基于深度學(xué)習(xí)的有機化合物大單元教學(xué)設(shè)計*

汪自真，任洪臣，姜 楓，欒 芳**

(1.佳木斯大學(xué) 藥學(xué)院化學(xué)化工系，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯市第一中學(xué)，黑龍江 佳木斯 154002)

隨著我國教育改革的發(fā)展，以學(xué)科育人為目標開展的學(xué)科知識教學(xué)更加趨于多元化和交叉化，其高度重視學(xué)科的知識融合和跨學(xué)科的系統(tǒng)性，要求學(xué)生有縝密理科思維與文化素養(yǎng)必備的能力，形成結(jié)構(gòu)化知識和解決具體問題的思想和方法[1]。傳統(tǒng)的“單元教學(xué)”是專家和學(xué)者根據(jù)學(xué)生的成長的一般發(fā)展規(guī)律按著教學(xué)計劃設(shè)計的教學(xué)方案。為貫徹落實國家教育改革，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提高對深度學(xué)習(xí)的重視程度，進一步落實課程標準對學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的要求[2]，采用大單元教學(xué)設(shè)計，用一體化的思維組織單元教學(xué)，改善當(dāng)前學(xué)科知識點碎片化、學(xué)習(xí)方式表面化、師生對話膚淺化以及三維目標虛化等問題[3]。在實際課堂教學(xué)中，教學(xué)目標的實現(xiàn)與教學(xué)策略、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施過程密不可分。因此，為達到培養(yǎng)核心素養(yǎng)的目標，培養(yǎng)全面發(fā)展的人，我們基于深度學(xué)習(xí)理論對人教版高中化學(xué)必修第二冊第七章“有機化合物”進行大單元教學(xué)設(shè)計?；谏疃葘W(xué)習(xí)的大單元設(shè)計可以有效幫助學(xué)生理解學(xué)科知識具體內(nèi)容背后更本質(zhì)的思想與方法，促進化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1 基于深度學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)內(nèi)涵

1.1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)最初是美國學(xué)者弗倫斯·馬頓和羅杰·薩爾喬[4]根據(jù)學(xué)生對學(xué)術(shù)文章閱讀過程和結(jié)果的實驗研究而提出的，這是第一次以深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)定義了兩種學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)也稱作深層學(xué)習(xí)，是區(qū)別于淺層學(xué)習(xí)的一種強調(diào)培養(yǎng)學(xué)習(xí)者更高的認知水平、技能，培養(yǎng)高水平的高階思維和情緒活動的學(xué)習(xí)方式。比格斯[5]認為，淺層學(xué)習(xí)采用的是低水平認知處理，是簡單記憶或者是機械記憶，而深度學(xué)習(xí)意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解層面上以教育為基礎(chǔ)的高級學(xué)習(xí)。深度訓(xùn)練與淺層訓(xùn)練相對應(yīng)，包括高水平或能動性的的認知過程。這種理解集中在現(xiàn)有知識和經(jīng)驗之間的聯(lián)系，反映了學(xué)生在本身已有知識結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有的學(xué)習(xí)內(nèi)容所展示出的質(zhì)疑反饋，更多的是關(guān)注知識之間的邏輯關(guān)系[6]。威廉和芙洛拉·休利特[7]對深度學(xué)習(xí)進行討論，研究認為，深度學(xué)習(xí)是學(xué)生在日常生活和未來學(xué)習(xí)中所需要的基本能力，這也是學(xué)生們在生活中必須具備的生活手段。這些能力可以使學(xué)生在處理學(xué)習(xí)和生活上的問題時事半功倍。學(xué)科視域下的深度學(xué)習(xí)是以構(gòu)建“有意義學(xué)習(xí)”為目的的學(xué)習(xí)方式，在記憶的基礎(chǔ)上理解、整合、歸納、掌握運用，在此基礎(chǔ)上深化知識的聯(lián)系，融會貫通，借以生成解決新問題的能力。

深度學(xué)習(xí)的性質(zhì)主要由四個方向決定[8]。首先，強調(diào)教育內(nèi)容的有機重組。內(nèi)容重組與學(xué)習(xí)過程整合是深度學(xué)習(xí)的兩個主要部分。內(nèi)容重組是各種信息的集成，包括舊新知識的融合和多學(xué)科知識的整合；過程整合是認知和認知策略的整合。其次，專注于學(xué)習(xí)過程和建設(shè)性的思考。只有塑造學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)，通過知識的同化和適應(yīng)能力使學(xué)生產(chǎn)生認知能力，才能使學(xué)生構(gòu)建知識體系的能力不斷地適應(yīng)和擴展。這不僅需要學(xué)生有主動設(shè)計的意識，而且需要有豐富的經(jīng)驗和懷疑的精神。學(xué)生積極地評估新的知識，將新知識的認知結(jié)構(gòu)的變化轉(zhuǎn)化為自己可以理解的，這是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中關(guān)于是否掌握深度學(xué)習(xí)的根本區(qū)別。再次，建設(shè)性思考是深度學(xué)習(xí)的中心。學(xué)生通過對新知識的積極理解和判斷，利用現(xiàn)有的認知結(jié)構(gòu)來質(zhì)疑和分析新知識并塑造自我意識，然后融入現(xiàn)有的認知結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造新的知識序列。在教育學(xué)生的過程中，教師必須不斷構(gòu)建反省的意識，不斷地進行自審、檢驗舊知識、形成新系統(tǒng)。最后，提高學(xué)生運用遷移思維去解決問題的能力。深度學(xué)習(xí)的最終目標是用知識構(gòu)建新的思維，學(xué)會解決與生活相關(guān)的真實問題。

1.2 大單元教學(xué)的內(nèi)涵

單元教學(xué)很早就有人在研究，但一直在斷斷續(xù)續(xù)地發(fā)展。最初，單元是作為課程學(xué)習(xí)的單位而言的，即與教科書相對的活動課程的單位，后來，“單元”發(fā)展成以主題為單位組織學(xué)習(xí)，相當(dāng)于綜合學(xué)習(xí)的一個單位。隨著研究的發(fā)展，單元在不同的學(xué)者眼里有著不同的理解，但都關(guān)注著學(xué)科知識與學(xué)生經(jīng)驗之間的關(guān)系。這意味著單元教學(xué)不僅僅是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的一個途徑，也是學(xué)生利用自身經(jīng)驗建構(gòu)知識的一個途徑。而大單元區(qū)別于“單元”，大單元之“大”是相較于之前所說的單元而言的，在此基礎(chǔ)之上以大概念、大任務(wù)、大問題和大項目等為統(tǒng)攝中心，因此大單元教學(xué)更有利于學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的關(guān)鍵能力，培養(yǎng)必備品格[9]。從深度學(xué)習(xí)的理論來看，深度教學(xué)本身就是一種知識的整合和重組的再提升，其與新課標中所倡導(dǎo)的核心素養(yǎng)是不謀而合的。如何更好地將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落地于實踐，基于深度學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)不失為一種重要的教學(xué)方式。

2 基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)案例設(shè)計

2.1 “有機化合物”內(nèi)容分析

以人教版高中化學(xué)必修第二冊第七章“有機化合物”為教學(xué)內(nèi)容，是高中化學(xué)必修內(nèi)容，學(xué)生需要學(xué)習(xí)的有機物質(zhì)包含甲烷和烷烴、乙烯和苯、乙醇和乙酸，以及糖類、油脂和蛋白質(zhì)等其他營養(yǎng)物質(zhì)。有機化學(xué)的基礎(chǔ)知識是中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，學(xué)生掌握系統(tǒng)的有機化學(xué)基礎(chǔ)知識，可以加深對化學(xué)知識的全面理解。有機化學(xué)知識與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密，學(xué)習(xí)并掌握有機物質(zhì)的性質(zhì)及其制備實驗?zāi)芎芎玫乜疾閷W(xué)生的綜合能力[10]。學(xué)生掌握有機物質(zhì)的概念和性質(zhì)，同時了解有機化學(xué)的基本原理和理論思維，這需要教師為學(xué)生搭建將化學(xué)知識與日常生活聯(lián)系起來的橋梁。

在高中化學(xué)必修第二冊有機化合物的學(xué)習(xí)階段中，學(xué)生要學(xué)習(xí)的有機物質(zhì)的相關(guān)特性和概念如下：有機物中的碳的成鍵特點、烷烴、分子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式、有機反應(yīng)書面書寫規(guī)則、烷烴的取代反應(yīng)，烯烴的氧化和加成反應(yīng)，乙醇和乙酸的酯化反應(yīng)，幾種聚丙烯的應(yīng)用糖類、蛋白質(zhì)、油脂。以建立框架的方式梳理這些知識，如圖1所示。

圖1 有機化合物基本理論框架圖

以這種方式介紹知識的好處在于，它們能更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的基本理論和概念。但這意味著會給部分初學(xué)者帶來學(xué)習(xí)上的不適應(yīng)[11]。這也要求教師將深層次教學(xué)的想法融入有機化學(xué)課程中，幫助學(xué)生們構(gòu)建屬于自己的有機化學(xué)系統(tǒng)。為了應(yīng)試，學(xué)生通過記憶而不是建構(gòu)來習(xí)得知識；頭腦中的知識多為淺表性和三點式的，而非結(jié)構(gòu)化的[12]。為了充分實現(xiàn)該部分內(nèi)容的文化功能，教師可以打破書本教材的限制，拆解和重建課程單元并創(chuàng)建課程單元，使學(xué)生更好地進行深度學(xué)習(xí)。通過上述分析，可以將“有機化合物”大單元教學(xué)設(shè)計劃分為三部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，如表1所述。

表1 有機化合物教學(xué)單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容

在新課程標準的指導(dǎo)下，本文制定有助于深化基礎(chǔ)教育的課程計劃，并將該策略納入到教學(xué)課程中，以提高學(xué)生的深度學(xué)習(xí)有機化合物的興趣。

2.2 學(xué)情分析

大單元教學(xué)設(shè)計下的教學(xué)案例——“乙醇”的教學(xué)設(shè)計需要準確判斷和分析學(xué)情發(fā)展，如表2所示。

表2 學(xué)生原有基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)難點和深度學(xué)習(xí)核心素養(yǎng)發(fā)展重點

2.3 教學(xué)模式

教學(xué)設(shè)計的流程圖如圖2所示。

圖2 教學(xué)設(shè)計流程圖

2.4 教學(xué)設(shè)計

以乙醇為例，詳細教學(xué)設(shè)計見表3。

表3 乙醇的教學(xué)設(shè)計

3 結(jié)論

我們通過對深度學(xué)習(xí)和大單元的內(nèi)涵的梳理，以人教版高中化學(xué)必修二第七章“有機化合物”為例，進行了基于深度學(xué)習(xí)的大單元教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計案例選用學(xué)生親身經(jīng)歷的疫情為素材創(chuàng)設(shè)情境，在大單元教學(xué)過程中，科學(xué)的深度學(xué)習(xí)可有效地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生主動的獲得更多的化學(xué)知識。研究表明，在深度學(xué)習(xí)指導(dǎo)下的高中教學(xué)課堂更有助于體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，加強教師的主導(dǎo)作用，促進學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解，從更多方面引導(dǎo)學(xué)生投入課堂活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

同時，教師應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)自身深度學(xué)習(xí)的能力，提升自身素養(yǎng)，深入理解教材與學(xué)情分析，合理的設(shè)計出符合學(xué)生自身學(xué)習(xí)水平的教學(xué)過程，賦予學(xué)生明確的化學(xué)知識與應(yīng)用價值，為學(xué)生發(fā)展深度學(xué)習(xí)營造學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)的宗旨是為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，在深度教學(xué)主題中可以很好地提高學(xué)生的參與度與專注度，能夠更好的促進學(xué)生提高化學(xué)成績，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。