何翔

摘要：分析了深度學(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵，對深度學(xué)習(xí)在化學(xué)學(xué)科應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理分析，提出了促進(jìn)學(xué)生化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí)；化學(xué)概念；教學(xué)策略

文章編號：1005–6629（2017）7–0026–05 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

隨著信息時代和知識經(jīng)濟(jì)時代的來臨，社會需要學(xué)習(xí)者能夠深度加工知識信息、解決真實復(fù)雜問題、形成高階思維能力。如何促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和培養(yǎng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)能力，將成為未來教育改革發(fā)展的重要課題[1]。作為學(xué)習(xí)科學(xué)的重要分支，深度學(xué)習(xí)的研究已由來已久，1976年美國學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo在“學(xué)習(xí)的本質(zhì)區(qū)別：結(jié)果和過程”一文中根據(jù)學(xué)習(xí)者獲取和加工信息的方式將學(xué)習(xí)者分為深度水平加工者和淺層水平加工者，首次提出并闡述了深度學(xué)習(xí)的概念[2]。此后，許多研究者開始關(guān)注深度學(xué)習(xí)，Biggs和Collis（1982）、Ramsden（1988）、Entwistle（1997、2001）等學(xué)者都從不同角度發(fā)展了深度學(xué)習(xí)的相關(guān)理論[3]。而在國內(nèi)，自從2005年何玲、黎加厚對深度學(xué)習(xí)理論進(jìn)行了相關(guān)介紹以來，國內(nèi)對深度學(xué)習(xí)的研究越來越重視，學(xué)者們分別從深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵、評價、教學(xué)策略、翻轉(zhuǎn)課堂對深度學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究。

化學(xué)概念是將化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實經(jīng)過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理性知識，反映著化學(xué)現(xiàn)象及事實的本質(zhì)，是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)[4]。長期以來，在化學(xué)概念教學(xué)實踐中一線教師形成了“提出問題、提供實驗或事實、分析總結(jié)下定義、應(yīng)用鞏固練習(xí)”的教學(xué)模式，這樣的概念教學(xué)模式縱然使教學(xué)遵循了認(rèn)識的一般規(guī)律，卻忽視了化學(xué)概念及其教學(xué)的獨特性和內(nèi)在規(guī)律，教學(xué)中容易出現(xiàn)將概念的定義硬性灌輸給學(xué)生、對概念的死記硬背和機(jī)械應(yīng)用的弊端[5]，概念教學(xué)停留于淺層學(xué)習(xí)層面。深度學(xué)習(xí)注重知識理解與批判、聯(lián)系與構(gòu)建、遷移與應(yīng)用，因此教師的教學(xué)策略若能夠有效地促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)概念進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，就能夠使其深度理解和掌握化學(xué)概念的內(nèi)涵和意義?；谏鲜龅睦碚摲治觯疚氖紫扔懻摿松疃葘W(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵，介紹了國內(nèi)化學(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了促進(jìn)學(xué)生化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

1 深度學(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵

對于什么是深度學(xué)習(xí)，國內(nèi)外還未形成統(tǒng)一的界定。目前，國內(nèi)對于深度學(xué)習(xí)認(rèn)可度較高的定義是：在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實，并將它們?nèi)谌胍延械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間建立聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，以此作為問題決策和解決的一種學(xué)習(xí)方式[6]。

作為知識經(jīng)濟(jì)時代背景下的一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)理念，深度學(xué)習(xí)是伴隨著淺層學(xué)習(xí)而提出的。深入理解深度學(xué)習(xí)的概念內(nèi)涵有必要從學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、思維層次、學(xué)習(xí)動機(jī)、建構(gòu)反思等角度將其與淺層學(xué)習(xí)進(jìn)行對比，表1是筆者根據(jù)相關(guān)研究者對深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)比較得出的成果[7，8]進(jìn)行分析整合而得出的，從表1可以發(fā)現(xiàn)與淺層學(xué)習(xí)相比，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用、分析、綜合、評價等較高的認(rèn)知目標(biāo)層次，關(guān)注核心知識和概念的理解，強(qiáng)調(diào)高階思維能力的培養(yǎng)即批判性思維能力、問題解決能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力；在學(xué)習(xí)行為和狀態(tài)方面強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中的反思與元認(rèn)知，重視學(xué)習(xí)的遷移運用和問題解決，能夠全身心、主動地投入?？偟膩碚f，深度學(xué)習(xí)是一種學(xué)習(xí)者主動、基于理解、以高階思維發(fā)展為目標(biāo)的學(xué)習(xí)。在現(xiàn)實學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常停留于淺層學(xué)習(xí)的層面，在需要深度學(xué)習(xí)的地方往往進(jìn)行淺層學(xué)習(xí)，因此有必要關(guān)注深度學(xué)習(xí)并進(jìn)行實踐。

2 化學(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)的研究分析

搜索相關(guān)的文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)：理論研究和教學(xué)研究是目前化學(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)研究的兩個視角。理論研究方面，研究者主要從化學(xué)教學(xué)中深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵[9]、影響深度學(xué)習(xí)進(jìn)行的成因[10]、深度學(xué)習(xí)與深度教學(xué)的關(guān)系[11]等進(jìn)行研究。關(guān)于深度學(xué)習(xí)教學(xué)研究的文獻(xiàn)可以分為兩類：一類是基于課例進(jìn)行教學(xué)探索，如“甲烷”[12]、“乙醇”[13]、“物質(zhì)”[14]等；另一類是相關(guān)教學(xué)策略的經(jīng)驗總結(jié)[15～17]。分析研究成果，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的化學(xué)教育研究者已經(jīng)開始重視深度學(xué)習(xí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究，然而已有的研究如教學(xué)策略等更多地針對一般性的化學(xué)教學(xué)實踐，缺少將深度學(xué)習(xí)理念應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)某一領(lǐng)域如概念教學(xué)或?qū)嶒炋骄孔鬏^為深入的研究。

化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的重要方面，其是指學(xué)習(xí)者在理解的基礎(chǔ)上歸納、掌握、運用，結(jié)合已有認(rèn)知經(jīng)驗，批判性地接受和學(xué)習(xí)化學(xué)概念，建立化學(xué)概念間相互聯(lián)系的一種學(xué)習(xí)方式，其強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者高階思維和問題解決能力的提升。依據(jù)化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵、發(fā)現(xiàn)化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)具有以下特征：注重核心概念的理解、強(qiáng)調(diào)新舊概念的聯(lián)系與整合、著意概念學(xué)習(xí)過程的反思、重視概念學(xué)習(xí)的遷移運用?？梢?，化學(xué)概念的深度學(xué)習(xí)對教師的教學(xué)提出了更高的要求。

3 促進(jìn)學(xué)生化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

本文結(jié)合筆者多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，針對化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的主要特征，總結(jié)提煉了如下的促進(jìn)學(xué)生化學(xué)概念深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

3.1 全面分析概念教學(xué)價值，確定培養(yǎng)學(xué)科觀念和思維的教學(xué)目標(biāo)

深度學(xué)習(xí)是一種基于高階思維發(fā)展的理解性學(xué)習(xí)，注重深度理解是深度學(xué)習(xí)的典型特征[18]。倪娟指出部分化學(xué)教師在開展概念教學(xué)時有以下幾種不良狀況：一字不差，死板教條型；把握不住，模棱兩可型；縮手縮腳，不敢越雷池半步型；過度操作，弱化思維型等[19]，上述的概括準(zhǔn)確而形象地描述了中學(xué)教師進(jìn)行概念教學(xué)的現(xiàn)狀。筆者認(rèn)為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是教師以應(yīng)試為目標(biāo)進(jìn)行概念教學(xué)，并沒有以發(fā)展學(xué)生高階思維、促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)為教學(xué)目標(biāo)。以“電解質(zhì)、電離”為例，教師在開展這部分內(nèi)容的教學(xué)時往往將重點放在剖析電解質(zhì)的物質(zhì)類別（屬于化合物，而不是混合物或單質(zhì)），并輔以大量的訓(xùn)練，個別練習(xí)如下：

例1 現(xiàn)有下列物質(zhì)：①H2SO4 ②液氨 ③氨水 ④銅 ⑤氯化鈉 ⑥石墨 ⑦氫氧化鋇⑧二氧化硫 ⑨水 ⑩Na2O 1 1鹽酸 1 2乙醇

根據(jù)有關(guān)概念回答下列問題：

（1）屬于電解質(zhì)的是 。（2）屬于非電解質(zhì)的是 。

例2 下列關(guān)于電解質(zhì)的說法正確的是：

A.銅能夠?qū)щ姡糟~是電解質(zhì)

B.氯化鈉固體不能導(dǎo)電，所以氯化鈉固體不是電解質(zhì)

C.氯化鈉溶液能導(dǎo)電，所以氯化鈉溶液是電解質(zhì)

D.蔗糖溶液不導(dǎo)電，蔗糖是非電解質(zhì)

不難發(fā)現(xiàn)，若僅從物質(zhì)類別的角度進(jìn)行“電解質(zhì)、電離”的教學(xué)，學(xué)生認(rèn)知水平停留在較低的“記憶”層次，所涉及的是機(jī)械記憶、簡單提取等低階思維活動，不能發(fā)展學(xué)生的高階思維，尚未進(jìn)入深度學(xué)習(xí)的層面。在概念教學(xué)中進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，首先需要教師準(zhǔn)確分析化學(xué)概念的教學(xué)價值、思考概念知識對學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的作用，從發(fā)展學(xué)生高階思維能力、促進(jìn)學(xué)生深度理解化學(xué)概念的角度來確定目標(biāo)。以“電解質(zhì)、電離”為例，電解質(zhì)、電離概念的建立，使學(xué)生從微觀角度認(rèn)識物質(zhì)在水溶液中的存在狀態(tài)及行為，學(xué)生對溶液的認(rèn)識從宏觀進(jìn)入微觀水平，能夠幫助學(xué)生對溶液具有導(dǎo)電性原因有準(zhǔn)確的認(rèn)識[20]。電解質(zhì)、電離概念的學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的微粒觀，使學(xué)生從微觀的視角認(rèn)識溶液和溶液中的反應(yīng)，也為學(xué)生認(rèn)識溶液中離子反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。因此概念的教學(xué)價值應(yīng)該是幫助學(xué)生培養(yǎng)學(xué)科觀念、發(fā)展學(xué)科思維、豐富學(xué)科認(rèn)識進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，教師應(yīng)該基于概念的教學(xué)價值進(jìn)行教學(xué)設(shè)計?；谏鲜龅恼J(rèn)識，可以確定這部分內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生認(rèn)識到溶液中存在自由移動的離子，正確認(rèn)識溶液的導(dǎo)電性，能從微觀和宏觀相結(jié)合的視角分析電解質(zhì)在溶液中的行為。

3.2 探查學(xué)生的前概念，關(guān)注學(xué)生的認(rèn)識偏差，促進(jìn)其形成正確的概念

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)基于已有認(rèn)知經(jīng)驗的學(xué)習(xí)內(nèi)容的有機(jī)整合，因此教師在進(jìn)行化學(xué)概念教學(xué)時需要關(guān)注學(xué)生的前概念。美國教育心理學(xué)家奧蘇伯爾說過：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話，那么我將一言以蔽之曰：影響學(xué)習(xí)的唯一重要因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么。要探明這一點并據(jù)此進(jìn)行教學(xué)。[21]”這說明學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和頭腦中的前概念是教學(xué)設(shè)計的起點。研究者把學(xué)習(xí)者對科學(xué)現(xiàn)象和科學(xué)概念的一些由自己的感性認(rèn)識得出的理解和想法稱為前概念[22]。前概念中既有錯誤的成分，又有正確的成分。前概念中錯誤的成分使學(xué)生不能準(zhǔn)確地建構(gòu)新知，妨礙新知識的理解，影響對新概念的準(zhǔn)確把握，還會導(dǎo)致其產(chǎn)生錯誤的新概念。學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念具有廣泛性、膚淺性、頑固性、自發(fā)性、特異性、表象性、遷移性和隱蔽性等特征[23]。因此促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)概念的深度學(xué)習(xí)需要了解學(xué)生頭腦中存在的錯誤前概念。

如在必修1“電解質(zhì)、電離”概念的教學(xué)之前，筆者通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生存在如下前概念：溶液能導(dǎo)電是因為在電流的作用下解離出陰陽離子，氯化鈉是由氯化鈉分子構(gòu)成的，水分子能解離出氫離子和氧離子，將水的解離和水的電解概念混淆，鹽酸的導(dǎo)電能力強(qiáng)于醋酸，溶液能導(dǎo)電是因為存在電子等。針對上述的錯誤認(rèn)識，筆者充分運用溶液導(dǎo)電性實驗，設(shè)置了如下一些問題關(guān)注學(xué)生的認(rèn)識偏差：①銅在日常生活中可以做導(dǎo)線，原因是什么？②氯化鈉固體是由什么微粒構(gòu)成的，能導(dǎo)電嗎？演示實驗1：將電極插入食鹽固體中，觀察小燈泡的明暗程度。③演示實驗2：向氯化鈉固體中加水，可以發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮了，說明氯化鈉溶液可以導(dǎo)電，從微粒變化的角度解釋原因。④要想使緊密排列的鈉離子和氯離子能夠自由移動，除了在水分子的作用下，還有其他什么方法能克服陰陽離子之間的靜電作用嗎？演示實驗3：將電極插入熔融的氯化鈉中，觀察燈泡的明暗程度。通過上述的問題及演示實驗，課堂教學(xué)中關(guān)注并糾正學(xué)生已有的認(rèn)識偏差。因此促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)概念的深度學(xué)習(xí)，教師需要思考學(xué)習(xí)新概念前學(xué)生具有哪些已有認(rèn)識，如何探查學(xué)生已有的前概念，特別是其中錯誤的成分，了解學(xué)生對理解新概念存在的思維障礙，根據(jù)探查的結(jié)果設(shè)計教學(xué)過程關(guān)注并糾正學(xué)生已有的認(rèn)識偏差，促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)概念的深度學(xué)習(xí)。

3.3 創(chuàng)設(shè)促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展特別是高階思維發(fā)展的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動幫助學(xué)生理解概念

學(xué)生在化學(xué)概念學(xué)習(xí)的過程中，最關(guān)鍵的在于通過思維去理解概念的意義、內(nèi)涵和本質(zhì)。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念絕不僅僅是在事實水平上對概念的文字形式上定義的重復(fù)，而是通過積極的思維活動對各種各樣的具體實例進(jìn)行分析、概括，從而把握同類事物關(guān)鍵特征的有意義學(xué)習(xí)過程[24]。因此教師應(yīng)致力于創(chuàng)設(shè)能夠促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展特別是高階思維發(fā)展的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動幫助學(xué)生理解概念。相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動設(shè)計時應(yīng)注意以下幾個方面：以階梯式有驅(qū)動性的問題來引導(dǎo)、盡可能與學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗建立聯(lián)系、以學(xué)生高階思維能力的發(fā)展為任務(wù)和活動設(shè)計目標(biāo)。例如在必修1“離子反應(yīng)”的教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)了如下學(xué)習(xí)任務(wù)和活動幫助學(xué)生理解和掌握離子反應(yīng)的概念。

學(xué)習(xí)任務(wù)：從離子反應(yīng)的視角認(rèn)識酸堿鹽在水溶液中的反應(yīng)。

上述的學(xué)習(xí)任務(wù)從檢驗溶液中的Ba2+入手，進(jìn)而讓學(xué)生思考如何除去廢水中的Ba2+、OH-，使學(xué)生對酸堿鹽溶液反應(yīng)的認(rèn)識視角從宏觀轉(zhuǎn)向微觀，進(jìn)而對比Ba（OH）2溶液和H2SO4、Na2SO4溶液的反應(yīng)，借助于實驗幫助學(xué)生理解溶液之間的反應(yīng)實際上是離子之間的反應(yīng)。而酚酞指示劑的變色和燈泡的明暗變化表明H+參加了反應(yīng)而Na+沒有參加反應(yīng)，進(jìn)而認(rèn)識到除雜試劑應(yīng)該選擇硫酸而不是硫酸鈉溶液。上述的學(xué)習(xí)活動不僅能夠進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生從微觀的視角認(rèn)識溶液中的反應(yīng)，還能夠幫助學(xué)生理解表達(dá)酸堿鹽溶液中的反應(yīng)不僅可以用化學(xué)方程式表示，還可以用更簡潔的語言來表示反應(yīng)的實質(zhì)，那就是離子方程式。經(jīng)過上述學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動，學(xué)生不僅能夠理解離子反應(yīng)和離子方程式的概念，還能夠明白概念提出的背景和對化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的幫助。

3.4 克服有限的課堂時間，借助翻轉(zhuǎn)課堂促進(jìn)學(xué)生對概念的深度學(xué)習(xí)

有關(guān)實踐表明：深度學(xué)習(xí)對應(yīng)較高的認(rèn)知目標(biāo)層次，所涉及的學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)任務(wù)比較復(fù)雜，學(xué)習(xí)的時間也相對較多，因此在中學(xué)化學(xué)概念教學(xué)中，有限的課堂時間也是阻礙學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的影響因素之一。解決這一問題的方法之一就是借助翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)空間的拓展創(chuàng)造了條件，又為教師設(shè)計學(xué)習(xí)活動打開了思路。翻轉(zhuǎn)課堂能夠使教師將一些簡單的涉及低階思維的學(xué)習(xí)活動讓學(xué)生課前完成，課堂過程中集中時間促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，保證深度學(xué)習(xí)活動的順利進(jìn)行，教師能夠更科學(xué)合理地重新分配課堂時間。此外深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動的學(xué)習(xí)，而以學(xué)習(xí)者為中心是翻轉(zhuǎn)課堂的特征，因此翻轉(zhuǎn)課堂是對學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的有效支撐。

例如在“離子反應(yīng)”的教學(xué)中，離子方程式書寫的步驟（寫、拆、刪、查）可以錄制成微課放在課前讓學(xué)生學(xué)習(xí)，課堂過程中著重引導(dǎo)學(xué)生圍繞以下問題進(jìn)行討論：①為什么需要引入離子方程式來表示水溶液中物質(zhì)之間的反應(yīng)？②離子方程式和化學(xué)方程式都是表示水溶液中物質(zhì)之間的反應(yīng)，與化學(xué)方程式相比用離子方程式表示有什么優(yōu)點？③離子方程式書寫過程中“拆”和“刪”說明什么？④為什么可溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)可拆，而難溶物、弱電解質(zhì)、氣體等仍用化學(xué)方程式表示？通過上述問題的深入討論，學(xué)生的認(rèn)識并不僅僅局限于離子方程式書寫的步驟，更重要的是能夠理解離子方程式是對水溶液中物質(zhì)之間反應(yīng)簡潔直接的描述，促進(jìn)其對離子反應(yīng)和離子方程式的認(rèn)識。

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