促进学生深度学习的教学设计

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@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。）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

锌片表面有气泡铜片表面无气泡铜与稀硫酸不反应锌与稀硫酸反应?锌片有少量泡，铜片有大量气泡CuZn稀H2SO4CuZn稀H2SO4Cu稀H2SO4Zn稀H2SO4锌片表面有气泡铜片表面无气泡锌与稀硫酸反应铜与稀硫酸不反应案例提出问题Cl2与H2O会发生化学反应吗？做出假设如果反应，可能的产物：

HCl+O2、HCl+?、……设计实验完成实验得出结论Cl2能与H2O反应，产物中有H+、Cl-、…实验目的验证Cl2和水是否反应实验用品操作步骤现象结果方案1：检验溶液的酸碱性方案2：检验Cl-蓝色石蕊试纸变红出现白色沉淀溶液显酸性溶液中存在Cl-用玻璃棒蘸取少量氯水滴到蓝色石蕊试纸上，观察现象蓝色石蕊试纸、氯水硝酸银溶液、小试管、氯水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。产生新问题氯水中具有漂白性的物质是什么？案例提出问题做出假设设计实验完成实验得出结论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实验检验氯水中具有漂白性的微粒操作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产生新问题新的物质是什么？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）升华公开课《微粒之间的相互作用力》教学片断案例师：（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）不强课例教师言语量学生言语量师生言语量之比次数字数次数字数次数字数A28060211075332.6211.3B2234834495014.559.64C26642771004472.669.57D1723720542793.1913.33E3086512645344.8112.19F31655451006773.168.19G3264623899133.665.06H1912679424634.555.79I3085550645264.8110.55J28353359711402.924.68K2835335689653.684.79L3125719634184.9513.68平均2725012756163.89.06表112节高中化学公开课师生言语量概况学生回答字数1-4字5-10字10字以上百分比56%21%23%学生回答水平机械型回答答案型回答解释型回答创造型回答百分比8.2%76.3%3.7%11.8%表212节高中化学公开课学生回答问题字数统计表312节高中化学公开课学生回答问题水平统计浅层学习（SurfaceLearning）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/news/society/201208/b278fbe9-5ed8-4250-9e31-071afc39485b.shtml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.深度学习浅层学习学习目标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学习形态深层加工、深度理解及长期保持；知识建构、迁移应用及问题解决被动接受、简单重复和机械记忆知识体系新旧知识联系的、多学科融合的，复杂问题为主线，单学科的、零散的、简单的、孤立的、不相关的事实或概念，浅显的问题学习动机内在的、满足求知乐趣的自身需求适应非自身需求的外在压力投入程度主动学习被动认知信息技术作为学习工具（认知工具、协作工具、探究工具）-用技术学习作为辅教工具（播放和演示）-从技术中学习思维层次高水平思维（创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力）低水平思维（知道、记忆、背诵等）迁移能力灵活运用所学知识和能力，将其迁移到实践中，解决实际问题只限于机械解决问题，不能综合、灵活运用所学知识建构反思逐步加深理解，批判性思维、自我反思（元认知）学习过程中缺少反思表4深度学习和浅层学习的比较深度学习图1深度学习的基本特征事实信息智慧知识结构化意义化精致化情境/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？图3促进深度学习的教学设计框架帮促者教师的角色学生的角色有意义的建构学习培养高阶思维能力基于问题的多维知识整合充当以认知工具为主的学习工具关注元认知的发展目标定位深度学习以学为主（主导、支架、建模、反思、元认知）内容特点策略选择技术应用评价方式（一）目标定位知道从长时记忆中提取重要知识创造评价分析应用领会从信息中建构意义（含新旧知识的连结）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图4布卢姆教育目标认知水平和深度学习的关系高阶思维能力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。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知识结构化的问题和任务惰性知识教学情境金属的电化学腐蚀和防护沉淀溶解平衡的应用GilbertJK．InternationalJournalofScienceEducation，2006，28（9）：957-976．教学情境的4个层次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？新知：吸氧腐蚀旧知：化学反应中的能量转化，原电池及其工作原理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新知：析氢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？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？旧知：沉淀-溶解平衡旧知：溶度积的计算新旧知：Ksp的影响因素，沉淀的转化新知：沉淀的转化旧知:除杂原理，沉淀的生成新知获得的过程（认知规律）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。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。原有认知结构不能用现有图式去同化新信息新的认知结构同化冲突认知合：丰富认知结构激发认知内趋力搭建认知脚手架再起认知冲突杨玉琴.化学课堂过程结构之起、承、转、合.化学教育，2014（11）内容重组的叙事性（三）策略选择以学习者为中心分析推理寻找证据交流讨论自我反思认知和经验的自我建构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？实验验证及产物判断三重表征思维类比推理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？对比实验三重表征思维从事实到原理的分析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？Q4:FeS与上层清液中低浓度的Cu2+反应转化为CuS的可行性？实验观察、分析推理、实验设计定量分析、计算分析、推理、评价定量分析实验验证分析、应用赫伯特﹒斯宾塞(HerbertSpencer，1820-1903)“把教育作为一个自我演变的过程有三个好处：第一，它可以保证学生获得知识的鲜明性和巩固性，由于知识是他亲身获得的，就比通过其他途径所获得知识会更容易内化；第二，这种作法容易使知识转变成能力；第三，它有利于学生勇于克服困难、不怕挫折等优良性格特征的形成”。（四）技术支持学习者的认知工具抽象的知识用具体形象的形式进行表征学习者以可视化、语言化的方式表达自己的知识学习者同步地表达、反思和学习，分享、整合他们的理解沉淀溶解平衡的应用金属的电化学腐蚀和防护基于现象或数据的推理基于实验的证明三重表征思维