深度學(xué)習(xí)與“HPS”結(jié)合 培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)踐與研究

葉建偉

摘? ?要：本文以“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)為例，探討如何深入挖掘化學(xué)史，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理論，并融合科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)等內(nèi)容開展教學(xué)實(shí)踐研究，從而達(dá)到培育學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);深度學(xué)習(xí);HPS;核心素養(yǎng)

1? 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和意義

深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提倡在學(xué)習(xí)過程中抱有批判性的態(tài)度，與淺層次的學(xué)習(xí)存在多方面的差異。深度學(xué)習(xí)不僅關(guān)注在批判的基礎(chǔ)上進(jìn)行理解，更要求在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶;強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程中，關(guān)注知識(shí)聯(lián)系，關(guān)注知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系的建構(gòu);注重解決實(shí)際問題，提倡樹立主動(dòng)學(xué)習(xí)的人生目標(biāo)[ 1 ]。

深度學(xué)習(xí)所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)理念與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有許多相通的地方。基于深度學(xué)習(xí)理念，開展化學(xué)課堂教學(xué)，切實(shí)地將學(xué)生當(dāng)做課堂的主體，能有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的深入理解和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)，有利于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

如何將深度學(xué)習(xí)運(yùn)用到化學(xué)課堂中呢？北師大的胡久華副教授在《指向深度學(xué)習(xí)的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐改進(jìn)》一文中提出了 “深度學(xué)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)四要素：挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)主題、深度學(xué)習(xí)目標(biāo)、深度學(xué)習(xí)活動(dòng)、持續(xù)性評(píng)價(jià)[ 2 ]。這四要素是運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理論開展教學(xué)的重難點(diǎn)。

2? HPS教育

HPS教育是關(guān)注科學(xué)史背后所蘊(yùn)含的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)的教學(xué)理念，提倡在進(jìn)行科學(xué)教育的同時(shí)滲透科學(xué)哲學(xué)，并深入闡述科學(xué)與社會(huì)發(fā)展之間的聯(lián)系，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者深入理解知識(shí)本質(zhì)，達(dá)到提升科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，就是科學(xué)家認(rèn)識(shí)自然，挑戰(zhàn)未知的過程。在這一發(fā)展歷程當(dāng)中，科學(xué)家一步步突破挑戰(zhàn)，通過深入淺出的研究，最終奪取了科學(xué)海洋里的一顆顆明珠。在化學(xué)教學(xué)中，是否可以化學(xué)史為線索創(chuàng)設(shè)挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題;以科學(xué)發(fā)展過程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為背景設(shè)置深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng);深入剖析知識(shí)中所蘊(yùn)含的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)的內(nèi)容，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)呢？

3? 教學(xué)實(shí)踐

筆者嘗試以魯科版高中化學(xué)必修一第二章第三節(jié)第一課時(shí)“氧化還原反應(yīng)”為例，研究如何運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理論和HPS教育相結(jié)合培育學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.1? 歷史背景分析

生產(chǎn)生活當(dāng)中的許多化學(xué)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。人類對(duì)于氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)最早可以追溯火的運(yùn)用，中間歷經(jīng)了氣體煉金術(shù)時(shí)期;直到18世紀(jì)普利斯特里成功地制得了氧氣，科學(xué)家在此基礎(chǔ)上總結(jié)許多物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)，并逐漸地從得到氧和失去氧的角度認(rèn)識(shí)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。19世紀(jì)科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)展和延伸化合價(jià)的概念，從化合價(jià)的角度重新認(rèn)識(shí)了氧化還原反應(yīng)，將反應(yīng)前后有化合價(jià)變化的反應(yīng)稱之為氧化還原反應(yīng)。20世紀(jì)初，價(jià)鍵理論、電負(fù)性等相關(guān)概念的建立，促進(jìn)科學(xué)家從得失電子的角度深入理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。1948年，氧化數(shù)概念被提出，直到1970年國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)，從氧化數(shù)變化的角度，最終定義了氧化還原反應(yīng)的概念。

3.2? 教材分析

初中階段學(xué)生是從得氧和失氧的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，此時(shí)氧化和還原的概念相互對(duì)立。高中階段從化合價(jià)入手，進(jìn)而深入到得失電子的本質(zhì)認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，從而形成了氧化和還原之間對(duì)立和統(tǒng)一的關(guān)系。

人類對(duì)于氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)是對(duì)于自然界不斷探究和了解的一個(gè)縮影。在開展化學(xué)教學(xué)的過程中，建構(gòu)氧化還原反應(yīng)這一概念時(shí)，可以結(jié)合科學(xué)發(fā)展史、社會(huì)生活背景等方面展開，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考，切實(shí)的參與到學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，去感知、體驗(yàn)和嘗試構(gòu)建“氧化反應(yīng)”和“還原反應(yīng)”之間的聯(lián)系，從而形成一個(gè)立體、完成的知識(shí)體系，同時(shí)還能啟發(fā)學(xué)生去思考這樣的學(xué)科哲學(xué)命題——“氧化”和“還原”原來不是同一事物的兩面，而是事物間不斷變化和發(fā)展的結(jié)果。

3.3? 教學(xué)思路

教學(xué)思路詳見圖1。

3.5? 案例反思

以氧化還原反應(yīng)發(fā)展史為線索，溯源人類對(duì)于氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)過程，設(shè)置挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)主題和目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考，通過一個(gè)個(gè)探究環(huán)節(jié)，不斷完善認(rèn)知，建構(gòu)概念，使初高中的知識(shí)銜接通過科學(xué)發(fā)展史巧妙的融合在一起。同時(shí)，深入挖掘化學(xué)史中所蘊(yùn)含的社會(huì)學(xué)和科學(xué)哲學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生敬畏自然、崇尚科學(xué)的精神品質(zhì)，達(dá)到培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

4? 實(shí)施建議

4.1? 追根溯源，整合知識(shí)

聯(lián)系化學(xué)史和生產(chǎn)生活，深入追溯化學(xué)知識(shí)的來龍去脈，幫助學(xué)生形成知識(shí)脈絡(luò)，完善知識(shí)體系，從而達(dá)到全面的知識(shí)建構(gòu)。運(yùn)用化學(xué)史素材的時(shí)候需要緊緊圍繞授課知識(shí)主線，擇其重點(diǎn)，達(dá)到素材為課堂所用，教學(xué)不為素材所累的目的。

4.2? 深入挖掘，升華情感

情感的升華亦是深度學(xué)習(xí)的效果體現(xiàn)之一。在運(yùn)用化學(xué)發(fā)展史的同時(shí)，要深入挖掘科學(xué)發(fā)展過程中所蘊(yùn)含的關(guān)于人類社會(huì)學(xué)和科學(xué)哲學(xué)的內(nèi)容，從而提升學(xué)生的情感認(rèn)知，內(nèi)化學(xué)學(xué)生的思想品質(zhì)，從而達(dá)到崇尚科學(xué)，尊敬自然的目標(biāo)。

4.3? 圍繞素養(yǎng)，突出重點(diǎn)

運(yùn)用化學(xué)史等素材為開展深度學(xué)習(xí)提供服務(wù)時(shí)，要注意學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)置重點(diǎn)需明確，方向要精準(zhǔn);在擴(kuò)展教學(xué)知識(shí)、擴(kuò)寬教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，需牢記所有教學(xué)內(nèi)容的展開，要始終圍繞課程目標(biāo)的實(shí)施及學(xué)科核心素養(yǎng)培育等目標(biāo)進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學(xué)習(xí)”的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐改進(jìn)[J].課程.教材.教法，2017，37（3）：90-96.

[2] 江敏.在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)——“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)設(shè)計(jì)與思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012（6）：16-19.