王歡 杜華

在中學(xué)教育階段培養(yǎng)學(xué)生所必需的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)課程改革的核心任務(wù)，教師在教學(xué)實(shí)踐中需要加深對(duì)化學(xué)學(xué)科的深度理解，進(jìn)一步提升自身教學(xué)專業(yè)化水平，形成指向?qū)W生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)行為方式。對(duì)新課程理念從全面理解到探索執(zhí)行，需要轉(zhuǎn)變?cè)薪虒W(xué)觀念，關(guān)注的要點(diǎn)從“知識(shí)本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)本位”。核心素養(yǎng)的達(dá)成是深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向，而深度教學(xué)是落實(shí)核心素養(yǎng)的途徑和方法，從深度學(xué)習(xí)走向深度教學(xué)是教、學(xué)、評(píng)一體化的必然要求，因此，研究核心素養(yǎng)導(dǎo)向的深度教學(xué)策略對(duì)改進(jìn)課堂教學(xué)，推動(dòng)教師教學(xué)方式變革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變有著重要的實(shí)踐價(jià)值，本文以元素化合物的深度教學(xué)為例，探討了核心素養(yǎng)導(dǎo)向下教師課堂教學(xué)實(shí)踐各環(huán)節(jié)的相應(yīng)策略。

一、深度教學(xué)的內(nèi)涵

從學(xué)校教學(xué)的現(xiàn)實(shí)來(lái)看，深度學(xué)習(xí)與深度教學(xué)是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的重要方面，有學(xué)生的深度學(xué)習(xí)就應(yīng)當(dāng)有教師的深度教學(xué)。胡久華等提出指向深度學(xué)習(xí)的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐改進(jìn)對(duì)策;郭元祥指出深度教學(xué)是“基于知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)知識(shí)完整深刻的處理，引導(dǎo)學(xué)生從符號(hào)學(xué)習(xí)走向?qū)W科思想和意義系統(tǒng)的理解和掌握，并導(dǎo)向?qū)W科素養(yǎng)的教學(xué)”。由此可見(jiàn)，深度教學(xué)是一種能夠提升課堂教學(xué)品質(zhì)、發(fā)展學(xué)生關(guān)鍵能力、落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的教育理念。

就筆者對(duì)深度教學(xué)的體會(huì)，將化學(xué)學(xué)科的深度教學(xué)界定為：教師以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為目的，調(diào)控課堂教學(xué)實(shí)施的各環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化，引發(fā)學(xué)生用宏微結(jié)合、證據(jù)推理和變化平衡的觀念思考問(wèn)題，用模型建構(gòu)和創(chuàng)新探究能力解決問(wèn)題，用科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任決策問(wèn)題的高階思維，在教與學(xué)共同體中實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)均衡發(fā)展的教學(xué)。

二、核心素養(yǎng)視角下元素化合物知識(shí)深度教學(xué)的特點(diǎn)

“元素化合物”知識(shí)作為高中化學(xué)課程的主干知識(shí)，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，引導(dǎo)學(xué)生從宏微結(jié)合的角度探索物質(zhì)性質(zhì)，結(jié)合事實(shí)證據(jù)和探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析推理，建立元素觀、變化觀和平衡觀等學(xué)科觀念，并在此過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)。但元素化合物知識(shí)內(nèi)容繁雜，可延伸的知識(shí)瑣碎，學(xué)習(xí)時(shí)若缺乏恰當(dāng)方法引導(dǎo)，學(xué)生極易陷入注重記憶背誦的機(jī)械學(xué)習(xí);反之，若教師采用深度教學(xué)策略，有意識(shí)地強(qiáng)化學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)的深度理解，促進(jìn)學(xué)生各元素知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化，將助力學(xué)生建構(gòu)認(rèn)識(shí)元素化合物“位、構(gòu)、性”的認(rèn)知模型，幫助學(xué)生形成正確化學(xué)核心觀念。概括起來(lái)，元素化合物主題模塊實(shí)施深度教學(xué)有以下三個(gè)特點(diǎn)。

1.知識(shí)內(nèi)容體系層面

教材中選取的元素化合物知識(shí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、邏輯清晰，并且各個(gè)金屬與非金屬元素均具有典型性和代表性，與生活生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密，這為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)基本原理與規(guī)律提供了必備的感性材料，使孤立抽象的知識(shí)點(diǎn)能夠在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中進(jìn)行具象化表征，為教師設(shè)置情境脈絡(luò)、組織學(xué)習(xí)和練習(xí)活動(dòng)創(chuàng)造條件。

2.關(guān)鍵能力層面

元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)往往是以大量學(xué)生實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)而展開的，教師可以利用步步推進(jìn)的設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動(dòng)，通過(guò)以動(dòng)手實(shí)驗(yàn)為主的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生主動(dòng)感受物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑，加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和建構(gòu)結(jié)構(gòu)化認(rèn)知模型的能力。通過(guò)實(shí)踐探究活動(dòng)對(duì)科學(xué)推論和猜想進(jìn)行證實(shí)或證偽，加強(qiáng)了學(xué)生思維的批判性和創(chuàng)造性，提升學(xué)生關(guān)鍵能力。

3.觀念素養(yǎng)層面

學(xué)生通過(guò)元素化合物的學(xué)習(xí)形成了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”“性質(zhì)決定用途”等統(tǒng)攝性的化學(xué)觀念，在社會(huì)生活實(shí)踐中能夠應(yīng)用這些化學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和觀念。完整的化學(xué)觀念的形成過(guò)程也包含教與學(xué)共同體的反饋評(píng)價(jià)，師生、生生之間思維碰撞幫助學(xué)生對(duì)涉及化學(xué)知識(shí)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題作出科學(xué)、正確的判斷，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念和素養(yǎng)水平的發(fā)展。

三、核心素養(yǎng)視角下落實(shí)元素化合物深度教學(xué)策略

1.設(shè)計(jì)“問(wèn)題鏈”策略，引發(fā)學(xué)習(xí)活動(dòng)

由于深度教學(xué)的問(wèn)題解決機(jī)制體現(xiàn)化學(xué)高階思維，而高階思維的引發(fā)需要相應(yīng)匹配度的學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師采用遞進(jìn)式提問(wèn)的“問(wèn)題鏈”為線索引發(fā)學(xué)習(xí)活動(dòng)，設(shè)置圍繞元素化合物知識(shí)內(nèi)容體系的情境脈絡(luò)，通過(guò)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，在綜合復(fù)雜的情境中啟發(fā)學(xué)生逐步思考，審清問(wèn)題鏈中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，解析驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈任務(wù)。

例如，在“氯及其化合物”的教學(xué)過(guò)程中，為引發(fā)深度學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師可以圍繞“含氯漂白粉”創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)相互關(guān)聯(lián)的“問(wèn)題鏈”線索形成情境脈絡(luò)（見(jiàn)表1），引發(fā)學(xué)生的高階思維活動(dòng)。

教師通過(guò)真實(shí)的情境脈絡(luò)，啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想“漂白粉”中的有效成分為含氯化合物，從物質(zhì)類別、價(jià)態(tài)及原子結(jié)構(gòu)角度，結(jié)合氧化還原反應(yīng)規(guī)律，找到解決該問(wèn)題的思維要點(diǎn)，再通過(guò)后續(xù)思考探索這一類問(wèn)題的突破口。面對(duì)“結(jié)塊”的宏觀現(xiàn)象，學(xué)生必須運(yùn)用微觀假設(shè)，結(jié)合元素守恒思想——物質(zhì)中的元素既不會(huì)憑空出現(xiàn)也不會(huì)無(wú)故消失，若預(yù)測(cè)變質(zhì)后漂白粉中的雜質(zhì)有CaCO3，那么可以推斷碳元素是來(lái)自空氣中的CO2，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，這一思維路徑體現(xiàn)了學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)的發(fā)展。

從宏觀到微觀，學(xué)生已初步掌握從元素價(jià)態(tài)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的方法，并能夠借助符號(hào)表征的形式分析物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)。教師以問(wèn)題鏈為線索，隨著問(wèn)題層層深入，逐步培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)變化原理，預(yù)測(cè)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和變化的思維方式，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證、分析和解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并嘗試說(shuō)明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑。這不僅鍛煉了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，也發(fā)展了學(xué)生的創(chuàng)新思維，形成化學(xué)科學(xué)特有的高階思維模式，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)水平的發(fā)展。

2.教材整合策略，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化

深度教學(xué)的知識(shí)目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)科知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化，可通過(guò)教材整合策略實(shí)現(xiàn)。只有充分理解教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)與學(xué)科能力之間的關(guān)系，才能提高課程實(shí)施和教學(xué)評(píng)價(jià)能力，打破教材單元對(duì)知識(shí)內(nèi)容人為分割的局限，將知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，注重元素化合物知識(shí)的整體性，恰當(dāng)處理教材結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生用頭腦中已有知識(shí)的功能性，建立元素周期表前、后元素化合物知識(shí)之間的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生建構(gòu)認(rèn)知模型和優(yōu)化認(rèn)知模型的關(guān)鍵能力。例如，通過(guò)元素化合物中“鈉、氯和鐵元素及其化合物”即“表前元素”的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中擴(kuò)大典型金屬元素“鈉”、典型非金屬元素“氯”，以及應(yīng)用最廣泛的過(guò)渡元素“鐵”的關(guān)鍵特征，由元素類別通性歸納構(gòu)建出從原子結(jié)構(gòu)為起點(diǎn)學(xué)習(xí)典型元素性質(zhì)的認(rèn)知模型。

基于典型元素性質(zhì)探究的認(rèn)知模型，借助元素周期表工具和“表前元素”及其化合物提供的感性材料和理論前提，引出元素周期律這一核心概念，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知內(nèi)容的正向遷移，加強(qiáng)了新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，使學(xué)生能從對(duì)個(gè)別元素性質(zhì)的知覺(jué)水平，提升到對(duì)一般元素抽象概括的思維水平，為“表后元素”的學(xué)習(xí)做鋪墊?！氨砗笤亍钡慕虒W(xué)則是從同周期、同主族元素相似性和遞變性角度重新構(gòu)建探究元素化合物性質(zhì)“位、構(gòu)、性”的認(rèn)知模型。優(yōu)化認(rèn)知模型的過(guò)程，使學(xué)生領(lǐng)悟元素周期律前后銜接、承前啟后的功能價(jià)值，感受研究元素化合物性質(zhì)模型的本質(zhì)，豐富學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并對(duì)后續(xù)其他元素性質(zhì)及應(yīng)用的學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)。

這里的教材整合策略是學(xué)生第一次建立認(rèn)知模型后，教師利用教材結(jié)構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生修正原有認(rèn)知模型，進(jìn)行二次建模，完成元素化合物知識(shí)“位、構(gòu)、性”認(rèn)知模型優(yōu)化的過(guò)程。

3.組織深度練習(xí)策略，落實(shí)教、學(xué)、評(píng)一體化

組織深度練習(xí)是學(xué)生整合知識(shí)，內(nèi)化技能和升華素養(yǎng)的過(guò)程，也是教師獲取反饋信息的重要方式，為判斷學(xué)生是否形成科學(xué)完整的化學(xué)觀念提供依據(jù)。在組織深度練習(xí)過(guò)程中教師創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境，控制學(xué)習(xí)活動(dòng)和練習(xí)任務(wù)的難度，教師通過(guò)觀察、測(cè)試、提問(wèn)和談話等方式使學(xué)生不斷提供反饋信息，再結(jié)合課前制定的輸入性學(xué)習(xí)目標(biāo)和表現(xiàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)性評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生而言，深度練習(xí)有助于學(xué)生加深化學(xué)基本概念、原理和觀念的理解，并通過(guò)遷移訓(xùn)練在頭腦中組成思維層次結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜問(wèn)題的推理過(guò)程中，能夠快速克服思維無(wú)序的阻礙。對(duì)教師而言，在組織深度練習(xí)策略過(guò)程中，與練習(xí)結(jié)果相比，這些“新問(wèn)題、新思考”價(jià)值更大，通過(guò)分析學(xué)生的疑問(wèn)點(diǎn)，教師能夠獲得更多的有用信息，提高教學(xué)評(píng)價(jià)的有效性。

例如，學(xué)習(xí)“氯及其化合物”這節(jié)課的過(guò)程中，教師提問(wèn)：我們生活中常見(jiàn)的具有殺菌、滅菌和消毒功能的物質(zhì)有很多，請(qǐng)同學(xué)們深入分析為什么84消毒液能夠起到殺菌消毒的作用呢？學(xué)生很容易抓住教師問(wèn)題中的關(guān)鍵語(yǔ)句，“84消毒液”“生活中常見(jiàn)”“殺菌消毒”“具有該功能的物質(zhì)很多”，若要運(yùn)用化學(xué)規(guī)律和原理解決這一問(wèn)題，首先要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行解構(gòu)，并提出自己的猜想和推論。某學(xué)生針對(duì)此問(wèn)題的思維展開的過(guò)程見(jiàn)表2。

學(xué)生遷移運(yùn)用認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)知識(shí)，逐步拓展思考的深廣度，解決問(wèn)題的同時(shí)也引發(fā)了新思考、產(chǎn)生了新問(wèn)題，教師據(jù)此可獲得更多信息，針對(duì)反饋信息教師評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

經(jīng)過(guò)“學(xué)生深度練習(xí)—提供反饋信息—教師分析評(píng)價(jià)”的過(guò)程，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)元素觀和變化觀的理解，有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

4.推進(jìn)合作學(xué)習(xí)策略，構(gòu)建教與學(xué)共同體

開展元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，從研究性問(wèn)題的提出、假設(shè)、到驗(yàn)證的每一動(dòng)態(tài)階段，都需要師生及組內(nèi)成員的深入討論、交流，這樣才能產(chǎn)生思維碰撞的火花，引發(fā)范圍更廣的、群體性的深度學(xué)習(xí)，在合作學(xué)習(xí)活動(dòng)中將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)化為學(xué)生個(gè)人的科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)深度教學(xué)的育人目標(biāo)。

例如，教師開展以“探究漂白精、氫氧化鐵膠體和SO2三種物質(zhì)的褪色作用原理并評(píng)價(jià)其優(yōu)劣性”為課題的小組合作研究性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)開始之前，組內(nèi)需充分討論以確定實(shí)驗(yàn)方案，討論的核心問(wèn)題是運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)對(duì)這三種物質(zhì)的褪色作用原理提出猜想和驗(yàn)證。漂白精是因強(qiáng)氧化性能夠漂白的，氫氧化鐵膠體因物理吸附作用能夠使物質(zhì)顏色褪去，而SO2的漂白原理相

對(duì)較復(fù)雜，需要學(xué)生設(shè)計(jì)若干個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證SO2使不同物質(zhì)褪色的原因，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表4。

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，小組成員運(yùn)用“化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察五感法”（看到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、是否聞到氣味、聽到什么聲響、動(dòng)手進(jìn)行操作和動(dòng)腦分析原理）有序分工、通力合作，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)原理并得出最終結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)完成之后，首先組間交流實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和感想體驗(yàn)，這里的小組討論交流不能流于形式，成員間存在爭(zhēng)議的部分要在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一一闡明，用文字表述出該小組排除其他實(shí)驗(yàn)猜想作出最終結(jié)論的過(guò)程，并以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式提交給教師。教師要將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給各個(gè)小組，并組織實(shí)驗(yàn)成果展覽。

物質(zhì)及其變化對(duì)社會(huì)發(fā)展有重要價(jià)值，每種漂白產(chǎn)品都有其最適用的范圍，對(duì)漂白精、氫氧化鐵膠體和SO2三種具有漂白功能化學(xué)物質(zhì)的優(yōu)劣性評(píng)價(jià)，側(cè)重學(xué)生情感價(jià)值觀念的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的發(fā)展。針對(duì)該問(wèn)題需要教與學(xué)共同體各抒己見(jiàn)，這不僅鍛煉了學(xué)生參與問(wèn)題決策的能力，也落實(shí)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)的發(fā)展。

教師的教學(xué)行為推動(dòng)著學(xué)生的深度學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，課堂上教師需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)適于深度學(xué)習(xí)的環(huán)境，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，把握深度學(xué)習(xí)的過(guò)程，并評(píng)價(jià)深度學(xué)習(xí)的結(jié)果。化學(xué)教師應(yīng)該搭建恰當(dāng)?shù)倪m合學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的平臺(tái)，以問(wèn)題鏈引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)，充分發(fā)掘教材章節(jié)內(nèi)容知識(shí)之間的前后聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化，師生圍繞具有挑戰(zhàn)性的真實(shí)問(wèn)題開展研究性學(xué)習(xí)，并組織引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度練習(xí)，展現(xiàn)深度教學(xué)理念的功能價(jià)值，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平的發(fā)展。

（收稿日期：2021-09-18）