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摘要:文章阐述了初中化学教学过程中引导学生进行深度学习的必要性,并结合具体的教学案例提出了深度学习的教学策略:教学设计单元整体化、学习内容结构化、问题探究情境化以及课堂教学活动项目化,有效培养学生的高阶思维和问题解决能力,促使学科核心素养落地。
关键词:深度学习;初中化学;教学策略;核心素养
一、提出问题
新课程注重学生问题解决能力的培养,许多教师尝试课堂教学模式的转型:从以“知识为中心”的教学转向为“以问题为中心”的教学。但是当前部分课堂却呈现这样的状况:从“满堂灌”转变成“满堂问”,出现教学过程中所设置的问题及学生对问题的讨论流于形式的现象,学生思维层次较浅,课堂教学实际仍以知识传授为主,难以促进学生核心素养的发展。中国工程院院士钱旭红指出:“教育的最大危机是教育质量支撑不了国家对于创造和创新的迫切需求。创新的载体是创造性人才,核心是科学性创造思维的培养,思维教育应该超越知识与技能”。什么样的学习才能真正培养学生的科学思维、学科观念和创新能力等,是值得一线教师深入思考的问题。
相较于浅层学习,深度学习是一种构建高阶思维、提升创新能力的学习。它是以解决真实复杂的问题为目的,以整合性知识为内容,批判性地学习新知识和新思想并融入原有认知结构,再迁移至新情境中,进而作出决策和解决问题的学习过程。“中学阶段的深度学习是在教师引领下,围绕着具有挑战性的学习主题所进行的一种独特的探索式学习方式。在这一过程中,学生掌握核心知识,理解学习过程,把握学科本质和思想方法,形成积极的内在学习动机、高级的社会性情感、积极的态度、正确的价值观。”
二、深度学习的教学策略
(一)教学设计单元整体化
2014年教育部印发的《关于全面深化课程改革落实立德树人任务的意见》明确提出,教育教学应该从知识本位向素养本位转变,构建以学生发展为本的课程体系,以满足社会对创新型人才的需求。未来人类所面临的真实问题将更具复杂性和综合性。只有将一个主题单元或教学单元作为整体进行教学设计时,才能更好地理解课程内容,挖掘教材本质,把握知识结构,掌握课程重难点,实现知识间和学科间的整合。而在此设计基础上进行的教学,可以突破传统教学中“只见树木不见森林”的课时思维,摒弃只关注零散知识的教学方式,注重学生认知的重构和完善,促进学生科学思维的发展,落实学科核心素养的培养。
1.知识单元教学设计整体化
例如,人教版初中化学第三单元“物质构成的奥秘”主要涉及分子、原子、离子、元素等基本概念,“正确理解这些基本概念,熟练运用化学用语,是学习元素化合物、化学实验和化学计算等其他知识的重要基础和工具。”第四单元“水的组成”和“化学式与化合价”则是在第三单元“物质构成的奥秘”学习基础上的延伸。教师可以以探究水的组成为载体,将分子、原子、化合价、化学式等基本概念和化学实验基本操作技能的学习贯穿其中,将这两个单元进行重组教学(图1),这样可以帮助学生更好地掌握“宏—微—符”三重表征,深刻认识结构与性质的关系,并能够宏微结合分析解释日常生活中的一些物质变化现象,深化学生的学科理解。
2.主题单元教学设计整体化
再比如,初中阶段学生所能学习的化学反应多数反应现象较为明显,而对于二氧化碳与水反应,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应和部分酸碱反应却无明显现象。对于这类反应的实验探究,可以整合成“探究无明显现象反应是否发生”为主题的实验探究,帮助学生建立正确的观念——化学反应无论是否有明显现象,都会呈现反应物减少或消失,生成物出现或增多的趋势。通过验证反应物的消失(减少)或者验证生成物出现的方法,可以将隐性的知识显性化。主题单元教学整体设计,通过指导学生对化学学科知识进行整合,实现对学科知识的内化和迁移,在这种深度学习的过程中,培养高阶思维和创新能力。
综上,单元整体教学设计通过教学内容的有机整合,建构知识的框架,挖掘知识所承载的化学学科思想和方法,是引导学生进行深度学习的一种有效策略,有助于培养学生的学科本质观、科学探究能力和科学思维与科学态度,促使学科核心素养的落地。
(二)学习内容结构化
1.知识内容结构化
深度学习并不排斥知识的传授,但是碎片化杂乱的知识很难被转化为素养能力。初中部分化学知识相对比较零散,例如,元素符号、元素化合价、物质分类、常见物质颜色与性质、化学反应现象、金属活动性顺序和酸碱盐性质,等等,然而这些知识点是构建化学学科知识的基础。对于部分知识内容的学习不应该是孤立的,而应该注重其逻辑结构,帮助学生形成完整的知识网络和系统的学科观念。例如,在物质分类的学习中,教师可以通过对生产生活中常见物质的分析比较,引领学生逐步建构系统化的知识网络结构(图2),引导学生学会归纳演绎,懂得迁移应用。
2.思维过程结构化
利用思维导图可以促使思维过程结构化,保持思维的不间断性,使相关联的知识成为有机统一的整体,帮助学生更好地整合新旧知识。例如,在《碳和碳的氧化物》的这一章节的复习中,教师可以利用碳和碳的氧化物结构化的思维导图(图3),引导学生建立认识物质世界的多维视角(图4):认识物质的物理性质和化学性质、认识物质的性质与其结构的关系、认识物质的用途与如何获取的方法,等等。利用思维导图将思维过程结构化呈现,有助于建立知识之间的关联,使学生的思维系统化、显性化,有利于课堂诊断与评价,优化学生的学习过程。
初中阶段化学学科内容较为繁杂,系统规划学习内容、建立不同知识之间的关联有助于学生理解核心知识、建构学科思维、形成系统观念,实现知识向核心素养的转化。因此,学习内容结构化是引导学生进行深度学习的一种有效策略。
(三)问题探究情境化
根据情境学习认知理论,将知识转化成问题,才能引起学生的思考,而将问题融入真实的情境中,才能更加有效地激发学生的认知需求。“知识问题化,问题情境化”的实践活动中,学生认知发展是身体、心理与环境互动的结果。适宜的真实情境有利于学生主动建构知识,积极探索思考,使学生在实践中体验知识的应用和拓展,激发学习兴趣,促进情感发展。如情境化教学模式(图5)所示,学生在真实情境的问题解决过程中逐步建构学科思维模型,有利于学生对知识的深度理解和高阶思维的发展。因此,通过提供真实且有意义的问题情境,培养学习者从理解知识解决学科情境问题到运用知识解决真实生活情境问题,最后创造知识解决学术情境问题的创新迁移,可以促进学生创造性思维的发展,有效提升学科核心素养。比如,在学习“水的净化”过程中,教师可以通过学生感兴趣的情境——探险家贝尔野外求生中获取水的视频,将本节课的核心知识(包括过滤、明矾吸附、活性炭吸附、蒸馏、煮沸、软硬水的区别等)呈现出来,再引导学生以小组为单位分析探究自来水厂的净水原理,最后将所学知识应用于新情境中的问题解决——利用身边的物质帮助遇险困在山上的人获取饮用水。再比如,学习“燃料的合理利用”时,可通过展示老北京铜火锅的结构设计——底部孔洞、顶部烟囱,或者通过“扇子扇动蜡烛熄灭、篝火却更旺”等情境,引导学生深度学习燃烧与灭火的原理。通过创设真实的问题情境,引导学生理解掌握核心知识,应用学科知识解决真实复杂的问题。在这一过程中学生亲历探究与协作,体会知识的转化、应用、迁移以及问题的解决等,实现深度学习。
(四)课堂教学活动项目化
传统的化学课堂教学活动一般较为机械和被动,普遍注重知识的获取,忽视学科思维和学科素养的培养。而化学本身是一门以实验为基础的学科,这就意味着化学课程的学习应创设系列有效的实验、观察、探究、思考、分析、再探究等活动,帮助学生实现知识的建构和能力的提升,即化学课程应体现学生的活动性。项目化活动学习打破以文本知识为中心的单一教学模式,充分发挥学生的主体性,促使学生积极参与各种探究活动和创新实践,让学生切身体验和感受科学探究的一般过程,养成独立思考的能力,同时也让学生深刻体会化学知识与生活生产的紧密联系,学会应用学科知识解决真实复杂的问题。
笔者在中考“元素化合物”专题复习中,以探秘去污渍神器“爆炸盐”为主题,引导学生开展项目化学习,学生在课前通过市场调查,查阅资料,调查问卷等形式了解到“爆炸盐”的成分、性质、用途和使用方法等。课堂教学过程中,笔者将该项目分解成如下三个子任务,通过任务驱动的形式强化学生的互动参与。
【任务1】验证“爆炸盐”的溶液成分及性质,学生通过小组讨论回顾过氧化氢溶液分解生成氧气以及碳酸钠的性质、碳酸根离子的检验方法,并亲自动手进行了探究实验的操作。
【任务2】测定“爆炸盐”中过氧碳酸钠的含量,学生通过小组合作讨论分析,设计其生成物氧气体积的测定和二氧化碳质量的测定。在保证测定准确性的前提下,学生展开了对氧气性质和二氧化碳性质的讨论归纳,并亲自动手进行实验来进行验证。
【任务3】小组讨论建构认识物质的一般程序。
从课堂反馈和学生参与度来看,学生在活动中表现出极大的兴趣,积极主动地参与到实验的设计与实施、实验现象的观察与比较、实验结果的分析与推理中,自主地进行模型建构。项目化学习可有效培养学生的发散性思维、批判性思维以及创新性思维,以行悟知、转知成慧,提升学生的学科核心素养。因此,课堂教学活动项目化也是引导学生深度学习的一种有效策略。
三、教学反思
深度学习的课堂是师生共同经历的一场智慧洗礼。知识是会被遗忘的,但是学习的方法和思维的模式是不会被遗忘的。教师在引导学生开展深度学习的时候,应注意以下几点:
第一,深度学习并不主张加大教学与学习的难度。情境的选取应尽可能与学生日常生活和社会实际联系,情境的创设应具有针对性和真实性,教学目标要符合学生的认知水平,对于学生难以理解的原理或技术问题,需进行情境重构。
第二,课后活动可以作为课堂教学的延伸,教学中的重要活动要符合学生认知能力发展的需求,要留足时间和空间让学生参与思考和体验,真正将知识内化成素养。
第三,教师要持续性地学习,提高自身的综合素质,深度理解学科内容,及时更新教学理念,适时调整教学策略,这样才能更好地引导学生进行深度学习。
参考文献
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