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)實踐中需要加深對化學(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。對新課程理念從全面理解到探索執(zhí)行，需要轉(zhuǎn)變原有教學(xué)觀念，關(guān)注的要點從“知識本位”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)策略對改進(jìn)課堂教學(xué)，推動教師教學(xué)方式變革，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變有著重要的實踐價值，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)實來看，深度學(xué)習(xí)與深度教學(xué)是兩個相互關(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)實踐改進(jìn)對策;郭元祥指出深度教學(xué)是“基于知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，通過對知識完整深刻的處理，引導(dǎo)學(xué)生從符號學(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，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、落實學(xué)生核心素養(yǎng)的教育理念。

就筆者對深度教學(xué)的體會，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)實施的各環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識體系結(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題，用模型建構(gòu)和創(chuàng)新探究能力解決問題，用科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任決策問題的高階思維，在教與學(xué)共同體中實現(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深度教學(xué)的特點

“元素化合物”知識作為高中化學(xué)課程的主干知識，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)合事實證據(jù)和探究實驗進(jìn)行分析推理，建立元素觀、變化觀和平衡觀等學(xué)科觀念，并在此過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。但元素化合物知識內(nèi)容繁雜，可延伸的知識瑣碎，學(xué)習(xí)時若缺乏恰當(dāng)方法引導(dǎo)，學(xué)生極易陷入注重記憶背誦的機械學(xué)習(xí);反之，若教師采用深度教學(xué)策略，有意識地強化學(xué)生對元素化合物知識的深度理解，促進(jìn)學(xué)生各元素知識體系結(jié)構(gòu)化，將助力學(xué)生建構(gòu)認(rèn)識元素化合物“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，元素化合物主題模塊實施深度教學(xué)有以下三個特點。

1.知識內(nèi)容體系層面

教材中選取的元素化合物知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)性強、邏輯清晰，并且各個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，使孤立抽象的知識點能夠在學(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)活動創(chuàng)造條件。

2.關(guān)鍵能力層面

元素化合物知識的學(xué)習(xí)往往是以大量學(xué)生實驗為基礎(chǔ)而展開的，教師可以利用步步推進(jìn)的設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動，通過以動手實驗為主的研究性學(xué)習(xí)活動，使學(xué)生主動感受物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑，加強知識點之間的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)和建構(gòu)結(jié)構(gòu)化認(rèn)知模型的能力。通過實踐探究活動對科學(xué)推論和猜想進(jìn)行證實或證偽，加強了學(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，在社會生活實踐中能夠應(yīng)用這些化學(xué)知識經(jīng)驗和觀念。完整的化學(xué)觀念的形成過程也包含教與學(xué)共同體的反饋評價，師生、生生之間思維碰撞幫助學(xué)生對涉及化學(xué)知識的社會熱點問題作出科學(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)視角下落實元素化合物深度教學(xué)策略

1.設(shè)計“問題鏈”策略，引發(fā)學(xué)習(xí)活動

由于深度教學(xué)的問題解決機制體現(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，教師采用遞進(jìn)式提問的“問題鏈”為線索引發(fā)學(xué)習(xí)活動，設(shè)置圍繞元素化合物知識內(nèi)容體系的情境脈絡(luò)，通過實踐與實驗相結(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，審清問題鏈中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，解析驅(qū)動性問題鏈任務(wù)。

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

教師通過真實的情境脈絡(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，找到解決該問題的思維要點，再通過后續(xù)思考探索這一類問題的突破口。面對“結(jié)塊”的宏觀現(xiàn)象，學(xué)生必須運用微觀假設(shè)，結(jié)合元素守恒思想——物質(zhì)中的元素既不會憑空出現(xiàn)也不會無故消失，若預(yù)測變質(zhì)后漂白粉中的雜質(zhì)有CaCO3，那么可以推斷碳元素是來自空氣中的CO2，可設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，這一思維路徑體現(xiàn)了學(xué)生宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)的發(fā)展。

從宏觀到微觀，學(xué)生已初步掌握從元素價態(tài)角度認(rèn)識物質(zhì)及其變化的方法，并能夠借助符號表征的形式分析物質(zhì)變化的實質(zhì)。教師以問題鏈為線索，隨著問題層層深入，逐步培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)變化原理，預(yù)測物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和變化的思維方式，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗進(jìn)行驗證、分析和解釋有關(guān)實驗現(xiàn)象，并嘗試說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑。這不僅鍛煉了學(xué)生設(shè)計實驗的能力，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)科知識體系結(jié)構(gòu)化

深度教學(xué)的知識目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)科知識體系結(jié)構(gòu)化，可通過教材整合策略實現(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，才能提高課程實施和教學(xué)評價能力，打破教材單元對知識內(nèi)容人為分割的局限，將知識串聯(lián)起來，注重元素化合物知識的整體性，恰當(dāng)處理教材結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生用頭腦中已有知識的功能性，建立元素周期表前、后元素化合物知識之間的聯(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，加強了新舊知識之間的聯(lián)系，使學(xué)生能從對個別元素性質(zhì)的知覺水平，提升到對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“位、構(gòu)、性”認(rèn)知模型優(yōu)化的過程。

3.組織深度練習(xí)策略，落實教、學(xué)、評一體化

組織深度練習(xí)是學(xué)生整合知識，內(nèi)化技能和升華素養(yǎng)的過程，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)活動和練習(xí)任務(wù)的難度，教師通過觀察、測試、提問和談話等方式使學(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)性評價。對學(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，并通過遷移訓(xùn)練在頭腦中組成思維層次結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜問題的推理過程中，能夠快速克服思維無序的阻礙。對教師而言，在組織深度練習(xí)策略過程中，與練習(xí)結(jié)果相比，這些“新問題、新思考”價值更大，通過分析學(xué)生的疑問點，教師能夠獲得更多的有用信息，提高教學(xué)評價的有效性。

例如，學(xué)習(xí)“氯及其化合物”這節(jié)課的過程中，教師提問：我們生活中常見的具有殺菌、滅菌和消毒功能的物質(zhì)有很多，請同學(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題中的關(guān)鍵語句，“84消毒液”“生活中常見”“殺菌消毒”“具有該功能的物質(zhì)很多”，若要運用化學(xué)規(guī)律和原理解決這一問題，首先要對該問題進(jìn)行解構(gòu)，并提出自己的猜想和推論。某學(xué)生針對此問題的思維展開的過程見表2。

學(xué)生遷移運用認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)知識，逐步拓展思考的深廣度，解決問題的同時也引發(fā)了新思考、產(chǎn)生了新問題，教師據(jù)此可獲得更多信息，針對反饋信息教師評價見表3。

經(jīng)過“學(xué)生深度練習(xí)—提供反饋信息—教師分析評價”的過程，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步加深對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學(xué)習(xí)的實踐和實驗活動，從研究性問題的提出、假設(shè)、到驗證的每一動態(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)活動中將化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)化為學(xué)生個人的科學(xué)素養(yǎng)，實現(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價其優(yōu)劣性”為課題的小組合作研究性學(xué)習(xí)實驗。

實驗開始之前，組內(nèi)需充分討論以確定實驗方案，討論的核心問題是運用學(xué)過的知識對這三種物質(zhì)的褪色作用原理提出猜想和驗證。漂白精是因強氧化性能夠漂白的，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

對較復(fù)雜，需要學(xué)生設(shè)計若干個實驗方案，驗證SO2使不同物質(zhì)褪色的原因，實驗設(shè)計方案見表4。

實驗進(jìn)行過程中，小組成員運用“化學(xué)實驗觀察五感法”（看到什么實驗現(xiàn)象、是否聞到氣味、聽到什么聲響、動手進(jìn)行操作和動腦分析原理）有序分工、通力合作，記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗原理并得出最終結(jié)論。

實驗完成之后，首先組間交流實驗過程、實驗結(jié)果和感想體驗，這里的小組討論交流不能流于形式，成員間存在爭議的部分要在實驗報告中一一闡明，用文字表述出該小組排除其他實驗猜想作出最終結(jié)論的過程，并以實驗報告的形式提交給教師。教師要將評價結(jié)果反饋給各個小組，并組織實驗成果展覽。

物質(zhì)及其變化對社會發(fā)展有重要價值，每種漂白產(chǎn)品都有其最適用的范圍，對漂白精、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)劣性評價，側(cè)重學(xué)生情感價值觀念的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)的發(fā)展。針對該問題需要教與學(xué)共同體各抒己見，這不僅鍛煉了學(xué)生參與問題決策的能力，也落實了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的發(fā)展。

教師的教學(xué)行為推動著學(xué)生的深度學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，課堂上教師需要創(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)的動機，把握深度學(xué)習(xí)的過程，并評價深度學(xué)習(xí)的結(jié)果?；瘜W(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，以問題鏈引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)活動，充分發(fā)掘教材章節(jié)內(nèi)容知識之間的前后聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生知識體系結(jié)構(gòu)化，師生圍繞具有挑戰(zhàn)性的真實問題開展研究性學(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)理念的功能價值，在學(xué)習(xí)活動中促進(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）