胡久华：以深度学习促核心素养发展的化学教学
化学学科深度学习旨在通过具有化学学科特色的挑战性任务，促进学生化学学科核心素养的发展。指向深度学习的化学教学设计是单元学习主题统领的单元整体教学设计，具体包括：确定单元学习主题、确定单元学习目标、整体规划单元学习主题的教学、设计单元学习活动、设计持续性评价。实施深度学习，关键在于让学生充分实践体验，充分预设与生成，实现深度互动，教师指导与讲解到位。这需要教师不断实践，不断改进，在教学改进过程中获得专业发展。
如何实现学生深度学习，促进核心素养发展，是当前基础教育教学急需攻坚的问题，具有重要的意义。实现深度学习能够促进学生学习方式的真正改变，落实学生核心素养的发展，促进新一轮课程改革在实践层面的有效推进。此外，实现深度学习还能够揭示信息化时代学习的本质和课堂教学的根本任务。
一、什么是化学学科深度学习
化学学科深度学习指的是在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，开展以化学实验为主的多种探究活动，从宏微结合、变化守恒的视角，运用证据推理与模型认知的思维方式，解决综合复杂问题，获得结构化的化学核心知识，建立运用化学学科思想解决问题的思路方法，培养科学探究与创新意识、科学态度与社会责任，促进化学学科核心素养的发展。
化学学科深度学习旨在通过具有化学学科特色的挑战性任务，促进学生化学学科核心素养的发展。其学习目标更强调在获得化学核心知识的基础上，促进化学学科核心素养的发展；其学习过程强调化学学科特有的学习活动——以化学实验为主的多种探究活动，实现学生学习方式的改变，让学生完成挑战性任务，积极参与，产生情感共鸣；其学习结果更强调化学学科思想方法的理解与运用。
二、指向深度学习的化学教学设计
深度学习的发生需要条件，教师对学习目标、学习内容、学习过程、学习评价的设计是深度学习发生的保障。为了实现学生的深度学习，教师需要依据化学核心知识，确定单元学习主题，依据该单元学习主题的知识结构及其挑战性任务，设计整个教学过程。单元学习主题统领的教学是打通知识到素养的通道，通过让学生完成具有挑战性的任务促进对化学核心知识和学科思想方法的深刻理解，实现迁移应用，培养学生的关键能力、必备品格和正确价值观。
以单元学习主题统领的单元整体教学设计，具体包括：确定单元学习主题、确定单元学习目标、整体规划单元学习主题的教学、设计单元学习活动、设计持续性评价。
（一）确定单元学习主题
深度学习倡导单元学习主题教学，“单元学习主题”是课程实施的单元，以学科核心素养及其进阶为目标，对相关教学内容进行整合，体现学习目标、学习情境、学习活动和学习评价的一致性。
如何确定单元学习主题？确定单元学习主题时要考虑课程标准、化学核心知识结构和学生经验。单元学习主题可以是社会性议题或者热点问题，也可以是日常生产生活需要解决的问题，还可以是化学学科问题。学生身边需要解决的实际问题更具有驱动性，学生更有兴趣去解决。
确定单元学习主题是深度学习教学设计的首要问题，其思路流程如图1所示。
1.明确核心知识，构建知识结构框架
通过研究化学课程标准和教材，以及对化学学科知识的理解，明确化学核心知识，构建知识的结构框架。例如，初中金属内容，如果关注的是金属本身的知识内容，构建的知识结构包含金属性质、金属应用、金属制备等内容要素；如果整合与金属相关的内容，不仅考虑金属本身的结构框架，还考虑金属应用的材料领域的结构框架（材料的成分、性能、制备、使用），并且将材料的结构框架和金属知识的结构框架构建联系，就能构建更具整合性的知识结构框架，属于更高水平的知识框架。越高水平的知识框架，越能包含不同维度的内容，越能反映学科本质和学科思想方法。教师不仅要关注教科书中某节（ 课题） 中的具体知识，更要关注整章（单元）的知识，挖掘不同节（ 课题） 、章之间教学内容的关系，重视联系实际、科学探究与化学知识间的联系，关注与其相关的化学课程标准的其他内容专题，例如化学与社会发展、科学探究等。
2.挖掘知识承载的学科核心素养
深度学习的目标不仅仅是让学生获得核心知识，更要让学生获得学科核心素养的发展。也就是在知识学习的基础上，发挥知识的育人价值。核心知识是有功能的，能够承载化学学科核心素养，越是核心的知识，越具有教育价值。
如何挖掘知识的教育价值？需要知道学科核心素养有哪些，结合具体知识再进行深入分析。构建出的知识结构有助于挖掘知识的教育价值。例如，构建出初中金属主题的知识结构，有助于挖掘出金属内容承载的研究一类物质性质的思路方法，属于“科学探究与创新意识”核心素养的发展点。如果构建的知识结构包含了材料维度，就能进一步挖掘出金属性质与材料的关系，体现出材料问题分析的基本框架，体现出从化学视角分析金属材料选择和使用的思路方法。如果知识结构中整合了物质制备及其使用与环境、社会的关系，就能够挖掘出金属内容承载的“科学态度与社会责任”核心素养，通过分析金属矿物的开发和金属材料的使用对环境、人类健康、社会发展带来的影响，可以促使学生能够权衡利弊，分析实际问题时结合可持续发展价值观念，锻炼学生做出决策的能力。
3.寻找承载核心知识的实际问题或任务
情境化的教学更能够培养学生的化学学科核心素养，体现知识的育人价值，也更能体现知识的应用价值，培养学生的问题解决能力，具有驱动力和挑战性。因此，明确知识结构，确立知识承载的学科核心素养之后，还需要寻找承载知识的问题或任务，特别是学生感兴趣的热点问题以及学生身边需要完成的实际任务。例如，金属相关的实际问题包括：易拉罐材料的选择与使用、不锈钢保温杯的选择与使用、合理使用金属制品等。
4.调研学情、学习需求，确定单元学习主题
教师通过对学生的访谈或调查问卷，了解学生感兴趣的与核心知识相关的实际问题和任务，考虑学生的问题解决能力，进而确定单元学习主题。例如，结合日常生活中与金属材料密切相关、学生感兴趣的问题——易拉罐材料的选择和使用，进而确定单元学习主题为：为我的易拉罐材料代言。这一主题属于实际问题解决类学习主题。实践表明，这类单元学习主题学生非常喜欢，主题名称彰显挑战性和驱动性。
如何诊断单元学习主题是否合适？好的单元学习主题往往涵盖核心知识，体现知识结构框架；有稳定的认识领域和研究对象，需要一定的认识角度和思路；有真实的客观存在或应用；与其他内容专题具有实质性联系，具有复杂性和综合性，承载全程持续学习；学生感兴趣，具有驱动性，可实施。好的单元学习主题名称彰显挑战性或体现化学学科核心素养。例如基于证据探索物质世界构成的奥秘、从化学视角分析解决环境问题——酸雨、基于模型系统分析电化学复杂问题等。
（二）确定单元学习目标
深度学习的学习目标与常规学习目标的相同点是：知识目标符合化学课程标准和教材的基本要求，水平符合学生的已有基础。
深度学习的学习目标，以核心知识为载体，指向学生对学科思想和方法的理解，指向迁移应用所学知识和方法解决问题的能力；关于学科思想方法和核心素养方面的目标，不是泛泛而谈，而是具体明确、可探查的；知识、方法、观念、能力等各维度是整合、紧密结合在一起的。一般通过主要活动或问题解决，获得核心知识，建立解决问题的思路方法，培养必备品格和正确的价值观念。
确定单元学习目标时，要将单元学习主题承载的化学学科核心素养具体化，要把知识、方法、能力、观念、态度等进行整合。思路流程如图2所示。
1.依据课程标准要求和教材中的教学内容，依据化学知识承载的核心素养，结合单元学习主题，初步列出单元学习目标
化学课程标准中的内容标准规定了课程内容及其基本要求；教材给出了具体的教学内容，通过单元学习主题对教学内容进行了重组和整合，明确了需要落实的化学学科核心素养；结合单元学习主题，将核心素养具体化。教师要将课程标准、教材、单元学习主题三者相互结合，综合分析，初步列出单元学习目标，特别是化学学科核心素养层面的具体学习目标。
2.结合学情分析，综合考虑学生发展空间，多方论证，确定单元学习目标
由于深度学习非常强调学生在学科核心素养方面的发展，制定学习目标要明确具体的学科思想方法。这就需要了解学生的已有观念、方法、能力、素养水平，在此基础上，才能确定通过单元学习主题教学期望学生发展到的水平。由于以往教师更多关注的是学生在具体知识方面的学情，因此需要通过访谈、问卷等方法确定学生在观念、方法、能力、素养方面的已有基础。最后，再综合考虑学生发展空间，确定核心素养方面目标的具体内容及其水平，进而确定单元学习目标。
（三）整体规划单元学习主题的教学
确立单元学习主题和单元学习目标之后，教师要进行单元学习主题的整体规划，综合考虑问题解决过程、知识逻辑顺序、学生的认知发展、学生的能力发展。单元学习主题教学的整体规划一般分为三个阶段：设计问题；规划课时及其安排；系统审视、优化设计（图3）。
1.拆解任务，设计问题，包括确立主题的核心问题、驱动问题和内容问题
依据单元学习主题，拆解任务，确立核心问题，然后依据核心问题解决的基本框架、学生认识能力发展层级设计驱动问题。核心问题是主题的关键问题，驱动问题一般具有普适性和开放性，符合完成主题教学的基本思路和框架，值得不断探究，能激发学生的好奇心，并且需要高层次思维。
2.规划课时及其安排
首先依据学生能力估计任务完成所需的时间，进而规划每个任务的课时及其安排。尽可能通过单元学习主题涵盖主要的教学内容，实在无法进入主题中但需要掌握的零散知识点，可以在单元学习主题教学的不同阶段进行专门的梳理。然后，确定每课时需要完成的任务，明确具体问题、知识、活动、素材等。在该阶段需要统筹安排课上和课下任务，确保需要教师指导的核心活动在课上进行，学生可以自主完成的任务在课下完成。课下任务是课上任务的延伸或者为课上任务提供基础。
3.系统审视，优化设计
再次检查确认：是否涵盖了化学核心知识；是否围绕单元学习主题，合理设计了驱动问题；是否将教学内容与问题解决进行了较好的融合；是否体现了解决问题的思路和框架；是否提供了适用于学生化学学科核心素养发展的活动；课上课下任务安排是否合理且有可操性。根据发现的不足，进行教学设计的改进和优化。
（四）设计单元学习活动
设计单元学习活动，需要整体考虑问题解决过程，特别是驱动问题解决所需要的活动，让学生真正经历问题解决的过程，确保核心素养发展所必要的活动，注重活动的开放度。此外，还要尽量在整个单元学习活动中，让学生体验关键能力的不断进阶，从学习理解到实践应用，再到迁移创新。
1.根据驱动问题和内容问题解决的需要设计活动
教师需要综合考虑驱动问题的需要和重要性（能否落实学生化学学科思想方法的建构和核心素养的发展）、学生的活动经验基础、教学时间安排等确定活动形式。越是需要学生建构问题解决能力的，越需要探究、研讨等活动形式，让学生经历自主解决问题的过程；越是重要的化学核心知识，越需要学生经历探究、研讨等活动形式，让学生亲自经历知识的建构过程或者问题解决过程。不要盲目地让学生查找资料或者汇报，需要分析资料查阅或者汇报的过程中学生能够收获什么。如果仅仅让学生获得事实性知识，就需要谨慎使用了。
2.确保核心活动的重要地位和实施空间
由于教学时间有限，教师需要分析活动的主次，确保核心活动的重要地位和实施的空间，确保核心活动的开放度，避免学生的实践性和自主性过小。重要的需要教师指导的活动在课堂上进行，给学生充足的时间，次要的、学生能够自主进行的活动课下进行。因为学科思想方法的获得，特别是化学学科核心素养的培育，需要学生真正自主进行活动，仅凭教师的阐述分析或总结提炼是不能将其直接内化为学生的能力或者行为的。
3.统筹设计课上活动与课下任务
单元学习主题的活动设计，不仅要考虑不同课时间的活动关系，满足整个单元系统的问题解决框架或者学生认识能力发展的进阶，还要密切考虑课上活动与课下任务的统筹安排，满足课上活动的需要与课后的延伸。例如，分析铁、铜、铝材料的成本这一驱动问题，需要在课堂上进行深入的探讨分析，教师先让学生课下自主查找资料，分析从成本的角度看，更倾向选择铁、铜、铝中的哪种作为易拉罐的材料。该任务放在课下进行，既为课上研讨材料成本问题奠定了基础（学生初步具备了分析金属材料成本的基本角度），又让学生在查找资料解决问题的过程中获得了一些基本的化学知识（铁、铝、铜的制备方法等）。此外，也为课上的研讨提供了一些基本资料和认识。这种课下任务的设计既与学习目标一致，又具有驱动性，还能够服务于课上活动，增强课上活动学生参与的积极性和思维的深刻性，很符合深度学习活动的特点。
4.结合多个方面综合考量活动的质量
为了确保活动的适宜性，需要对设计出来的活动从多个方面进一步考量：重要的活动是否与深度学习目标相契合；是否让学生参与了挑战性任务；重要活动是否给予了充足时间，是否让学生进行了充分实践或者完整体验；课上课下活动是否有机结合，分配和衔接是否合理；在整个单元学习主题中，学生是否经历了多样化的活动形式；每个活动的目的与内容、形式与组织、素材选取与使用是否匹配，例如，根据需要确定是否让学生进行资料的查阅和汇报，避免盲目地让学生活动。活动的目的是为了解决问题，需要根据问题的类型和解决问题的目的，选择适宜的活动形式。总之，应该讲解的时候，要讲解得清楚、到位；该指导示范的时候，要指导得清楚、示范得清晰； 该让学生探究的时候，要让学生进行充分的探究。
（五）设计持续性评价
持续性评价是指整个单元学习主题教学过程都要进行评价，包括教学前、教学中的重要环节和教学后。持续性评价的内容既包括核心知识，又包括化学学科思想方法、问题解决能力、必备品格和价值观念等。在单元学习主题教学中，学生的发展是通过一系列的学习活动逐渐进阶的，教师通过持续性评价不仅要诊断学生的素养水平，还要通过活动中的过程性评价促进学生核心素养的进阶，并且依据学生的表现调整教学进程及其活动。要达成上述目的，需要对持续性评价进行整体规划，设计持续性评价方案，具体包括评价目标、评价标准、评价任务、评价方式与评价工具。单元学习评价方案设计的思路和流程如图4所示。
评价目标与单元学习主题学生化学学科核心素养发展目标要一致，评价标准指向化学学科核心素养具体内涵的活动表现，评价任务对应单元学习活动，评价方式要多样化，可以是教师和学生的即时点评，可以是教师的阶段性总结评价，也可以是依据评价工具的活动表现评价等。
针对核心活动的评价需要结合一定的评价工具——评价量表，可以是教师的观测量表，也可以是学生的自我检查清单。设计观测量表，要根据评价目标和评价标准进行等级细化，找到区分水平的行为表现差异点，确定等级指标，以便于观测评量。学生的自我检查清单的设计，需要遵循导向性和过程性原则，能够反映学生活动中的关键要素，引导学生积极的活动表现，促进学生自我反思。
在设计单元学习评价方案时，还要预设学生的表现，进一步设计指导反馈的内容。与活动相融合的评价，需要教师关注如何对学生进行即时的反馈和指导。既要通过评价反馈帮助学生概括问题解决的思路或者角度，还要通过追问引导他们发现自己思维或者问题解决思路方法中存在的不足。在提前预设的基础上，教师应结合课堂上学生的真实表现，进行针对性的评价反馈。
三、指向深度学习的化学教学实施
教师在实施深度学习时，经常面对如下问题：即使设计了多样化的学习活动，但在实施时却变成了教师的启发讲解，没有让学生充分实践体验；由于让学生充分探究和体验，课上时间很紧张；学生呈现了丰富多彩的表现，教师不知如何对学生的表现给予反馈评价，课堂上出现了较多与预设不一样的情况等。面对这些问题，教师需要具备一些基本的应对策略，更需要通过教学实践，逐渐养成实施深度学习的教学观念和教学行为习惯。
（一）实现学生的充分实践体验，让学生亲历问题解决过程
教师需要思考是否让学生真的活动，是否提示问题解决的角度和思路，是否示范问题解决的角度和思路，这是教学开放度的重要指标。虽然教师在备课中已经对单元学习主题教学进行了规划，并不代表学生一定要按照教师规划的进行，教学要充分体现学生解决问题的自主性。
（二）充分预设与生成
教师要预设和捕捉学生核心素养的行为表现，根据学生的实际，及时调整教学活动。由于深度学习强调学生的自主体验实践，开放性比较大，与教学预设不一致的“意外”情况发生的频率较大。为了能够及时应对“意外”，顺利开展活动，在活动实施之前，教师需要做到精心备课，根据学生的知识和能力基础、思维发展水平，从学生视角分析核心活动，提前预设学生可能出现的问题，并想好对策。对于临时出现的“意外”，教师要分清主次，明确每个活动要达到的目标，将学生的行为与活动目标进行关联，做出应对，不要被“意外”牵着走。教师需要不断地积累和反思，丰富学科知识、总结实施开放性活动的经验，才能运用简明、学生能够理解的语言对超出范围的问题进行解释。
（三）实现深度互动
基于学科核心素养发展的需要，实现对话、追问和思维外显。应用信息技术提高交流的效率和深度，信息技术手段给学生提供了多样的展示方式和途径，学生可以运用PPT、视频、微信群、公众号等多种方式展示学习成果和作品，还可以实现生生之间的充分交流，深度研讨，甚至相互评价。单元学习主题教学中，需要丰富的学习资源，包括实际问题的素材、真实的场景图片，问题解决需要的资料等，这些都可以通过信息技术手段更加有效地提供和呈现，可以运用PPT、iPad、公众号等方式让学生更加直观地获得信息。教师还需要不断积累经验，明确如何开展针对性的追问和引导，外显学生问题解决的思维过程，外显关键能力。
（四）指导与讲解到位
教师要进行必要的示范，呈现相关的资料、证据，给予学生针对性的反馈评价，外显和提升解决问题的方法和思路。教师需要真正了解学生，明确学生在问题解决和学习过程中的障碍和困难，针对核心素养发展的需要，给学生提供问题解决的资料和方法支架，对学生在问题解决过程中的表现，给予针对性的评价反馈，让学生更好地了解自己的优势和存在的不足，促进学生核心素养的持续进阶。
深度学习强调以任务和问题解决为依托组织教学内容，以学生为主体开展教学活动，以多样化方式和策略展示学习成果。这些都要求教师熟悉问题解决教学、主题教学、项目式教学等教学方法，要求教师自身具有综合解决问题能力，具备创设学习环境、组织和管理课堂等各方面教学策略和教学行为。需要对教师在教学过程中的角色进行重新定位，教师不再仅是知识的传授者，更是活动开展的组织者、引导者、咨询者和评价者。教师固有的教学行为和习惯会在一定程度上影响深度学习的实施，这就需要教师在教学改进中，逐渐改变教学理念和教学行为，设计和实施真正促进学生核心素养发展的深度学习过程。
（作者：胡久华，北京师范大学化学学院教授。）
版权声明
文章及图片来源于《基础教育课程》杂志2019年第2期（合），转载需注明出处
微信编辑|肖雪
往期精选全国中文核心期刊首个国家级课程教材研究专业机构——课程教材研究所唯一专业期刊
《基础教育课程》杂志是教育部主管、教育部基础教育课程教材发展中心主办的课程教学专业期刊。本刊以推进基础教育课程改革为主旨，解读新政策、推广新成果、宣传好经验，为基础教育管理者、研究者及实践者提供权威专业服务。
杂志上期聚焦：课程、教学、教材、评价，下期关注：学校、学科、教师、资源及教育随笔等。欢迎订阅、投稿（不收取任何版面费及编辑费）。
投稿邮箱：kecheng@ncct.gov.cn
订阅电话：010-58556775