促进学生深度学习的教学设计

解释型 回答 3.7%
创造型 回答 11.8%
浅层学习（Surface Learning）
• 孤立记忆 • 信息零碎、分散，缺乏逻辑性和连贯性 • 非批判性接受知识
http://v.ifeng.com/news/society/201208/b278fbe9-5ed8-4250-9e31071afc39485b.shtml
表4 深度学习和浅层学习的比较
深度学习
学习目标 学习形态 知识体系 学习动机 投入程度 信息技术 思维层次 迁移能力 建构反思 关注解决复杂问题所需要的核心知 识和学习者高阶思维能力的发展 深层加工、深度理解及长期保持； 知识建构、迁移应用及问题解决 新旧知识联系的、多学科融合的 ，复杂问题为主线， 内在的、满足求知乐趣的自身需求 主动学习
评价 分析 应用
理清材料各部分间的关联程 度和因果关系，寻找规律 利用模型或基本概念、原 理在不同的情境中转换
从信息中建构意义 （含新旧知识的连结） 从长时记忆中提 取重要知识
领会
知道
图4 布卢姆教育目标认知水平和深度学习的关系
教学目标
金属的电化学腐蚀和防护 • 能够利用宏观-微观-符号 三重表征方式分析比较吸 氧腐蚀和析氢腐蚀的本质 和原理； • 会应用金属电化学腐蚀的 原理解释和设计生产生活 中金属的防护方法； • 体会化学与生产生活的密 切关系、利用化学原理可 以趋利避害。
5.79 10.55 4.68 4.79 13.68 9.06
平均
表2 12节高中化学公开课学生回答问题字数统计
学生回答字数 百分比
1-4字 56%
5-10字 21%
10字以上 23%
表3 12节高中化学公开课学生回答问题水平统计
学生回答 水平 百分比
机械型 回答 8.2%
答案型 回答 76.3%
师：（发问）很好，升华就由固态变为气态，很好。在这 个过程中，二氧化碳分子有没有改变啊？ 生：（齐答）没有 师：（追问）没有。改变的是什么？ 生：（回答）状态 师：（追问）对，宏观的是状态，微观呢？ 生：（回答）分子间的距离 师：（追问）分子之间的距离，对不对？那也就说明，分 子间的作用力啊，相对来说强不强啊？你们看，在常温下 ，我就可以怎么样？克服它。由固态变为气态了吧？相对 来说强不强？ 生：（回答）不强
浅层学习
关注关注解决浅显问题所需的基本知识 和技能， 通常为低阶思维能力的获得 被动接受、简单重复和机械记忆 单学科的、零散的、简单的、孤立的、 不相关的事实或概念，浅显的问题 适应非自身需求的外在压力 被动认知
作为学习工具（认知工具、协作工 作为辅教工具（播放和演示）-从技术中 具、探究工具）-用技术学习 学习 高水平思维（创新能力、问题求解 能力、决策力和批判性思维能力） 灵活运用所学知识和能力，将其迁 移到实践中，解决实际问题 逐步加深理解，批判性思维、自我 反思（元认知） 低水平思维 （知道、记忆、背诵等） 只限于机械解决问题，不能综合、 灵活运用所学知识 学习过程中缺少反思
金属的电化学腐蚀和防护
Q1：为什么暖宝宝一旦与接触空气， 即开始发热？根据组成预测可能发生 的反应？ Q2：根据原电池知识，判断如图所示装 置(暖宝宝模拟装置）能否产生电流？ Q3：为什么不是H＋ 得电子生成H2而是 O2得电子呢？
情境：金属腐蚀带来的损失
旧知：化学反应中 的能量转化，原电 池及其工作原理 新知：吸氧腐蚀
碎片化 图像化 多任务
浅阅读
文字感悟能力和 抽象思维能力的 缺失
一、深度学习：为何？
信息化时代的碎片化学习 学生学习方式的虚伪变革
案
Zn
例
探究实验：Zn与Cu插入稀硫酸的现象与解释
实验
现象
结论或解释 锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反应 锌与稀硫酸反应 铜与稀硫酸不反应
锌片表面有气泡
稀H2SO4
G
H I J K L
326
191 308 283 283 312 272
4623
2679 5550 5335 5335 5719 5012
89
42 64 97 68 63 75
913
463 526 1140 965 418 616
3.66
4.55 4.81 2.92 3.68 4.95 3.8
5.06
旧知:除杂 原理，沉 淀的生成 Q4 :FeS与 上层清液 中低浓度 的Cu2+反 应转化为 CuS的可 行性？
旧知：沉淀溶解平衡
旧知：溶度 新旧知：Ksp的 积的计算 影响因素，沉 淀的转化
新知：沉淀 的转化
新知获得的过程（认知规律）
新知识的获得是与已有知识经验、认知结构发生联系 的过程，是主动认识理解的过程，通过“同化”或“顺应” 使新知识纳入已有的知识结构。
惰 性 知 识
即便知识的组织方式是结构 化的，但由于这些结构多是 以学科逻辑链接在一起，缺 乏情境脉络的支持，因而在 遇到问题时无法与问题情境 对接，找到有针对性的解决 策略，这种图式则是僵化、 无效的
教学情境
金属的电化学腐蚀和防护
沉淀溶解平衡的应用
教学情境的4个层次
产生能够迁移到其他情境的一般性知识
案
例
公开课《微粒之间的相互作用力》教学片断
老师展示盛有干冰的容器 师：（讲述）我们先来看一个物质，我要先戴上手套，知道 我为什么要戴手套吗？ 学生思考 师：（发问）知道为什么吗？ 生：（回答）太冷 师：（讲述）哦，太冷，很好，你很聪明。 老师倒出药品 生：（回答）干冰 师：（发问）哦，立刻就知道了，干冰，是不是？很好。它 的温度怎么样？较低，是不是？那么在常温下它会发生什么 变化？ 老师向学生展示干冰 生：（齐答）升华
• 认知和经 验的自我 建构
• 以学习者 为中心
自我反思
金属的电化学腐蚀和防护
Q1：为什么暖宝宝一旦与接触空气， 即开始发热？根据组成预测可能发生 的反应？ Q2：根据原电池知识，判断如图所示 装置(暖宝宝模拟装置）能否产生电流？ 类比推理 实验验证 及产物判断 三重表征思维 对比实验 三重表征思维 从事实到原 理的分析
Q3：为什么H＋ 不得电子生成H2而是 O2得电子呢？
Q4：请列举现实生活中哪些措施减缓 钢铁的腐蚀？
沉淀溶解平衡的应用
怎样使铜矿污水成为达标水？
Q1:污水处 理中，加 碱至中性( 常温)时， 溶液中 Cu2+都除 尽了吗？ 实验观察、 分析推理、 实验设计 Q2: pH=7 的水中 c(Cu2+ )达 到排放标 准吗？怎 样定量分 析这个问 题？ Q3:怎样做 才能使铜 矿污水中 的c(Cu2+) 达到排放 标准？ Q4 :FeS与 上层清液 中低浓度 的Cu2+反 应转化为 CuS的可 行性？
新知：析氢腐蚀
Q4：请列举现实生活中哪些措施减缓 钢铁的腐蚀？
新知：金属的防 护方法及原理
沉淀溶解平衡的应用
怎样使铜矿污水成为达标水？
Q1:污水处 理中，加 碱至中性( 常温)时， 溶液中 Cu2+都除 尽了吗？ Q2: pH=7 的水中 c(Cu2+ )达 到排放标 准吗？怎 样定量分 析这个问 题？ Q3:怎样做 才能使铜 矿污水中 的c(Cu2+) 达到排放 标准？
表1 12节高中化学公开课师生言语量概况
课例 A B C D E F 教师言语量 次数 280 223 266 172 308 316 字数 6021 4834 4277 3720 6512 5545 学生言语量 次数 107 49 100 54 64 100 字数 533 501 447 279 534 677 师生言语量之比 次数 2.62 4.55 2.66 3.19 4.81 3.16 字数 11.3 9.64 9.57 13.33 12.19 8.19
• 同化：同化是指把外部 环境中的有关信息吸收 进来并结合到儿童已有 的认知结构(也称“图 式”)中，即个体把外界 刺激所提供的信息整合 到自己原有认知结构内 的过程，就像消化系统 就营养物吸收一样。 • 顺应：顺应是指外部环 境发生变化，而原有认 知结构无法同化新环境 提供的信息时所引起的 儿童认知结构发生重组 与改造的过程，即个体 的认知结构因外部刺激 的影响而发生改变的过 程。
实验 操作 检验氯水中具有漂白性的微粒 用预先装好干燥红纸条的注射器 吸入干燥氯气，观察；然后再吸 取少量蒸馏水，观察。
干燥红纸无明显变化，吸收水后褪色
完成实验 得出结论
产生新问题
现象 结论
氯气没有漂白性
具有漂白性的物质是
氯气与水反应生成的新的物质
新的物质是什么？
一、深度学习：为何？
信息化时代的碎片化学习 学生学习方式的虚伪变革 课堂师生对话的浅层表达
Cu
稀H2SO4
铜片表面无气泡
Zn
Cu
锌片表面有气泡 铜片表面无气泡
稀H2SO4
Zn
Cu
稀H2SO4
锌片有少量泡， 铜片有大量气泡
?
提出问题 做出假设 设计实验
验证Cl2和水是否反应 实验 Cl 与H2：检验溶液的酸碱性 O会发生化学反应吗？ 目的 2 方案1 方案2：检验Cl-
案
例
实验 硝酸银溶液、小试管、 蓝色石蕊试纸、氯水 用品HCl+O2、HCl+?、……氯水 用 玻璃 棒蘸取 少量 氯 水 滴到 蓝色石 蕊试 纸 上，观察现象 用胶头滴管吸取少量硝酸 银溶液置于小试管中，再 用胶头滴管吸取少量氯水 滴加到硝酸银溶液里，观 察现象。
促进学生深度学习的教学设计
——兼评《金属的腐蚀和防护》
《沉淀溶解平衡的应用》
杨玉琴（博士，教授） 935100168@qq.com
一、深度学习：为何？
信息化时代的碎片化学习
近7成用户每天通过手机访问互联网； 平均每天会查看自己的移动设备150次； 花费在移动设备上的时间每天长达2小时42分钟； 据第十一次全国国民阅读调查结果显示数字化阅读方式 的接触率为50.1%（其中44.4%的读者通过网络在线阅读， 41.9%的读者通过手机阅读。）
原有认知结构
新的认 知结构
同 化
平衡
不能 同化
不平 衡
顺应
新的 平衡
认冲 知突
不能用现有图式 去同化新信息
内容重组的叙事性

合：丰富认知结构
再起认知冲突
搭建认知脚手架
激发认知内趋力
起
承
转
合
杨玉琴. 化学课堂过程结构之起、承、转、合. 化学教育，2014（11）
（三）策略选择
分析推理 寻找证据 交流讨论
沉淀溶解平衡的应用
• 会应用沉淀溶解平衡原理 设计沉淀的生成、转化及 溶解的方法，并用于解决 生产、生活中的相关问题； • 体会化学与生产生活的密 切关系、利用化学原理可 以改善环境。
（三）内容重组
• 情境载体 • 逻辑顺序 • 认知顺序 结构化的问题 和任务 结构化的 知识
这些知识没有形成一定 的知识网络或图式，遇 到实际问题，零散而非 结构化保存的知识，不 利于访问和提取
在与情境的相互作用中不断挖掘与重要事件有 关的信息和内容 学习者受已有知识经验的影响指向对情境中重 要事件的讨论 学生体会到情境中重要事件 （focal events）的 意义
Gilbert J K．International Journal of Science Education，2006，28（9）：957-976．
如果反应，可能的产物：
操作 步骤
完成实验 得出结论
产生新问题
现象
蓝色石蕊试纸变红 结果 溶液显酸性
出现白色沉淀 溶液中存在Cl-
Cl2能与H2O反应，产物中有H+、Cl-、… 氯水中具有漂白性的物质是什么？
提出问题 做出假设 设计实验
具有漂白性的物质是什么？
可能是氯水中溶解的氯气， 也可能氯气与水反应生成的新的物质
二、深度学习：是何？
• 深度学习是指在理解学习的基础上，学习者 能够批判性地学习新的思想和事实， 并将它 们融入原有的认知结构中，能够在众多思想 间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新 的情境中，作出决策和解决问题的学习。
——何玲 ,黎加厚.促进学生深度学习[J]. 计算机教与学 ,2005,（5）：29~30.
以学为主（主导、支架、 建模、反思、元认知）
充当以认知工具为主 的学习工具
教 师 的 角 深度 色
学习
学生的角色 有意义的建构学习
图3 促进深度学习的教学设计框架
（一）目标定位
高 阶 思 维 能 力 创造
将要素结合在一起形成连贯的整体，建 立模型或新结构，设计完成任务的方法 或创作一个新产品
根据具体的标准或特定的目的对观 点、方法、资料等作出判断
批判
理解
问题 解决 信息
深度 学习
迁移 建构
整合
运用
反思
图1 深度学习的基本特征
事实
意义化
结构化
精致化
ห้องสมุดไป่ตู้
信息
知识
智慧
情境/内化/反思/意义建构过程
浅层学习
深度学习
图2 浅层学习转化为深度学习的过程
三、深度学习：如何？
帮 促 者 培养高阶思维能力 基于问题的多维知识整合 目标定位 内容特点 策略选择 技术应用 评价方式 关注元认知的发展