基于主題情境的初中化學(xué)深度學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐與思考

嚴(yán)春

摘要：以滬教版“微粒的性質(zhì)”新授課教學(xué)為例，從宏微結(jié)合的視角，運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式，選取消毒酒精為主題化情境，通過高情境化的主題設(shè)置、高問題化的問題設(shè)計，高探究化的探究活動，高反思化的總結(jié)提升，建構(gòu)核心知識網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，生成指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)流程。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);高情境化;高問題化;高探究化;高反思化;核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2021）03-0002-06 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.001

教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心“深度學(xué)習(xí)總項(xiàng)目組”對深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）的概念界定為：在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在這個過程中，學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識，理解學(xué)習(xí)的過程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)、高級的社會情感、積極的態(tài)度、正確的價值觀，成為既具有獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神，基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者，成為未來社會歷史實(shí)踐的主人[1]。

那么，什么是化學(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)呢？胡久華的界定是：學(xué)生在教師引領(lǐng)下，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，從宏微結(jié)合、變化守恒的視角，運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式，解決綜合問題，獲得結(jié)構(gòu)化的化學(xué)核心知識，建立運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思想解決問題的思路方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展[2]。

如何在化學(xué)學(xué)科新授課教學(xué)中踐行深度學(xué)習(xí)呢？筆者以我校蔣桔老師執(zhí)教的“微粒的性質(zhì)”一課為例（注：該課為2019年教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心、課程教材研究所在常州主辦的第二屆基礎(chǔ)教育課程改革實(shí)驗(yàn)區(qū)課改項(xiàng)目與課例展示活動優(yōu)質(zhì)課例），借助該課的教學(xué)設(shè)計與實(shí)施，力爭體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的相關(guān)目標(biāo)要求，最終生成指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)流程（流程見圖1）。

該教學(xué)流程的核心意涵為：從宏微結(jié)合的視角，運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式，選取主題化情境，通過提出系列化問題，開展深度化探究，進(jìn)行反思化總結(jié)，逐步建構(gòu)核心知識網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

1.立足“高情境化[3]”——選取主題化情境，促進(jìn)核心知識與情境的深度融合。

這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的前提。將知識放在特定的情境中學(xué)習(xí)是普遍的共識，正如情境教學(xué)的倡導(dǎo)者Brown，Collin，Duguid認(rèn)為：“知識只有在它們產(chǎn)生及應(yīng)用的情境中才能產(chǎn)生意義。知識絕不能從它本身所處的環(huán)境中孤立出來，學(xué)習(xí)知識的最好方法就是在情境中進(jìn)行[4]。”但將知識與情境深度融合，在“高情境化”中開展深度學(xué)習(xí)，卻未必是落實(shí)到了化學(xué)教學(xué)的每一節(jié)課堂。

那么，何為“高情境化”呢？我們的理解是：基于激發(fā)興趣，有助融通知識，調(diào)動各類感官，能夠激活思維，激發(fā)探究欲望，養(yǎng)成核心素養(yǎng)，并能貫穿課堂始終的生活化的場景，或故事化的情節(jié)，或細(xì)節(jié)化的片段組合等。

如何選擇主題化情境，實(shí)現(xiàn)核心知識與情境的深度融合？即“高情境化”，就成為我們備課時需要解決的最大困難。我們首先排除了本節(jié)課情境設(shè)計的常用方法，比如實(shí)驗(yàn)情境：將糖塊放入水中，糖塊逐漸消失;圖片情境：通過展示掃描隧道顯微鏡觀察到的苯分子等的圖片;視頻情境：宇宙——星球——物質(zhì)——微粒;詩詞情境：“墻角數(shù)枝梅，凌寒獨(dú)自開，遙知不是雪，為有暗香來”等等。上述情境設(shè)計大多比較單一，只起到引課激趣的功能，缺乏與核心知識的深度融合。

我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次的深度閱讀、深度篩選，最終我們將主題化情境的選取目光聚集到消毒酒精這一學(xué)生常見的物質(zhì)上，并通過“一看”——感知微粒的大小;“二聞”——感受微粒的運(yùn)動;“三配”——感悟微粒間的空隙;將本節(jié)課的三大核心知識：（1）微粒很小，客觀存在;（2）微粒在不停運(yùn)動;（3）微粒之間存在空隙。借助消毒酒精這一主題化情境進(jìn)行巧妙融合，不僅能實(shí)現(xiàn)情境教學(xué)的要求，還能實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)追求，因?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，需要學(xué)習(xí)者將已有的知識遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí)，更能實(shí)現(xiàn)拉近現(xiàn)實(shí)生活與學(xué)生的距離，從而引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)的視角來審視、研究身邊的物質(zhì)，讓學(xué)生真切地感悟到生活的化學(xué)、真實(shí)的化學(xué)、有用的化學(xué)，可以說是“一舉多得”。具體的主題化情境與核心知識流程見圖20

2.著眼“高問題化[5]”——設(shè)計系列化問題，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。

這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。課堂教學(xué)的“高問題化”不同于一般的問題化，“高問題化”要求問題的設(shè)計著眼全局，要有核心的主問題統(tǒng)領(lǐng)全篇、統(tǒng)攝全課;課堂所有的問題要體現(xiàn)化學(xué)生活的真實(shí)性;每個問題的設(shè)計要體現(xiàn)思維的深度，要能故意通過結(jié)構(gòu)不良的問題引發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維;所有問題的設(shè)計是有梯度的問題組串，并且流暢而貫通。

針對這節(jié)課，如何進(jìn)行問題設(shè)計？這是我們備課團(tuán)隊(duì)需要解決的第二個問題，我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次的深度研討，深度把脈，我們嘗試從以下四方面人手，力爭實(shí)現(xiàn)主題清境的“高問題化”：（1）使問題與情境高度關(guān)聯(lián);（2）使問題高度真實(shí);（3）使問題結(jié)構(gòu)不良;（4）使問題以問題組、問題串形式呈現(xiàn)，同一問題組的問題之間符合認(rèn)知邏輯，屬于系列化問題。根據(jù)上述對問題設(shè)計的相關(guān)要求，結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，我們設(shè)置了16個與主題化情境相關(guān)的系列化問題（見表1）。

我們仔細(xì)分析上述16個問題后發(fā)現(xiàn)，其中情境1引發(fā)5個問題，情境2引發(fā)7個問題，情境3引發(fā)4個問表1“微粒的性質(zhì)”主題化情境相關(guān)的系列化問題題，這些問題不僅與情境高度關(guān)聯(lián)，指向?qū)W科本質(zhì)，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突;而且高度真實(shí)，符合建構(gòu)主義理論關(guān)于一個好的真實(shí)問題的4條標(biāo)準(zhǔn)，即：（1）要求學(xué)生作出一個可檢測的預(yù)測（如：問題⑤⑦等），（2）利用不很昂貴的器材（如：上述實(shí)驗(yàn)中用到玻璃管、棉簽、塑料小滴瓶等），（3）有一定的復(fù)雜性（挑戰(zhàn)性和開放性），可以使學(xué)生提出多種解決問題的途徑（如：問題⑧⑩等），（4）適合于小組活動[6];上述的16個問題，大多屬于結(jié)構(gòu)不良問題（如：問題⑤⑦⑨⑩等），這些結(jié)構(gòu)不良問題來源于真實(shí)的生活情境，具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，上述的每個情境中都蘊(yùn)含著諸多的化學(xué)學(xué)科的問題，問題產(chǎn)生于學(xué)生已有的知識和即將要學(xué)習(xí)的知識的“節(jié)點(diǎn)”上，與學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生激烈的矛盾沖突，從而使學(xué)生產(chǎn)生解決新問題的欲望。學(xué)科知識則鑲嵌在問題的解決過程中[7]。這樣，通過一步步制造懸念，一層一層解決問題，引發(fā)學(xué)生深度思考，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展，為后續(xù)的深度探究作鋪墊。

3.引導(dǎo)“高探究化”——開展深度化探究，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科觀念的形成。

這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的核心?！案咛骄炕笔且龑?dǎo)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)的必然選擇，通過由淺人深的探究，實(shí)現(xiàn)由知識到智慧的領(lǐng)悟與理解;通過由表及里的探究，實(shí)現(xiàn)由知識走向?qū)嵺`的活化與運(yùn)用;通過由現(xiàn)象到本質(zhì)的探究，實(shí)現(xiàn)由知識走向創(chuàng)新的分析與提升。

如何針對系列化問題，開展深度化探究活動？這是我們備課團(tuán)隊(duì)需要解決的第三大問題，我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次的深度分析，深度切磋，基于上述主題情境而產(chǎn)生了16個系列真實(shí)的問題，設(shè)計一系列深度探究體驗(yàn)活動。其探究活動及設(shè)計意圖、認(rèn)知水平分別見表2、表3、表4。

由于問題設(shè)置的情境化，系列化，必然引發(fā)探究活動的層次化、深入化，即“高探究化”。在上述的系列探究活動過程中，學(xué)生不僅使用了觀察、分類、交流、測量、推論、預(yù)測、假設(shè)等一系列的科學(xué)方法，而且還使用了概括、分析、類比、歸納、推理等思維方法來形成并修正科學(xué)解釋，識別和分析各種模型，交流和應(yīng)用得出的科學(xué)結(jié)論等。因此，上述的系列探究活動不僅僅是外在活動的過程，更是理性思維的過程。正如杜威所說，探究是“對任何一種信念或假設(shè)的知識進(jìn)行的積極、持續(xù)、審慎的思考”，探究的目的是通過使用解釋、證據(jù)、推論和概括來證實(shí)信念[8]。同時，上述的系列探究活動關(guān)注的是對核心知識的深層理解和遷移運(yùn)用，認(rèn)知水平大多處于較高的“應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造”層次，且涉及的大多是劣構(gòu)問題解決、元認(rèn)知、批判性思維等高階思維活動[9]。更為重要的是，在上述深度探究的過程中，學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科的核心知識，理解學(xué)習(xí)的過程，把握化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)、高級的社會情感、積極的態(tài)度、正確的價值觀，成為即具有獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神，基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者，成為未來社會歷史實(shí)踐的主人[10]。

4.踐行“高反思化”——進(jìn)行反思化總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。

這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的保障?！案叻此蓟?，即深度反思，它不是一般意義上的回顧，而是對自己的思維過程以及思維結(jié)果有意識地進(jìn)行科學(xué)、審慎、批判性地回顧、分析、檢查，同時對自身的體驗(yàn)進(jìn)行理解、描述和總結(jié)的過程[11]?？梢?，深度反思對于學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。但是在現(xiàn)實(shí)中，我們的課堂最缺乏的就是深度反思，尤其是引導(dǎo)學(xué)生對課堂知識結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容困惑、思維逆向、學(xué)習(xí)方法等方面的深度反思。

為此，如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度反思性總結(jié)提升？就成為我們本節(jié)課設(shè)計的最后一道難關(guān)，為了解決這一難關(guān)，我們備課團(tuán)隊(duì)在經(jīng)過多次的深度回顧，深度檢閱本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的每一流程，我們對“微粒的性質(zhì)”結(jié)課環(huán)節(jié)進(jìn)行如下的四個反思性總結(jié)追問，期待能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善及學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

反思追問1：同學(xué)們，本節(jié)課我們圍繞了消毒酒精主題情境，對微粒的性質(zhì)進(jìn)行了系列探究，那么，探究過程中的哪個方面（如問題、儀器、操作、現(xiàn)象、結(jié)論等）給你留下最深刻的印象？哪些地方讓你有產(chǎn)生了新的困惑？你能提出與同學(xué)分享嗎？

上述的問題一經(jīng)拋出，學(xué)生的觀點(diǎn)就層出不窮，學(xué)生1說：“老師，我對科學(xué)家為了看到微粒，沒想到顯微鏡的發(fā)明要經(jīng)過那么多的歷程感受最深”;學(xué)生2說：“老師，我對稱量一滴水的質(zhì)量及求算出一滴水中所含的水微粒的個數(shù)印象最深，沒想到微粒真的那么小，有點(diǎn)不可思議”;學(xué)生3：“老師，我對玻璃管中棉簽的實(shí)驗(yàn)裝置特別感興趣，沒想到一個裝置能有那么多用途”;老師老師，學(xué)生4搶著說：“我對玻璃管中棉簽?zāi)囊欢俗兗t色的預(yù)測錯了，但經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我明白了?！薄?/p>

是否有困惑呢？學(xué)生稍作討論，提出了如下的困惑，學(xué)生5說：“我們這一組同學(xué)對滴有濃鹽酸和濃氨水的棉簽分別靠近，在靠近濃鹽酸的一端產(chǎn)生白煙，感到困惑，到底是與微粒的何種性質(zhì)有關(guān)呢？可能還需要更深入的探究？”;學(xué)生6說：“在玻璃管中，酒精與水混合配制消毒酒精導(dǎo)致總體積變小，會不會存在液體與液體混合后，總體積不變或總體積變大的情況呢？”;生7說：“本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了微粒的三大特性，微粒還有沒有其它的特性呢？”……

由此可見，在結(jié)課環(huán)節(jié)中，只要反思性問題引導(dǎo)得當(dāng)，指向明確，留給學(xué)生較為充足的時間，學(xué)生的觀點(diǎn)就一定會層出不窮。由此也引發(fā)我們的思考，一節(jié)課中給學(xué)生留下深刻的印象越多或能引發(fā)學(xué)生進(jìn)行有價值的反思越深刻，深度學(xué)習(xí)的效果就越顯著。

反思追問2：（展示一瓶消毒酒精），此時此刻，假如將你化作一個酒精的微粒，在你的周圍，你會看到什么？

學(xué)生對這一擬人化的假設(shè)問題，興趣也比較濃厚，因?yàn)樗麄兿牖骶凭奈⒘?，進(jìn)入消毒酒精的溶液中探究竟，“老師，假如我是酒精的微粒，我將變得很小很小很小，我在不停地運(yùn)動，我看到水微粒也在運(yùn)動”，生1說;“老師，假如我是酒精微粒，我可以在水微粒間自由馳騁，但我感覺到我會與水分子發(fā)生碰撞的幾率非常高，我會經(jīng)常摔跤”，生2小聲地說;“老師，假如我是酒精微粒，我感覺到我的運(yùn)動速率比應(yīng)該水微粒的運(yùn)動快，我將跳出液面，跑到瓶子上方空氣的微粒的空隙中”，生3興奮地說;……其實(shí)，上述反思追問2就是對本節(jié)核心知識——微粒的三大性質(zhì)的鞏固復(fù)習(xí)，從學(xué)生的回答中有許多深層的思維在其中，我們覺得這樣的教學(xué)效果比機(jī)械地做題來得好。

反思追問3：請你繼續(xù)展開想象的翅膀，暢想一下：假如微粒不運(yùn)動，微粒間無空隙，這個世界將會變成何樣？

這一逆向反思性問題一經(jīng)拋出，學(xué)生的情緒更加高漲，“我們將聞不到花香、酒香、臭味，我們的世界將變得索然無味”“糖塊、食鹽將無法溶解在水中，我們將喝不到糖水及鹽水”“濕衣服永遠(yuǎn)無法晾干”“溫度計無法指示溫度的高低川物質(zhì)不會有三態(tài)變化”……平時，我們經(jīng)常從正向考查學(xué)生的知識點(diǎn)，過多培養(yǎng)的是學(xué)生的正向思維，如果從逆向進(jìn)行提問，學(xué)生的逆向思維可以得到訓(xùn)練，或許會收到不一樣的教學(xué)效果。

反思追問4：請小組合作，以黑板上的“物質(zhì)”“微粒”“很小”“運(yùn)動”“空隙”“溫度”“壓強(qiáng)”等關(guān)鍵詞，自主建構(gòu)本節(jié)知識結(jié)構(gòu)圖，可以賦予這些圖以生命的色彩。

學(xué)生很快就畫出各種各樣的涉及本節(jié)主要知識的結(jié)構(gòu)圖，有許多的創(chuàng)意設(shè)計，學(xué)生在自主展示作品的同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生一起去修正、完善、評價知識結(jié)構(gòu)圖，并與學(xué)生一起歸納本節(jié)課所涉及到的化學(xué)研究的方法（如宏微結(jié)合、定性定量、控制變量、微型化、綠色化等），同時提醒學(xué)生今后隨著學(xué)習(xí)的深入，本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)圖還會不斷地壯大。我們這樣設(shè)計的目的是讓學(xué)生將碎片化知識鏈接成結(jié)構(gòu)化知識，讓學(xué)生明白：盡管現(xiàn)在只有一節(jié)內(nèi)容，今后會從一節(jié)內(nèi)容到兩節(jié)內(nèi)容，從兩節(jié)內(nèi)容到一章內(nèi)容（如混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物、元素、分子、原子、離子等），從一章內(nèi)容再到跨章節(jié)，甚至跨學(xué)科學(xué)習(xí)，這樣，物質(zhì)與微粒間的知識結(jié)構(gòu)圖（或知識樹）會源源不斷地得到豐富和完善，從點(diǎn)到線，再到面，一張張知識的網(wǎng)絡(luò)在學(xué)生心中形成，非常的壯觀……

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[11]https：//wenku.baidu.com/view/91849ea30c22590102029de1.html

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于生活化情境的初中化學(xué)教學(xué)課例研究”階段性研究成果（編號：E-c/2020/04）。