目標分類理論的對應關系

2 課程標準中的深度學習理念

2.1 化學事實性知識的深度學業(yè)要求

相比于實驗版課程標準，新課標在每一學科主題下規(guī)定了“內容要求”與“學業(yè)要求”.內容要求屬于輸入性要求，可認為是隱性層面的素養(yǎng)要求；學業(yè)要求則屬于輸出型要求，可認為是顯性層面的學業(yè)要求.作為反映物質的性質、制法及其用途等多方面內容的化學知識，必修課程的化學事實性知識主要包括主題2“常見的無機物及其應用”與主題4“簡單的有機化合物及其應用”的相關內容.這2個主題中的“內容要求”在認知層次上普遍較低，以“了解”為主.而“學業(yè)要求”則對內容要求作出了顯性的表現(xiàn)規(guī)定，提出了更高的要求[5-6].現(xiàn)以布魯姆認知目標分類理論為依據(jù)，對必修課程中的化學事實性知識深度學業(yè)要求進行簡要的闡述，具體如表2所示.據(jù)表2可知，“應用”水平教學的目標主要是要求學生應用所學知識進行現(xiàn)實問題的解決，“分析”與“評價”層面的要求則側重于辯證看待無機物、有機物對生產生活的利與弊.

2.2 考試命題與教材編寫建議

根據(jù)課程標準提出的學業(yè)水平考試命題建議，化學學業(yè)水平考試命題應當統(tǒng)籌“素養(yǎng)” “情境” “問題” “知識”之間的關系，以真實情境為素材考查學生的問題解決能力.在具體的試題編制上，應當更加注重習題設計的情境性與開放性，鼓勵學生從不同角度分析和解決問題，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新精神.除此之外，課程標準還對新教材的編寫提出了建議，指出化學教材內容編排應更加注重化學知識的結構化，反映化學學科知識之間的內在邏輯[5].上述課標要求均與深度學習理念下提倡的教學變革措施相一致.

表2 化學事實性知識(必修課程)的深度學業(yè)要求

3 深度學習理念下的高中化學教學目標

設計——以化學事實性知識為例

3.1 基于課標分析，深究知識內在價值

所謂教學價值，就是教學目標的價值導向，簡而言之就是“為何而教”，同一課題的所有教學目標最終應當指向教學價值的實現(xiàn).相比于實驗版課程標準，新課標在化學事實性知識的教學要求上呈現(xiàn)出2個重要變化：一是大幅削減了多種元素的教學內容；二是提高了元素教學的內容要求.首先，新課標刪去了“鋁、銅、硅”幾種元素，僅保留了“鈉、鐵、氯、硫、氮”5種元素及其化合物的教學內容要求.就元素的類別來說，鈉(堿金屬元素)屬于典型極活潑金屬，鐵(過渡金屬元素)屬于典型中等活潑金屬，氯、硫、氮則屬于典型非金屬元素.因此，對這些元素的教學應當突出其典型性、代表性，如以鈉的教學統(tǒng)領堿金屬、堿土金屬的學習，以鐵的教學統(tǒng)領變價金屬學習.這就要求教師在教學目標的制定時注重“結構決定性質”的觀念滲透，診斷并發(fā)展學生的問題遷移能力.其次，新課標在主題2“常見的無機物及其應用”的內容要求中增加了“物質性質及物質轉化的價值”要求，強調了事實性知識學習的社會價值.

在“有機物性質主題”中，新課標明確提出了“官能團”與“有機化學反應類型”的內容要求，相較于實驗版課標的要求同樣也有所提高[5].教學要求的提高更是體現(xiàn)了深度學習的理念，同時也為選擇性必修階段的進一步學習提供有力支持.綜上所述，新課標規(guī)定的化學事實性知識教學內容在“量”上有所減少，而在“質”上卻有所提高，這體現(xiàn)了化學事實性知識的一大教學價值：幫助學生形成“結構決定性質，性質決定應用”的觀念，提高應用理論知識解釋化學事實的能力，形成化學思維.相比于理論知識、技能層面的教學，該層面的教學價值體現(xiàn)了新課改背景下強調的化學學科實踐價值與應用價值.

3.2 進行教材解讀，預估班級整體學情

從廣義上來看，完整的學情包括個人的學情和班級的學情[6].在實際操作中，教師需要首先通過教材解讀的手段，從“學生已有相關經驗”“學生要達到的認識水平”“課題主要學習內容”3個維度出發(fā)對班級整體學情進行初步預估.以“金屬鈉的性質和應用”為例，蘇教版化學必修1中將“金屬鈉的性質和應用”課題設置于專題2第二單元“鈉、鎂及其化合物”的第1課時，是學生在高中階段第1種系統(tǒng)學習的金屬元素.與此同時，金屬鈉的學習也為鐵元素的學習提供金屬元素的學習思路指導.而對“乙醇”課題來說，蘇教版化學必修2教材將該課題設置于專題3第二單元“食品中的有機化合物”的第1課時，位于甲烷、乙烯、苯等有機物的學習之后.同時，乙醇的學習也為后續(xù)乙醛、乙酸等羰基化合物的學習提供了方法上的指導.現(xiàn)以“金屬鈉的性質和應用”“乙醇”課題為例，對化學事實性知識課題教學的班級整體學情進行預估，具體如表3和表4所示.

表3 “金屬鈉的性質和應用”課題的班級整體預估學情

表4 “乙醇”課題的班級整體預估學情

3.3 結合深度學習要求，統(tǒng)籌設計課題教學目標

基于對課題教學價值的分析及班級學情的全面分析，結合深度學習、淺層學習的不同層次要求，初步對課題教學目標進行設計.在教學目標的設計中要注意以下2個主要問題：

1)教師應當統(tǒng)籌兼顧深度學習與化學學科核心素養(yǎng)的目標要求.基于新課標提出的培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的整體目標，不同課題的教學目標設計都需要尋找課題學習與核心素養(yǎng)發(fā)展的主要契合點.深度學習的培養(yǎng)目標——高階思維的形成離不開知識的生活應用與實際情境的分析，這要求教師以發(fā)展化學科學認識層面(“宏觀辨識與微觀探析” “變化觀念與平衡思想” “證據(jù)推理與模型認知”)的核心素養(yǎng)為基礎，以科學實踐層面(“科學探究與創(chuàng)新意識”)與應用層面(“科學態(tài)度與社會責任”)的素養(yǎng)發(fā)展為高階要求[5].

2)教師應當統(tǒng)籌兼顧淺層學習、深度學習的目標要求.毫無疑問，學生認知水平的提升只能逐步從淺層水平發(fā)展為高階水平.教學目標的制定也必須以具體學情為依據(jù)，統(tǒng)籌兼顧淺層學習、深度學習的目標要求.基于上述注意事項，對“金屬鈉的性質和應用” “乙醇”課題的教學目標進行統(tǒng)籌設計，具體如表5與表6所示.

表5 “金屬鈉的性質和應用”課題的教學目標設計

表6 “乙醇”課題的教學目標設計

3.4 診斷個人具體學情，改進并優(yōu)化教學目標

盡管目前普遍提倡“站在學生的角度”看問題，但教師畢竟與學生存在較大的認知差距，傳統(tǒng)教學設計中的“學情分析”僅能得到符合教材要求的班級理想化整體學情，而難以實現(xiàn)對不同個體具體學情的診斷與分析.在具體實施中，可在化學事實性知識正式教學課前分發(fā)“學情評估單”，對該課題學習所要求學生具備的已有相關經驗進行測評.根據(jù)個人學情的量化評估結果，可以適當增刪目標條目.與此相應，教師需要對原先制定的教學策略進行針對性的調整與改進.現(xiàn)針對 “金屬鈉的性質和應用” “乙醇”課題教學，設計如表7和表8所示的學情評估單.

表7 “金屬鈉的性質和應用”課題的學情評估單

你知道嗎?你的觀點1)金屬一般具有哪些性質? _________________2)你還記得金屬活動性順序表嗎?_________________3)如何比較不同金屬的活動性強弱?_________________4)氯化鈉與鈉有何區(qū)別?_________________

以“金屬鈉的性質和應用”為例，該課題的學情評估單主要對學生已有的“金屬的共性”(問題1))、“金屬活動性順序表”(問題2)和3))與“物質的分類”(問題4))知識進行診斷.若學生在問題2、3的回答上普遍存在偏差，可增加教學目標條目：復習金屬活動性順序表的相關知識，通過鈉的金屬活動性順序加深鈉的活潑性認識.在實際教學中應當在原有教學的基礎上通過激活學生的金屬活動性順序知識幫助他們更好地理解鈉的金屬活潑性.除此之外，教師可將初步設計的目標條目(見表5)改為：“了解金屬鈉的制備方法，感受科技進步對化學發(fā)展的重大意義”.在實際教學中可以通過播放化學史視頻幫助學生了解金屬鈉的制備方法.若大部分學生在這兩個問題的回答上都不存在偏差，教師可在初步設計的目標基礎上增加條目：應用金屬活動性順序表的相關知識預測不同金屬的活動性強弱.在實際教學中可以在主要內容的教學基礎上進一步引導學生利用鈉的結構與性質預測鉀、鈣、鎂、鐵等元素的結構與活潑性強弱，幫助學生形成系統(tǒng)的知識體系，發(fā)展學生的問題遷移能力.對“乙醇”課題可以采用同樣的方法，在此不再詳細分析.

4 總結與展望

作為與現(xiàn)代人類生活、生產聯(lián)系最為密切的化學學科知識，化學事實性知識的教學要求在新課標中呈現(xiàn)出“量減少，質提高”的變化趨勢.因此，基于深度學習理念與新課標培養(yǎng)問題解決能力、開放性思維的教學建議，化學事實性知識的教學目標設計理應從課題教學價值進行分析，通過學情的綜合評估指導教學目標的初步設計與改進優(yōu)化.參考化學事實性知識的教學目標設計策略，化學理論性知識、技能性知識等課題的教學目標設計可同樣遵循類似步驟，但在課題教學價值的分析、具體學情的評估等步驟上必然與事實性知識存在不同.毋庸置疑的是，深度學習理念下的課堂教學變革要從教學目標的變革開始，但更要在此基礎上進一步著眼于教學策略、教學模式、評價策略等的變革.換言之，如何在課堂教學中有效落實上述教學目標仍有待廣大教師進行深入研究.