嚴(yán)春
摘要:以滬教版“微粒的性質(zhì)”新授課教學(xué)為例,從宏微結(jié)合的視角,運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式,選取消毒酒精為主題化情境,通過(guò)高情境化的主題設(shè)置、高問(wèn)題化的問(wèn)題設(shè)計(jì),高探究化的探究活動(dòng),高反思化的總結(jié)提升,建構(gòu)核心知識(shí)網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展,生成指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)流程。
關(guān)鍵詞:深度學(xué)習(xí);高情境化;高問(wèn)題化;高探究化;高反思化;核心素養(yǎng)
文章編號(hào):1008-0546(2021)03-0002-06 中圖分類號(hào):G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.001
教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心“深度學(xué)習(xí)總項(xiàng)目組”對(duì)深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)的概念界定為:在教師引領(lǐng)下,學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題,全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生掌握學(xué)科的核心知識(shí),理解學(xué)習(xí)的過(guò)程,把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法,形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀,成為既具有獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神,基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者,成為未來(lái)社會(huì)歷史實(shí)踐的主人[1]。
那么,什么是化學(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)呢?胡久華的界定是:學(xué)生在教師引領(lǐng)下,開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),從宏微結(jié)合、變化守恒的視角,運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式,解決綜合問(wèn)題,獲得結(jié)構(gòu)化的化學(xué)核心知識(shí),建立運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思想解決問(wèn)題的思路方法,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任,促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展[2]。
如何在化學(xué)學(xué)科新授課教學(xué)中踐行深度學(xué)習(xí)呢?筆者以我校蔣桔老師執(zhí)教的“微粒的性質(zhì)”一課為例(注:該課為2019年教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心、課程教材研究所在常州主辦的第二屆基礎(chǔ)教育課程改革實(shí)驗(yàn)區(qū)課改項(xiàng)目與課例展示活動(dòng)優(yōu)質(zhì)課例),借助該課的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施,力爭(zhēng)體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的相關(guān)目標(biāo)要求,最終生成指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)流程(流程見圖1)。
該教學(xué)流程的核心意涵為:從宏微結(jié)合的視角,運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式,選取主題化情境,通過(guò)提出系列化問(wèn)題,開展深度化探究,進(jìn)行反思化總結(jié),逐步建構(gòu)核心知識(shí)網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
1.立足“高情境化[3]”——選取主題化情境,促進(jìn)核心知識(shí)與情境的深度融合。
這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的前提。將知識(shí)放在特定的情境中學(xué)習(xí)是普遍的共識(shí),正如情境教學(xué)的倡導(dǎo)者Brown,Collin,Duguid認(rèn)為:“知識(shí)只有在它們產(chǎn)生及應(yīng)用的情境中才能產(chǎn)生意義。知識(shí)絕不能從它本身所處的環(huán)境中孤立出來(lái),學(xué)習(xí)知識(shí)的最好方法就是在情境中進(jìn)行[4]?!钡珜⒅R(shí)與情境深度融合,在“高情境化”中開展深度學(xué)習(xí),卻未必是落實(shí)到了化學(xué)教學(xué)的每一節(jié)課堂。
那么,何為“高情境化”呢?我們的理解是:基于激發(fā)興趣,有助融通知識(shí),調(diào)動(dòng)各類感官,能夠激活思維,激發(fā)探究欲望,養(yǎng)成核心素養(yǎng),并能貫穿課堂始終的生活化的場(chǎng)景,或故事化的情節(jié),或細(xì)節(jié)化的片段組合等。
如何選擇主題化情境,實(shí)現(xiàn)核心知識(shí)與情境的深度融合?即“高情境化”,就成為我們備課時(shí)需要解決的最大困難。我們首先排除了本節(jié)課情境設(shè)計(jì)的常用方法,比如實(shí)驗(yàn)情境:將糖塊放入水中,糖塊逐漸消失;圖片情境:通過(guò)展示掃描隧道顯微鏡觀察到的苯分子等的圖片;視頻情境:宇宙——星球——物質(zhì)——微粒;詩(shī)詞情境:“墻角數(shù)枝梅,凌寒獨(dú)自開,遙知不是雪,為有暗香來(lái)”等等。上述情境設(shè)計(jì)大多比較單一,只起到引課激趣的功能,缺乏與核心知識(shí)的深度融合。
我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次的深度閱讀、深度篩選,最終我們將主題化情境的選取目光聚集到消毒酒精這一學(xué)生常見的物質(zhì)上,并通過(guò)“一看”——感知微粒的大小;“二聞”——感受微粒的運(yùn)動(dòng);“三配”——感悟微粒間的空隙;將本節(jié)課的三大核心知識(shí):(1)微粒很小,客觀存在;(2)微粒在不停運(yùn)動(dòng);(3)微粒之間存在空隙。借助消毒酒精這一主題化情境進(jìn)行巧妙融合,不僅能實(shí)現(xiàn)情境教學(xué)的要求,還能實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)追求,因?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí),需要學(xué)習(xí)者將已有的知識(shí)遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí),更能實(shí)現(xiàn)拉近現(xiàn)實(shí)生活與學(xué)生的距離,從而引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)的視角來(lái)審視、研究身邊的物質(zhì),讓學(xué)生真切地感悟到生活的化學(xué)、真實(shí)的化學(xué)、有用的化學(xué),可以說(shuō)是“一舉多得”。具體的主題化情境與核心知識(shí)流程見圖20
2.著眼“高問(wèn)題化[5]”——設(shè)計(jì)系列化問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。
這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。課堂教學(xué)的“高問(wèn)題化”不同于一般的問(wèn)題化,“高問(wèn)題化”要求問(wèn)題的設(shè)計(jì)著眼全局,要有核心的主問(wèn)題統(tǒng)領(lǐng)全篇、統(tǒng)攝全課;課堂所有的問(wèn)題要體現(xiàn)化學(xué)生活的真實(shí)性;每個(gè)問(wèn)題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)思維的深度,要能故意通過(guò)結(jié)構(gòu)不良的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維;所有問(wèn)題的設(shè)計(jì)是有梯度的問(wèn)題組串,并且流暢而貫通。
針對(duì)這節(jié)課,如何進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì)?這是我們備課團(tuán)隊(duì)需要解決的第二個(gè)問(wèn)題,我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次的深度研討,深度把脈,我們嘗試從以下四方面人手,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)主題清境的“高問(wèn)題化”:(1)使問(wèn)題與情境高度關(guān)聯(lián);(2)使問(wèn)題高度真實(shí);(3)使問(wèn)題結(jié)構(gòu)不良;(4)使問(wèn)題以問(wèn)題組、問(wèn)題串形式呈現(xiàn),同一問(wèn)題組的問(wèn)題之間符合認(rèn)知邏輯,屬于系列化問(wèn)題。根據(jù)上述對(duì)問(wèn)題設(shè)計(jì)的相關(guān)要求,結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,我們?cè)O(shè)置了16個(gè)與主題化情境相關(guān)的系列化問(wèn)題(見表1)。
我們仔細(xì)分析上述16個(gè)問(wèn)題后發(fā)現(xiàn),其中情境1引發(fā)5個(gè)問(wèn)題,情境2引發(fā)7個(gè)問(wèn)題,情境3引發(fā)4個(gè)問(wèn)表1“微粒的性質(zhì)”主題化情境相關(guān)的系列化問(wèn)題題,這些問(wèn)題不僅與情境高度關(guān)聯(lián),指向?qū)W科本質(zhì),引起學(xué)生的認(rèn)知沖突;而且高度真實(shí),符合建構(gòu)主義理論關(guān)于一個(gè)好的真實(shí)問(wèn)題的4條標(biāo)準(zhǔn),即:(1)要求學(xué)生作出一個(gè)可檢測(cè)的預(yù)測(cè)(如:?jiǎn)栴}⑤⑦等),(2)利用不很昂貴的器材(如:上述實(shí)驗(yàn)中用到玻璃管、棉簽、塑料小滴瓶等),(3)有一定的復(fù)雜性(挑戰(zhàn)性和開放性),可以使學(xué)生提出多種解決問(wèn)題的途徑(如:?jiǎn)栴}⑧⑩等),(4)適合于小組活動(dòng)[6];上述的16個(gè)問(wèn)題,大多屬于結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題(如:?jiǎn)栴}⑤⑦⑨⑩等),這些結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題來(lái)源于真實(shí)的生活情境,具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)激情,上述的每個(gè)情境中都蘊(yùn)含著諸多的化學(xué)學(xué)科的問(wèn)題,問(wèn)題產(chǎn)生于學(xué)生已有的知識(shí)和即將要學(xué)習(xí)的知識(shí)的“節(jié)點(diǎn)”上,與學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生激烈的矛盾沖突,從而使學(xué)生產(chǎn)生解決新問(wèn)題的欲望。學(xué)科知識(shí)則鑲嵌在問(wèn)題的解決過(guò)程中[7]。這樣,通過(guò)一步步制造懸念,一層一層解決問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生深度思考,促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展,為后續(xù)的深度探究作鋪墊。
3.引導(dǎo)“高探究化”——開展深度化探究,促進(jìn)學(xué)生學(xué)科觀念的形成。
這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的核心?!案咛骄炕笔且龑?dǎo)學(xué)生走向深度學(xué)習(xí)的必然選擇,通過(guò)由淺人深的探究,實(shí)現(xiàn)由知識(shí)到智慧的領(lǐng)悟與理解;通過(guò)由表及里的探究,實(shí)現(xiàn)由知識(shí)走向?qū)嵺`的活化與運(yùn)用;通過(guò)由現(xiàn)象到本質(zhì)的探究,實(shí)現(xiàn)由知識(shí)走向創(chuàng)新的分析與提升。
如何針對(duì)系列化問(wèn)題,開展深度化探究活動(dòng)?這是我們備課團(tuán)隊(duì)需要解決的第三大問(wèn)題,我們備課團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次的深度分析,深度切磋,基于上述主題情境而產(chǎn)生了16個(gè)系列真實(shí)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)一系列深度探究體驗(yàn)活動(dòng)。其探究活動(dòng)及設(shè)計(jì)意圖、認(rèn)知水平分別見表2、表3、表4。
由于問(wèn)題設(shè)置的情境化,系列化,必然引發(fā)探究活動(dòng)的層次化、深入化,即“高探究化”。在上述的系列探究活動(dòng)過(guò)程中,學(xué)生不僅使用了觀察、分類、交流、測(cè)量、推論、預(yù)測(cè)、假設(shè)等一系列的科學(xué)方法,而且還使用了概括、分析、類比、歸納、推理等思維方法來(lái)形成并修正科學(xué)解釋,識(shí)別和分析各種模型,交流和應(yīng)用得出的科學(xué)結(jié)論等。因此,上述的系列探究活動(dòng)不僅僅是外在活動(dòng)的過(guò)程,更是理性思維的過(guò)程。正如杜威所說(shuō),探究是“對(duì)任何一種信念或假設(shè)的知識(shí)進(jìn)行的積極、持續(xù)、審慎的思考”,探究的目的是通過(guò)使用解釋、證據(jù)、推論和概括來(lái)證實(shí)信念[8]。同時(shí),上述的系列探究活動(dòng)關(guān)注的是對(duì)核心知識(shí)的深層理解和遷移運(yùn)用,認(rèn)知水平大多處于較高的“應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”層次,且涉及的大多是劣構(gòu)問(wèn)題解決、元認(rèn)知、批判性思維等高階思維活動(dòng)[9]。更為重要的是,在上述深度探究的過(guò)程中,學(xué)生掌握化學(xué)學(xué)科的核心知識(shí),理解學(xué)習(xí)的過(guò)程,把握化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)及思想方法,形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀,成為即具有獨(dú)立性、批判性、創(chuàng)造性又有合作精神,基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者,成為未來(lái)社會(huì)歷史實(shí)踐的主人[10]。
4.踐行“高反思化”——進(jìn)行反思化總結(jié),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。
這是化學(xué)深度學(xué)習(xí)的保障?!案叻此蓟?,即深度反思,它不是一般意義上的回顧,而是對(duì)自己的思維過(guò)程以及思維結(jié)果有意識(shí)地進(jìn)行科學(xué)、審慎、批判性地回顧、分析、檢查,同時(shí)對(duì)自身的體驗(yàn)進(jìn)行理解、描述和總結(jié)的過(guò)程[11]??梢姡疃确此紝?duì)于學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。但是在現(xiàn)實(shí)中,我們的課堂最缺乏的就是深度反思,尤其是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容困惑、思維逆向、學(xué)習(xí)方法等方面的深度反思。
為此,如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度反思性總結(jié)提升?就成為我們本節(jié)課設(shè)計(jì)的最后一道難關(guān),為了解決這一難關(guān),我們備課團(tuán)隊(duì)在經(jīng)過(guò)多次的深度回顧,深度檢閱本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的每一流程,我們對(duì)“微粒的性質(zhì)”結(jié)課環(huán)節(jié)進(jìn)行如下的四個(gè)反思性總結(jié)追問(wèn),期待能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善及學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
反思追問(wèn)1:同學(xué)們,本節(jié)課我們圍繞了消毒酒精主題情境,對(duì)微粒的性質(zhì)進(jìn)行了系列探究,那么,探究過(guò)程中的哪個(gè)方面(如問(wèn)題、儀器、操作、現(xiàn)象、結(jié)論等)給你留下最深刻的印象?哪些地方讓你有產(chǎn)生了新的困惑?你能提出與同學(xué)分享嗎?
上述的問(wèn)題一經(jīng)拋出,學(xué)生的觀點(diǎn)就層出不窮,學(xué)生1說(shuō):“老師,我對(duì)科學(xué)家為了看到微粒,沒想到顯微鏡的發(fā)明要經(jīng)過(guò)那么多的歷程感受最深”;學(xué)生2說(shuō):“老師,我對(duì)稱量一滴水的質(zhì)量及求算出一滴水中所含的水微粒的個(gè)數(shù)印象最深,沒想到微粒真的那么小,有點(diǎn)不可思議”;學(xué)生3:“老師,我對(duì)玻璃管中棉簽的實(shí)驗(yàn)裝置特別感興趣,沒想到一個(gè)裝置能有那么多用途”;老師老師,學(xué)生4搶著說(shuō):“我對(duì)玻璃管中棉簽?zāi)囊欢俗兗t色的預(yù)測(cè)錯(cuò)了,但經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),我明白了?!薄?/p>
是否有困惑呢?學(xué)生稍作討論,提出了如下的困惑,學(xué)生5說(shuō):“我們這一組同學(xué)對(duì)滴有濃鹽酸和濃氨水的棉簽分別靠近,在靠近濃鹽酸的一端產(chǎn)生白煙,感到困惑,到底是與微粒的何種性質(zhì)有關(guān)呢?可能還需要更深入的探究?”;學(xué)生6說(shuō):“在玻璃管中,酒精與水混合配制消毒酒精導(dǎo)致總體積變小,會(huì)不會(huì)存在液體與液體混合后,總體積不變或總體積變大的情況呢?”;生7說(shuō):“本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了微粒的三大特性,微粒還有沒有其它的特性呢?”……
由此可見,在結(jié)課環(huán)節(jié)中,只要反思性問(wèn)題引導(dǎo)得當(dāng),指向明確,留給學(xué)生較為充足的時(shí)間,學(xué)生的觀點(diǎn)就一定會(huì)層出不窮。由此也引發(fā)我們的思考,一節(jié)課中給學(xué)生留下深刻的印象越多或能引發(fā)學(xué)生進(jìn)行有價(jià)值的反思越深刻,深度學(xué)習(xí)的效果就越顯著。
反思追問(wèn)2:(展示一瓶消毒酒精),此時(shí)此刻,假如將你化作一個(gè)酒精的微粒,在你的周圍,你會(huì)看到什么?
學(xué)生對(duì)這一擬人化的假設(shè)問(wèn)題,興趣也比較濃厚,因?yàn)樗麄兿牖骶凭奈⒘#M(jìn)入消毒酒精的溶液中探究竟,“老師,假如我是酒精的微粒,我將變得很小很小很小,我在不停地運(yùn)動(dòng),我看到水微粒也在運(yùn)動(dòng)”,生1說(shuō);“老師,假如我是酒精微粒,我可以在水微粒間自由馳騁,但我感覺到我會(huì)與水分子發(fā)生碰撞的幾率非常高,我會(huì)經(jīng)常摔跤”,生2小聲地說(shuō);“老師,假如我是酒精微粒,我感覺到我的運(yùn)動(dòng)速率比應(yīng)該水微粒的運(yùn)動(dòng)快,我將跳出液面,跑到瓶子上方空氣的微粒的空隙中”,生3興奮地說(shuō);……其實(shí),上述反思追問(wèn)2就是對(duì)本節(jié)核心知識(shí)——微粒的三大性質(zhì)的鞏固復(fù)習(xí),從學(xué)生的回答中有許多深層的思維在其中,我們覺得這樣的教學(xué)效果比機(jī)械地做題來(lái)得好。
反思追問(wèn)3:請(qǐng)你繼續(xù)展開想象的翅膀,暢想一下:假如微粒不運(yùn)動(dòng),微粒間無(wú)空隙,這個(gè)世界將會(huì)變成何樣?
這一逆向反思性問(wèn)題一經(jīng)拋出,學(xué)生的情緒更加高漲,“我們將聞不到花香、酒香、臭味,我們的世界將變得索然無(wú)味”“糖塊、食鹽將無(wú)法溶解在水中,我們將喝不到糖水及鹽水”“濕衣服永遠(yuǎn)無(wú)法晾干”“溫度計(jì)無(wú)法指示溫度的高低川物質(zhì)不會(huì)有三態(tài)變化”……平時(shí),我們經(jīng)常從正向考查學(xué)生的知識(shí)點(diǎn),過(guò)多培養(yǎng)的是學(xué)生的正向思維,如果從逆向進(jìn)行提問(wèn),學(xué)生的逆向思維可以得到訓(xùn)練,或許會(huì)收到不一樣的教學(xué)效果。
反思追問(wèn)4:請(qǐng)小組合作,以黑板上的“物質(zhì)”“微?!薄昂苄 薄斑\(yùn)動(dòng)”“空隙”“溫度”“壓強(qiáng)”等關(guān)鍵詞,自主建構(gòu)本節(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,可以賦予這些圖以生命的色彩。
學(xué)生很快就畫出各種各樣的涉及本節(jié)主要知識(shí)的結(jié)構(gòu)圖,有許多的創(chuàng)意設(shè)計(jì),學(xué)生在自主展示作品的同時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生一起去修正、完善、評(píng)價(jià)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,并與學(xué)生一起歸納本節(jié)課所涉及到的化學(xué)研究的方法(如宏微結(jié)合、定性定量、控制變量、微型化、綠色化等),同時(shí)提醒學(xué)生今后隨著學(xué)習(xí)的深入,本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖還會(huì)不斷地壯大。我們這樣設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生將碎片化知識(shí)鏈接成結(jié)構(gòu)化知識(shí),讓學(xué)生明白:盡管現(xiàn)在只有一節(jié)內(nèi)容,今后會(huì)從一節(jié)內(nèi)容到兩節(jié)內(nèi)容,從兩節(jié)內(nèi)容到一章內(nèi)容(如混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物、元素、分子、原子、離子等),從一章內(nèi)容再到跨章節(jié),甚至跨學(xué)科學(xué)習(xí),這樣,物質(zhì)與微粒間的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖(或知識(shí)樹)會(huì)源源不斷地得到豐富和完善,從點(diǎn)到線,再到面,一張張知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)在學(xué)生心中形成,非常的壯觀……
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*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于生活化情境的初中化學(xué)教學(xué)課例研究”階段性研究成果(編號(hào):E-c/2020/04)。