■江蘇省徐州市沛縣安國中學 王德強 ■江蘇省徐州市邳州市教師發(fā)展中心 徐作培
深度學習是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要途徑,具有課堂導向作用,也是評價課堂質(zhì)量的標準。教師要探究促進學生深度學習的教學策略,主動改變傳統(tǒng)教學策略,更新自身教育思想,提高自身專業(yè)能力,基于深度學習特點和要求,運用問題解決策略開展教學活動,幫助學生在問題導向下實現(xiàn)化學深度學習,提高自身綜合能力,逐漸形成創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。
學生開展學習活動需要依托化學問題,而學習的目標是解決生活中出現(xiàn)的問題,由此可見,問題與學習是相輔相成的關系。雖然學生通過學習未必可以解決生活中的所有問題,但學習活動需要在解決問題中開展,從而實現(xiàn)學以致用的目標。
學生在學習過程中有兩種學習方式可以選擇,一是整體理解學習內(nèi)容,掌握知識中蘊含的意義,是深度學習;二是側(cè)重學習內(nèi)容中的事實,重視教師提出的考驗和問題,是淺層學習。我國從2005 年逐漸開始研究深度學習理念,并明確其定義:是指學習者在理解學習內(nèi)容的同時辯證性地學習其中的內(nèi)涵和思想,并將其吸收到已有的知識結(jié)構(gòu)中,運用不同的思維方式將原有的知識結(jié)構(gòu)遷移到新知學習中,解決學習過程中遇到的問題和困難,做出相應對策。結(jié)合國內(nèi)外對深度學習的研究可以總結(jié)以下幾點特征。
1.重視化學知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。
建構(gòu)主義提出:“學習不是機械性記憶和理解的過程,而是運用自身知識儲備經(jīng)過分析、探究、內(nèi)化化學知識形成結(jié)構(gòu)化知識體系的過程”。而深度學習體現(xiàn)在學生的不同學習視角,如學生從宏觀、微觀、符號角度對化學知識的理解和表示,但是三個不同的學習視角代表著初中化學不同的思維方式,對學生形成化學思維具有不可替代的作用,有利于學生突破化學知識表層理解進行深度學習,加深對化學知識的認知,從而辯證性地學習、理解、內(nèi)化新知,形成高階思維。
2.重視原有知識結(jié)構(gòu)的應用。
學生可以在不同情境、環(huán)境、氛圍中應用原有知識學習新知,建立新舊知識之間的聯(lián)系,形成新的知識結(jié)構(gòu),通過新知與問題之間的聯(lián)系性解決實際問題,達到學習新知過程中問題解決的目的。
3.重視學科中的問題解決。
學生學習以解決問題為最終目的,而面對生活中的突發(fā)問題需要學生在深度學習的基礎上解決。由此可見,深度學習不僅體現(xiàn)學生學習的主動性和繁雜性,還體現(xiàn)在問題解決中,要想游刃有余地解決生活中的問題,就要深度理解化學知識,形成獨到的見解和運用方法,不斷提升自身的思維水平,提升問題解決能力。綜上所述,問題解決是促進學生深度學習的關鍵。
問題解決具有明顯的標志,即問題具有指向性、操作性和認知操作性,將傳統(tǒng)教學與問題解決教學相比,問題解決具有以下特點。
1.情境性特點。
問題解決重視學生的意義和探究性,強調(diào)復雜、探究性教學情境的創(chuàng)設,通過學生之間的合作和探討解決問題,從而實現(xiàn)化學知識深度學習目標,形成問題意識,逐漸形成獨立、主動的學習能力。優(yōu)質(zhì)的問題情境可以促使學生進行沉浸式學習,深入探索化學知識,自主建構(gòu)化學知識結(jié)構(gòu),解決生活中遇到的問題。
2.思維操作性特點。
問題的解決是循序漸進的過程,思維操作性是指學生對問題進行驗證、推理、反思、評價的解題過程,便于教師同一時間管理不同能力和不同認知水平的學生,使學生可以在面對問題時嘗試解決,體會解決問題的樂趣。
3.序列性特點。
問題解決是逐漸向教育目標過渡的過程,具有繁雜、多變的特點,需要學生具有系列性、連貫性的序列思維,而學生思維連貫程度直接影響問題解決。思維序列是學生對問題假設、驗證、猜想的過程。綜上所述,問題解決具有較強的序列性和程序性,不同問題需要不同的思維序列。
4.認知性特點。
問題解決過程中,教師提出的問題普遍與學生原有的知識結(jié)構(gòu)具有一定的關聯(lián)性,問題蘊含的探究性可以引出學生認知沖突和思維障礙,促使學生主動思考、探究化學問題。而這一過程需要學生的認知參與,并依托認知計劃問題解決過程和方式,提高問題解決效率和有效性。
通過深入分析問題解決以及深度學習的含義和特點可知,促進化學深度學習需要依托問題解決,而問題解決需要依賴深度學習,同時,問題解決是落實深度學習的關鍵,是深度學習的重要體現(xiàn)形式,二者相互促進、相互影響。由此可見,問題解決策略在初中化學中促進學生深度學習具有較強的可行性。
在初中化學中應用問題解決促進學生進行深度學習活動,對問題的設計具有一定要求,需要教師精心設計問題和問題在課程中的體現(xiàn)形式,發(fā)揮問題解決的作用,促使學生深度學習化學知識。
學生在傳統(tǒng)化學教學模式下的學習活動以死記硬背為主,僅將化學知識記憶在腦海中,缺乏深度理解和掌握,對新知的運用以模仿和機械套用為主,屬于淺層學習,不利于學生靈活、巧妙地運用新知解決生活和學習中遇到的問題。而問題解決教學策略可以有效解決以上問題,促使學生深度學習,但是需要教師將化學知識問題化。立足于化學知識設置問題可以使學生將問題作為學習的起始,通過問題難度、廣度、深度的拓展激活思維的靈活程度,逐漸形成化學學習興趣和探究興趣,使學生的學習欲望處于高水準,積極補充自身的不足,實現(xiàn)化學學習能力的綜合發(fā)展。
例如,在初中化學滬教版教材九年級上冊“常見的化學反應——燃燒”一課教學中,本課圍繞燃燒的原理、條件等知識展開,是學生生活中接觸頻率較高的內(nèi)容,如燃氣、火機、火柴等。教師在基于知識設計化學教學問題時,要重視對化學知識的分析和探究。這部分內(nèi)容涵蓋燃燒條件、完全燃燒和不完全燃燒、燃燒引發(fā)的爆炸、防火與滅火知識,是學生首次接觸化學變化知識,對學生而言具有一定的難度。加上九年級的化學是學生整體化學學習生涯中的基礎階段,對學生具有啟蒙的作用,需要教師精心設計課堂教學活動,為學生形成良好的化學學習習慣和思維方式奠定基礎。在此之前,學生學習過“身邊的化學物質(zhì)”相關知識,與本課教學內(nèi)容具有一定的聯(lián)系,教師設計問題時,可以將兩部分知識進行有機整合,促使學生通過原有的知識結(jié)構(gòu)和學習經(jīng)驗自主探索新知,促使學生進行深度學習。
問題設計如下:鎂、木炭、鐵絲、蠟燭在燃燒時會產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象?完全燃燒與不完全燃燒有什么差異?有哪些助燃方式?二氧化碳、氧氣在燃燒中充當什么角色?燃燒受哪些條件影響?怎樣防止生物品燃燒?知識問題化是利用問題解決促進學生深度學習的關鍵,教師設計問題時要由整體到局部地分析知識特點、作用等,在充分了解化學知識的基礎上,把握小結(jié)中知識點順序和結(jié)構(gòu),促使學生思考化學問題,實現(xiàn)深度學習。
將化學問題轉(zhuǎn)化為教學情境是激發(fā)學生化學學習興趣、促使學生沉浸式學習的關鍵,所以,教師要重視問題情境的創(chuàng)設,推動學生深度學習。而將問題轉(zhuǎn)化為情境需要教師考慮學生興趣的激發(fā),避免出現(xiàn)強硬式的教學現(xiàn)象?;诖?,教師構(gòu)建問題情境時可以立足于生活實際,將問題與生活緊密相連。傳統(tǒng)化學教學更側(cè)重學生對化學知識的識記,忽略了學生化學學習主動性的調(diào)動,導致學生自身具備的探究欲望和對化學的好奇心未能在化學課堂中充分激發(fā),不利于學生開展深度學習活動。同時,將問題情境與生活元素相結(jié)合,有利于調(diào)動學生參與化學情境的積極性和主動性,使學生主動將原有的知識結(jié)構(gòu)應用到新知學習中,從而將課堂還給學生,使學生基于問題結(jié)構(gòu)構(gòu)建相對完善的知識體系。設計問題情境時,教師要把握學生學情,根據(jù)學生實際設計問題情境的難度和深度,使問題情境貼合學生最近發(fā)展區(qū),使學生在解決問題的過程中內(nèi)化新知,提高化學能力。
例如,在初中化學滬教版教材九年級上冊“身邊的化學物質(zhì)”教學中,本課圍繞氧氣、二氧化碳、自然中的水、氧氣和二氧化碳的提取等內(nèi)容展開,與學生實際生活緊密相連,是學生生活中不可或缺的部分。教師設計問題情境時,可以基于不同小節(jié)的教學內(nèi)容設計生活化的問題,創(chuàng)設貼合學生實際的問題情境,使學生在情境導向下將化學與生活相聯(lián)系,樹立生活意識,促使學生在生活中進一步探究化學,實現(xiàn)深度學習。
基于“性質(zhì)活潑的氧氣”,教師可以運用信息技術展示紅磷燃燒實驗和魚在水中擺動魚鰓的視頻,并設計以下問題:氧氣有什么性質(zhì)?對生活具有什么作用?魚在水中靠什么呼吸?氧氣溶于水嗎?生活中缺乏氧氣會怎樣?氧氣通過什么產(chǎn)生?氧氣以怎樣的形式存在于生活中?基于“奇妙的二氧化碳”,教師可以展示動物到山洞中,忽然倒地死亡的視頻,設計以下問題:動物死亡的原因是什么?二氧化碳是有害物質(zhì)嗎?空氣中是否存在二氧化碳?打開飲料時出現(xiàn)的氣體是什么?如果生活中的二氧化碳全部消失會怎樣?二氧化碳有什么作用?怎樣辨別氧氣和二氧化碳?二氧化碳具有怎樣的性質(zhì)?使學生基于生活探索逐漸形成化學學習興趣,主動參與問題情境,基于生活實際解決問題,促使學生將生活經(jīng)驗應用到化學課堂中,激發(fā)學生對化學的好奇心和探索欲,幫助學生進行深度學習。
學生的學習與情境具有密切聯(lián)系,學習情境與學習貼合度越高,與學生學習經(jīng)驗和感受越接近,學習效率自然越高,利于學生快速進入深度學習狀態(tài)。而具有真實性的問題情境會帶給學生強烈的體驗和感受,快速激發(fā)學習的興趣和主動性,進一步強化情境與學生的關聯(lián)性,增強學生學習的直觀性和具象性,使學生在不斷解決問題的過程中探索化學問題的意義和價值,感受解決問題的樂趣,促使學生增加化學知識儲備。
例如,在初中化學滬教版教材九年級上冊“金屬防護和廢金屬回收”教學中,本課圍繞金屬保護措施和廢金屬回收方式以及意義展開。教師開展教學活動時,可以立足于“減少鐵資源對環(huán)境的破壞”這一素材創(chuàng)設教學情境,提出相關問題:廢舊的鐵會產(chǎn)生有害物質(zhì),對動植物、土地、空間會造成一定污染,怎樣減少鐵資源對環(huán)境的污染呢?怎樣延長金屬材料的使用壽命?怎樣防止金屬生銹?廢金屬的回收可以用于哪些領域?引導學生開展化學實驗,探究金屬生銹的原因,幫助學生進一步理解和識記金屬防護措施,將金屬生銹原因與金屬防護、廢金屬回收知識有機結(jié)合,使學生明確金屬防護和廢金屬回收的意義,樹立環(huán)保意識和環(huán)保思維,在深度掌握金屬防護和廢金屬回收知識的同時完成知識遷移,實現(xiàn)深度學習。
在初中化學中實施問題解決策略,教師不僅要重視化學問題和教學情境的設計,更要重視問題解決過程的設計,使學生在教師有目的、有計劃的引導下深度探索數(shù)學知識,從而真正進入深度學習狀態(tài)。
例如,在初中化學滬教版九年級下冊“基礎實驗6:粗鹽的初步提純”實驗教學中,圍繞粗鹽提純方式展開。教師在開展教學活動時,要設置真實的教學情境,如鹽場老板因機器損壞難以繼續(xù)提純粗鹽,需要學生運用所學知識幫助他度過商業(yè)危機,通過這一情境引出整體性問題:怎樣運用所學知識將粗鹽提純?此時學生的責任感和好奇心被充分調(diào)動,教師要抓住學生內(nèi)在動力豐富的時機,提出相應的教學問題,進一步激發(fā)學生的探究欲望,如粗鹽是什么?怎樣去除粗鹽中的可溶性雜質(zhì)?怎樣檢驗純化后食鹽中的可溶性雜質(zhì)是否去除?重結(jié)晶法可以將食鹽提純到怎樣的程度?促使學生調(diào)動已有的學習經(jīng)驗和知識儲備探究問題,開展化學實驗,提高問題解決效率。學習活動體現(xiàn)實驗性和探究性特點,需要教師在教學活動中適當給予學生幫助和指導。并且,在開展問題解決教學時,基于初中學生能力和粗鹽提純實驗難度,教師可以以小組的方式開展教學活動,通過不同學生的思考方式解決化學問題,拓展學生對化學知識的學習深度,進一步探究化學實驗知識,提高學生的認知水平。
綜上所述,將問題解決法應用于初中化學教學中,教師不僅要重視問題設計和問題情境設計,還要重視問題解決過程設計,為學生深度學習化學知識提供明確導向,激發(fā)學生的求知欲望和好奇心,使學生由內(nèi)而外地喜歡化學,從而增強問題解決的主動性,發(fā)揮問題解決策略在化學教學中的作用,促使學生進行深度學習,提高自身的綜合能力。