高中化學教學中深度學習模式探索

摘 要：化學學科是高中階段理科的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和實踐能力具有重要作用。然而，受應試教育的影響，高中化學教學中普遍存在重知識傳授、輕能力培養(yǎng)，重結論、輕過程，重死記硬背、輕理解內化等問題，導致學生學習興趣不高，知識難以遷移運用。為了改變這一狀況，需要在化學教學中實施促進學生深度學習的教學模式。深度學習強調在理解的基礎上，建立知識間的聯系，將知識遷移到新情境中，以解決問題。開展深度學習，有利于提高學生學習化學的興趣，培養(yǎng)科學思維和創(chuàng)新能力，促進學生的全面發(fā)展。文章將探討深度學習的內涵，并提出在高中化學教學中實施深度學習的策略，以期對教育教學實踐有所啟示。

關鍵詞：深度學習；高中化學；教學模式

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）44-0126-04

《普通高中化學課程標準（2022年版）》明確指出，高中化學課程要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，使其具備運用科學思想和方法參與公共事務、解決實際問題、服務社會發(fā)展的意識與能力。課程目標不僅強調對學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更加注重學科思維能力、科學探究能力、科學態(tài)度與責任的養(yǎng)成。深度學習不同于傳統的死記硬背、機械訓練，而是強調在理解的基礎上建構知識體系、發(fā)展高階思維能力。學生通過主動探究、協作交流、反思質疑等，融會貫通所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，形成積極的學習態(tài)度和科學價值觀。這與新課標倡導的學習方式和培養(yǎng)目標高度契合。

一、 深度學習的內涵

（一）深度學習的概念界定

對深度學習的內涵，國內外學者尚未形成統一認識。一些研究者認為，深度學習是一種理解性學習，強調建立知識間的內在聯系。另一些研究者則強調深度學習要達到分析、綜合和評價的高級認知層次。還有研究者從學習投入的角度看待深度學習，認為深度學習需要學習者全身心投入，表現出認知和情感的高度參與。綜合已有研究，目前國內對深度學習較為認可的定義是：在理解的基礎上，學習者能夠批判性地學習新的思想和事實，并將它們融入已有的認知結構中，能夠在眾多思想間建立聯系，并能夠將已有的知識遷移到新的情境中，以此作為問題決策和解決的一種學習方式。

（二）深度學習的特征

1. 強調理解

深度學習要以理解為基礎，不是簡單的知識重復和記憶，而是要理解知識的內在聯系和本質。學生需要深入探究知識的來龍去脈，挖掘知識生成的原因和規(guī)律，了解知識在實際生活中的應用。學生通過將新知識與已有經驗相聯系，建構起內在的認知結構，形成系統完整的知識網絡。這種理解不是表面的，而是一種觸及知識深層次的把握和洞見。它要求學生對知識進行加工和轉化，體悟知識的意義和價值。達成理解的過程往往是曲折的，學生要經歷掙扎和突破，突破舊有的思維定式，獲得新的視角和境界。

2. 關注核心概念

深度學習要聚焦學科的核心概念，幫助學生融會貫通，形成完整的知識體系。核心概念是學科知識的基石，對學科思維的形成具有關鍵作用。學生掌握了核心概念，就能縱橫捭闔、觸類旁通，對學科知識形成宏觀把握。然而，許多學生陷入概念理解的碎片化困境，只見樹木不見森林，不能在概念與概念之間建立聯系。因此，教師要引導學生圍繞核心概念，開展探究式學習，主動建構概念間的內在聯系。例如，在化學學科中，“化學反應”是一個核心概念，教師可以引導學生探究化學反應的類型、本質、影響因素等，幫助學生在宏觀、微觀和符號表征等不同層面理解化學反應。

3. 強調高階思維能力

深度學習要達到分析、綜合、評價等高級認知目標，培養(yǎng)學生的批判性思維、問題解決和創(chuàng)新能力。傳統教學中，學生的思維往往停留在記憶、理解等低階層面，難以培養(yǎng)深度思維能力。深度學習要突破這一局限，引導學生運用高階思維，透過表象看本質，提出創(chuàng)新性的問題和解決方案。例如，面對“酸雨的危害和治理”的問題，學生不能停留在對酸雨成因的死記硬背上，而是要學會從化學、環(huán)保、經濟、社會等多角度分析問題的復雜性，評估各種解決方案的可行性，權衡利弊，提出最優(yōu)決策。

4. 注重反思和元認知

深度學習強調學生在學習過程中的反思，要對學習進行計劃、監(jiān)控和調節(jié)，發(fā)展元認知能力。元認知是對認知的認知，是學生對自己的學習過程和結果進行思考和評價的能力。學生在學習前，要根據學習任務和自身情況，制訂適切的學習計劃。在學習中，要時刻監(jiān)控學習過程的進展情況，發(fā)現問題及時調整策略。學習后，要總結學習經驗，評估學習效果，規(guī)劃下一步的學習目標和改進措施。這種自我調節(jié)的過程有助于學生掌握學習的主動權，增強學習的針對性和有效性。

二、 高中化學教學中實施深度學習的策略

（一）整體設計，優(yōu)化教學內容

為了實施深度學習，教師要從教學目標、教學內容、教學策略、學習評價等方面進行整體規(guī)劃和設計。首先要根據課程標準，設定符合深度學習要求的教學目標，突出能力目標和情感態(tài)度目標。其次要優(yōu)化教學內容，圍繞學科核心概念，削減陳舊和零碎的知識點，增加綜合性、應用型的知識，加強不同知識之間的聯系和整合。再次要選擇和創(chuàng)新教學策略，突出學生的主體地位，引導學生主動探究和建構知識。最后要改進學習評價，采用多元評價方式，關注學習過程和情意表現，激發(fā)學生的學習動機。以高中化學必修第一冊“物質及其變化”章節(jié)為例，教師可以精選一些身邊的典型物質，如水、食鹽、氧氣、葡萄糖等，引導學生分析其組成和性質。通過這些具體而生動的案例，學生能夠加深對抽象概念的理解，提高學習興趣。教師還要注意聯系生活實際，如在講到水的三態(tài)變化時，可以引導學生思考：“為什么冬天池塘里的魚不會被凍死？”“氣溫升高會給沿海城市帶來哪些災害？”在講到化學反應時，可以補充一些食品化學的相關內容，如：“為什么切開的蘋果會變褐色？”“腌制咸菜的原理是什么？”這樣不僅能拓寬學生的視野，還能幫助學生認識化學的應用價值。同時，教師要適當刪減一些與主線關聯不緊密的零散知識點，把寶貴的課時留給學生進行探究性學習。在教學過程中，教師要創(chuàng)設有利于深度學習的環(huán)節(jié)，充分體現學生的主體地位。比如，在講到金屬活動性順序時，教師可以設計一個小實驗：請學生在鐵釘、銅片、鋅片、鎂帶中任選兩種金屬，加入稀鹽酸，觀察反應情況并分析原因。學生通過動手實踐、小組討論，在探究過程中主動建構知識，培養(yǎng)科學探究能力和合作交流能力。

（二）創(chuàng)設問題情境，引導主動建構

問題是深度學習的起點。教師要創(chuàng)設貼近學生生活實際的問題情境，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生主動思考和探究。例如，在教學“化學反應速率”時，可以設計“如何讓衣服上的果汁漬盡快褪去”的問題情境，引出影響化學反應速率的因素。問題情境要具有開放性，沒有標準答案，需要學生自主分析、綜合運用知識解決問題。在探究過程中，教師要啟發(fā)學生提出假設，設計實驗方案，通過親自動手操作或開展小組討論，獲得問題的解決方案。通過問題探究，學生建構了新的知識，發(fā)展了科學思維和實踐能力。在教學“化學反應速率”這一節(jié)時，教師可以先拋出一個貼近學生生活的問題情境：“同學們，夏天的時候，你們有沒有遇到過這樣的煩惱：喝果汁時不小心把果汁灑在衣服上，留下一塊難看的污漬。你們知道如何才能讓這塊污漬盡快褪去嗎？”這個問題一下子就吸引了學生的注意力，他們紛紛議論起自己的經驗：“我媽媽會用洗衣粉把衣服浸泡后再手搓”“我聽說用熱水洗比冷水洗效果好”“果汁漬用白醋擦拭后再清洗會很快就洗掉”……學生的這些經驗雖然道理不明，但都切中了影響化學反應速率的某些因素。教師順勢引出問題：“同學們的方法不約而同地體現了溫度、濃度、催化劑等因素對化學反應速率的影響。那么，這些因素是如何影響化學反應速率的呢？除了這些，還有哪些因素會影響化學反應速率？我們如何利用這些因素，讓衣服上的污漬‘快去快來’呢？”學生帶著這些問題，開始自主探究。學生通過提出假設、動手實驗、小組討論等探究過程，不僅掌握了影響化學反應速率的因素，而且培養(yǎng)了綜合運用知識解決實際問題的能力，感受到了化學與生活的密切聯系，學會了用化學的眼光分析生活中的現象。這樣的學習過程，讓枯燥的化學原理變得鮮活起來，學生的獲得感油然而生。

（三）突破重難點，化繁為簡

化學學科知識體系龐雜，概念抽象，學生容易感到枯燥和困難。要實現深度學習，教師需要幫助學生突破重點和難點，化繁為簡。一方面，教師要把握教材的邏輯結構，通過概念圖、表格等方式，幫助學生梳理知識間的內在聯系，構建系統的認知結構。另一方面，要善于用形象化、生動化的方式講解抽象概念，如用實物模型演示微觀粒子的運動，使學生直觀地理解微觀世界。在教學“電離平衡”這一節(jié)時，教師面臨的主要難點是：電離平衡涉及的概念比較抽象，如電離、水解、電離常數、溶度積常數等；電離平衡的計算比較復雜，學生容易感到困惑。為了幫助學生突破這些難點，教師需要采取一些有針對性的策略。首先，教師要幫助學生梳理電離平衡的基本概念。教師可以用思維導圖的方式，把電離平衡的相關概念如電解質、非電解質、強電解質、弱電解質、電離度等制成一張清晰的概念圖。通過這張概念圖，學生可以一目了然地看出各個概念之間的關系，厘清電離平衡的基本理論框架。其次，教師要用形象化的方式講解抽象的微觀概念。比如，在講解電離平衡的動態(tài)過程時，教師可以利用多媒體動畫，生動地展示電離和復合這兩個過程是如何同時進行、最終達到動態(tài)平衡的。在講解水解平衡時，教師可以準備兩個燒杯，一個裝有清水，代表水；另一個裝有硫酸銅溶液，代表電解質溶液。然后向兩個燒杯中分別滴加幾滴酚酞溶液，學生會觀察到清水燒杯中溶液變紅，而硫酸銅溶液燒杯中溶液不變色。通過這個簡單的演示實驗，學生可以直觀地感受到水解作用導致溶液pH發(fā)生變化。再次，教師要加強概念辨析，幫助學生區(qū)分容易混淆的概念。以“電離”和“水解”這兩個概念為例，很多學生容易將它們混為一談。教師可以用對比的方式，說明兩個概念的異同：“電離和水解都是電解質在水溶液中的反應，但電離是電解質本身與水反應，如NaCl電離成Na+和Cl-；而水解是電解質的陰陽離子與水反應，如CO2-3與水反應生成HCO-3和OH-。電離可以理解為電解質的‘自發(fā)分解’，而水解可以理解為離子與水的‘互換分解’?！蓖ㄟ^對比分析，學生能夠準確把握兩個概念的內涵。最后，針對電離平衡計算這一難點，教師要化繁為簡，提供解題思路。電離平衡的計算涉及電離常數、溶度積常數、pH值等多個參數，學生常常不知從何入手。教師可以歸納出一個通用的解題模板：①寫出電離平衡方程式；②列出平衡常數表達式；③根據題目條件，設出未知量，并建立關系式；④聯立方程組，解出未知量；⑤判斷結果的合理性。教師帶領學生一起練習幾個典型題，厘清解題思路后，學生便能舉一反三，觸類旁通。教師要用概念圖梳理知識脈絡，用直觀形象的方式講解抽象概念，用對比辨析的方法區(qū)分易混概念，用歸納演繹的思路化解計算難題。唯有這樣，才能幫助學生突破障礙，實現對知識的深度理解和靈活運用。

（四）加強校本實踐，關注學以致用

在化學課堂教學中，教師要注重為學生創(chuàng)設開展實踐活動的機會，引導學生將所學知識應用到解決實際問題中去。課堂內外都有許多資源可以利用，關鍵是要發(fā)揮創(chuàng)意，設計出貼近學生生活、激發(fā)學生興趣的實踐活動。在課堂內，教師可以結合教學內容，設計一些與生活密切相關的實驗項目。比如，在學習材料化學時，教師可以帶領學生制作自己的洗發(fā)水。學生先根據頭發(fā)的性質，研究洗發(fā)水的配方，選擇表面活性劑、增稠劑等化學原料，然后親自動手將原料混合、加熱，最終得到一瓶自制洗發(fā)水。學生在制作過程中，不僅要運用所學的有機化學、膠體化學知識，還要考慮成本、安全、環(huán)保等因素。他們看到化學品不再是實驗室里的危險物品，而是生活中隨處可見的日用品，化學反應也不再是課本上抽象的方程式，而是神奇的變化過程，由此對化學產生濃厚的興趣。教師還可以充分利用信息技術，引入虛擬實驗和模擬實踐。利用虛擬現實、增強現實等技術，學生可以在課堂上模擬化工廠的生產流程，體驗化學工程師的工作情境，了解化學技術在現實生活中的應用。雖然是虛擬實踐，但也能讓學生身臨其境地感受化學的魅力。此外，網上有許多開放的實驗教學資源，學生可以利用慕課、教學視頻等，在課后進行拓展學習，動手做一些課堂上受條件限制無法完成的實驗項目。

（五）實施形成性評價，激發(fā)學習動機

在傳統的化學教學中，學生的學習效果主要由期中、期末考試的成績來評判。這樣的總結性評價容易導致學生采取應試策略，注重題海戰(zhàn)術和考前突擊，而忽視了知識的理解和應用。為了促進學生的深度學習，教師必須改進評價方式，實施形成性評價。形成性評價貫穿于教學的全過程，關注學生在學習過程中的表現。它不僅考查學生對知識的掌握情況，更重視學生在情感、態(tài)度、能力等方面的發(fā)展。在形成性評價中，教師要及時捕捉學生學習狀態(tài)的變化，給予恰當的指導和反饋。當學生遇到困難時，教師要幫助他們找出問題的癥結，而不是簡單地給出標準答案；當學生取得進步時，教師要給予積極的鼓勵和肯定，增強其學習信心。形成性評價的內容和方式應該是多元的、開放的。除了筆試，教師還可以采取口試、實驗操作、課堂表現、學習筆記等多種評價手段。評價要關注學生的獨特見解和創(chuàng)新表現，鼓勵學生從不同角度分析問題，提出自己的觀點。教師可以設置一些開放性的問題，引導學生進行探究和討論。在評價學生的學習成果時，教師不能拘泥于標準答案，而要欣賞學生在思考過程中的創(chuàng)造力和想象力。學生的自評和生生互評也是形成性評價的重要方式。教師要引導學生主動反思自己的學習過程，總結收獲和不足。可以提供一些自評量表和反思日志模板，幫助學生梳理學習經歷。學生通過自評，能夠更清楚地認識自己的學習需求和目標。同學之間的互評有助于相互學習和啟發(fā)。學生在為他人提供反饋的過程中，也會反思自身，獲得新的認識。教師還可以組織學生進行小組互評，共同探討學習中的疑點和難點。良性的競爭和協作，能夠激發(fā)學生的集體榮譽感和團隊意識。

三、 結論

綜上所述，在高中化學教學中推行深度學習，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力的必由之路。深度學習強調以學生發(fā)展為中心，注重學習過程和情感體驗，倡導自主、探究、合作的學習方式，提倡批判性和創(chuàng)造性思維，強調知識的理解、整合和應用，這與新課標的理念高度吻合。隨著人工智能時代的來臨，社會對創(chuàng)新型科技人才的需求日益迫切。化學學科是自然科學的基礎，與現代工農業(yè)、材料、能源、制藥、環(huán)保等領域息息相關。推行深度學習，讓學生經歷科學探究的過程，感悟化學學習的意義，必將點燃學生的科學夢想，播撒創(chuàng)新的火種。

參考文獻：

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作者簡介：王國平（1974～），男，漢族，甘肅隴南人，甘肅省徽縣第一中學，研究方向：高中化學教育教學。