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深度学习理念下的高中化学大单元
教学设计与实践
第一章深度学习理念下高中化学大单元教学设计与实践研究
一、研究背景与问题提出
（一）高中化学教学的现状与挑战
1.传统教学模式局限性：当前高中化学教学仍普遍存在重知识
记忆、轻能力培养的现象。教学内容常呈碎片化，知识点之间缺乏
系统性关联，导致学生难以构建完整的化学知识体系，也限制了高
阶思维能力的培养，降低了学习兴趣。
2.新课程标准育人要求：高中化学新课程标准强调发展学生的
核心素养，要求教学超越单纯的知识传授，转向培养学生的科学探
究、批判性思维和解决实际问题的能力。传统教学模式难以满足新
课标对学生全面发展和个性化培养的深层要求。
3.学生学习负担与理解不足：在应试教育压力下，高中化学教
学节奏快，学生面临沉重学业负担。由于缺乏深度思考和主动探究
的机会，学生对化学概念的理解停留在表面，知识迁移和应用能力
不足，与新时代对创新型人才的需求存在差距。
（二）深度学习理念的兴起与教育价值
1.深度学习内涵与特征：深度学习是一种以理解、应用、分析、
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综合、评价和创造为核心的高阶认知学习。它强调学习者主动建构
知识、促进新旧知识连接、形成个人独特理解，并能将所学应用于
解决复杂问题。其主要特征包括学习的主动性、知识的结构性、思
维的批判性与创造性、学习成果的迁移性。
2.深度学习教育改革导向：深度学习理念的兴起为突破传统教
学困境、实现以学生为中心的教育目标提供了新的理论指引。它倡
导教学模式的深层变革，重塑师生关系，优化学习过程，旨在提升
学习效果，是当前教育高质量发展的内在动力和方向。
3.深度学习应用于高中化学必要性：鉴于高中化学教学面临的
挑战与深度学习的巨大潜力，将其融入高中化学教学具有迫切性。
通过深度学习，有望转变学生被动学习状态，引导他们主动探究化
学原理，培养科学思维和实践能力，从而实现高中化学教育的深层
转型和核心素养的达成。
二、大单元教学的理论 基础 与实践价值
（一）大单元教学的理论 渊源 与核心特征
1.关联主 义 、建构主 义等 理论 支撑 ：大单元教学的理论 基础 深
厚 ， 汲取 了关联主 义 关于知识关联性的思 想 ，以 及 建构主 义 关于学
生主动建构知识的理念。通过创设 真 实 情 境与探究 活 动，为学生提
供 丰富 的知识建构机会。认知心理学关于知识结构化和 图 式理论的
研究也提供了有力 支持 。
2.整体性、 情 境性、进阶性特征：大单元教学的核心特征包括
整体性、 情 境性和进阶性。整体性指将 相互 关联的知识内容和 技 能
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目标有机整合为一个 宏 大的学习单元， 打 破学科 界 限，构建系统性
认知 ；情 境性强调将学习内容 置 于 真 实 或半真 实的具体 情 境中， 使
学生在解决问题中 掌握 知识 ； 进阶性 则意味着 学习 任务 和目标的难
度层层 递 进， 逐步 提升学生的认知 水平 和能力。
3.高中化学大单元设计理论 依据 ：在高中化学 领域 ，大单元教
学能 够帮助 学生从 宏观到微观 、从现象 到本 质，全面理解化学知识
体系。其设计 依据 应 紧密 结合化学学科的核心概念、探究方 法 以 及
与生 活 、科 技 的联系， 避免 知识点的 孤立讲 解，促进学生形成融会
贯 通的化学思维模式。
（二）高中化学大单元教学的实践 意义
1.促进知识结构化与系统化：大单元教学有 助 于学生将分 散 的
化学知识点进 行归类 、整合，形成 清晰 的知识 网络 和概念 图 式，从
而实现知识的结构化和系统化。 这 不 仅便 于学生理解和记忆， 更 有
利 于提升他们 运 用知识解决复杂问题的能力， 如 整合化学 反 应原理，
构建整体认知。
2.提升学生综合能力与学科素养：通过大单元教学，学生将有
机会在 真 实的探究 情 境中， 运 用所学知识进 行 分析、判 断 、 推 理和
创新。 这 对于培养学生的实 验 探究能力、科学建模能力、 信息获取
与 处 理能力以 及团队协作 能力 等 综合素养具有重要 意义 。也促进了
学生对化学学科核心素养的全面提升。
3.有效整合教学内容， 减 轻教学负担：大单元教学通过对教学
内容的科学重 组 和优化设计， 避免 了重复 讲 解和知识碎片化。它能
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够 将 多 个课时 或 章节内容整合为一个有 意义 的学习整体，提高教学
效 率 。对于教师而 言 ， 可 以 更 系统 地规划 教学 ； 对于学生而 言 ， 则
能 减 轻 无意义 的记忆负担，将 精 力 投 入 到 深度思考和探究之中。
三 、研究的 意义 、目标与内容
（一）研究的 意义
1.理论 意义 ： 拓 展深度学习与大单元教学理论在高中化学 领域
的应用，为教育学研究提供新 案例 。 本 研究将深度学习理念与高中
化学大单元教学实践 相 结合，旨在构建一 套 具有创新性和 操作 性的
教学模式。
2.实践 意义 ：为一 线 高中化学教师提供 可操作 的教学方 案 和 策
略 ， 推 动教学 范 式转变与改革。 本 研究致力于解决当前高中化学教
学中存在的问题，探 索 在深度学习理念下提升教学质量和效 率 的有
效 途径 。
3.学生发展 意义 ：促进学生化学学科核心素养的全面提升，培
养科学 精神 ， 奠定未来 发展 基础 。 本 研究旨在有效提升学生的化学
学科核心素养，包括 宏观辨 识与 微观 探析、变化 观 念与 平衡 思 想 、
证据推 理与模型认知、科学探究与创新 意 识 等 。
（二）研究目标与主要内容
1.研究目标：构建理论 框架 、设计教学模式、 验证 教学效果，
提升学生核心素养与深度学习能力。主要目标有 三 ：一是系统 梳 理
理论，构建深度学习理念下高中化学大单元教学的理论 框架； 二是
基 于 该框架 ，设计出具体、 可行 的教学模式 及典 型 案例；三 是通过
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教学实践， 验证此 模式对提升学生化学核心素养和深度学习能力的
有效性。
2.研究内容： 聚焦 大单元教学的设计原 则 、实 施策略 与评价体
系，以达成研究目标。为达成 上述 目标， 本 研究将 聚焦 以下核心内
容：探究深度学习理念下高中化学大单元教学的设计原 则 ，包括单
元主题的 选取 、学习 任务 的设 置等； 研究大单元教学的实 施策略 ，
如情 境创设、探究 活 动 组织 、教学 资源 整合 等； 构建一 套 科学、全
面的高中化学大单元教学评价体系，以评 估 教学效果。
3. 预期 研究成果： 产 出理论 框架报告 、实践 检验 的教学设计 案
例及详细 实践 报告 ，供 后续 研究与改进。 本 研究 预期产 出包括：一
份 全面 阐述 深度学习理念下高中化学大单元教学理论 框架 的 报告；
一系 列经 过实践 检验 、具有 推广 价值的高中化学大单元教学设计 案
例； 以 及 一 份详细 分析教学实 施 过程、学生学习效果和研究 反 思的
实践 报告 ，为 后续 研究和教学改进提供 宝贵资料 。
第二章深度学习理念下高中化学大单元教学的内涵与设计 路径
一、深度学习理念在高中化学教学中的转化与应用
（一）深度学习的理论 溯源 与核心特征
1.认知心理学 视角 下的深度学习：关 注 高阶思维
深度学习并 非 一个 孤立 的概念，它深深 植根 于认知心理学的发
展。从认知心理学的 视角审视 ，深度学习的核心在于促 使 学习者超
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越 浅 层知识的记忆与 再 现，转向对知识内在联系的理解、对复杂问
题的分析与解决、以 及 对新旧知识的融会 贯 通。 这 要求教学设计必
须积极 引导学生 运 用批判性思维、创新思维和问题解决能力，而 非
仅仅 停留在机 械 记忆和被动接 受 的层面。在高中化学教学中， 这意
味着 要引导学生深入探究化学概念的 本 质、 反 应 规律 的深层原 因 ，
并通过实 验 探究、模型建构 等 方式，发展其科学 推 理和论 证 能力。
例如 ，在学习元素 周期律 时，深度学习不 仅仅 是记 住 元素在 周期 表
中的 位置 和性质， 更 重要的是理解其背 后电子排布 的 规律 、原 子 结
构与 宏观 性质之间的内在联系，并能 运 用 这些规律预测未 知元素的
性质，体现了从 “ 是 什么”到“ 为 什么” 和 “怎么样” 的认知 跃 迁。
2.建构主 义 学习 观 下的深度学习：强调 意义 建构
建构主 义 学习理论是深度学习理念的 另 一重要 基石 ，它强调学
习是一个主动的、动态的 意义 建构过程。学生并 非 知识的被动接 收
者，而是知识的主动建构者，他们通过与 环 境 互 动、与 同伴协作 ，
结合 自身已 有的 经验 和认知结构，对新 信息 进 行 解 释 、 同 化和 顺 应，
从而形成新的理解。在高中化学教学中， 这意味着 教师需要从 “ 知
识的传授者 ” 转变为 “ 学习的引导者 ” 和 “意义 建构的促进者 ” 。
教学 活 动的设计应 注 重创设 真 实、有 意义 的学习 情 境， 激 发学生的
求知 欲 和探究 欲 望， 鼓励 他们通过实 验操作 、 小组讨 论、 项 目研究
等 方式， 亲身经历 知识的生成过程， 自 主发现化学原理，并将其内
化为 自己意义 系统的一 部 分。 例如 ，通过设计一个 “如何 鉴 别未 知
溶液 中的 离子” 的实 验 探究 任务 ，学生在实践中主动探 寻 、 验证 、
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修正 ，从而深度建构 离子 鉴 别 的知识与 技 能。
3. 社 会 文 化理论 视域 下的深度学习：突出 互 动 共 创
社 会 文 化理论， 尤 其是维果 茨基 的理论，强调学习的 社 会性和
文 化性，认为学习是在 社 会 互 动和 文 化 工 具的 媒介作 用下发生的。
深度学习在 此视角 下， 尤 其关 注 学习者在与他人（教师、 同伴 ）的
互 动中，通过 言语交流 、 协作 解决问题、 共同 探究 等 方式，将 外部
的 社 会 文 化 经验 内化为个体认知结构的过程。 这凸显 了 “ 学习 共同
体 ” 在深度学习中的关 键作 用。在高中化学课 堂 中， 这意味着 要 积
极 构建合 作 学习 环 境， 鼓励 学生在 小组 探究、 项 目式学习中进 行 有
效 沟 通、思维 碰撞 和知识 共享 。教师 作 为 “支架搭 建者 ” ，应提供
必要的 工 具、 资源 和指导，引导学生在 “最近 发展 区” 内，通过 协
作 完成超越个体能力的 任务 ，从而实现 更 高 水平 的认知发展和 情感
体 验 。 例如 ，一个关于 “ 新能 源 化学 电池 的研发与应用 ” 的 项 目，
学生需要分 组协作 ，分 工 完成 资料查阅 、实 验 设计、模型制 作 和成
果展 示 ，在合 作 中深度理解化学与 社 会发展的关系。
（二）深度学习在高中化学学科中的特 殊 要求
1.化学概念的深度理解与 本 质 揭示
高中化学的特点之一是概念 众多且抽 象， 如“ 氧 化 还 原 反 应 ” 、
“ 化学 平衡” 、 “电 解质 ”等 。深度学习要求学生不 仅 能记忆 这些
概念的 定义 ， 更 要能从 微观 粒 子 层面理解其 本 质、从 宏观 现象层面
把 握 其特征，并能 辨 析 相 关概念的 异 同 、建 立 概念之间的内在联系。
例如 ，理解 “ 氧 化 还 原 反 应 ” 时，不 仅仅 是记 住 化合价升降， 更 要
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理解 电子 转移的实质、 氧 化 剂 和 还 原 剂 的 作 用、以 及 它在能量转化
中的 意义 。 这 需要教师设计 启 发性问题，引导学生进 行 概念 辨 析、
模型建构、 图示 分析 等活 动， 帮助 他们 透 过现象 看 本 质，构建起一
个融会 贯 通的化学概念 网络 ，而 非孤立地 记忆碎片化知识点。
2.化学探究过程的深度体 验 与科学方 法掌握
化学是一 门 实 验 科学，探究是其学科核心。深度学习要求学生
在探究过程中，不 仅仅 是 简 单 地 重复实 验操作 ， 更 重要的是深度体
验 科学探究的全过程，包括提出问题、 猜 想 与 假 设、设计实 验 、进
行 实 验 、 数 据处 理、 得 出结论和 交流 评价。在 此 过程中，学生应能
真正 理解 控 制变量、对 比 实 验 、 归 纳 推 理 等 科学方 法 的 精 髓 ，并能
在新的 情 境中迁移 运 用。 例如 ，在探究 影响 化学 反 应 速 率 的 因 素时，
深度学习要求学生不 仅 能设计实 验验证 温 度、 浓 度 等 的 影响 ， 更 能
反 思实 验 设计的合理性、 数 据处 理的科学性， 甚至 能提出新的探究
问题，从而 真正掌握 科学探究的思维方式和能力。
3.化学核心素养的深度发展与迁移应用
新课程标准 明确 提出了化学学科核心素养，包括 宏观辨 识与 微
观 探析、变化 观 念与 平衡 思 想 、 证据推 理与模型认知、科学探究与
创新 意 识、科学态度与 社 会 责 任 。深度学习 正 是实现 这些 核心素养
深度发展的有效 途径 。它要求学生将所学知识和 技 能应用于解决 真
实生 活 和生 产 中的化学问题，体现知识的综合性、应用性和创新性。
例如 ，在学习 “ 有机化学 ” 时，深度学习要求学生不 仅掌握 有机 物
的结构和性质， 更 要能将所学知识应用于分析 日 常生 活 中的 食品安
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全、 环 境 保护 等 问题， 如 塑 料 的降解、 洗涤剂 的原理 等 ，培养其 利
用化学知识分析和解决实际问题的能力，并 树 立 科学态度与 社 会 责
任感 。
（ 三 ）促进高中化学深度学习的教学 策略 要点
1.创设 真 实 情 境， 激 发内在 驱 动
深度学习的发生 往往 源 于学习者对问题的 好奇 心和解决问题的
内在 驱 动力。在高中化学教学中，教师应 精 心创设与学生生 活 实际、
社 会 热 点 或 学科前 沿 密 切 相 关的 真 实 情 境。 这些情 境应具有挑战性、
开放 性和探究性，能 够激 发学生学习的兴趣，引发认知 冲 突，促 使
他们主动思考和 投 入。 例如 ，从新 闻 报 道 中的 “环 境 污染治 理 ” 、
“ 新 材 料 研发 ”等 问题入 手 ，引导学生思考其中 蕴含 的化学原理，
将 抽 象的化学知识与具体的生 活 现象联系起 来 ， 使 学习变 得 有 意义 、
有价值，从而为深度学习 奠定 坚 实的心理 基础 。
2.引导深度提问，促进高阶思考
提问是促进深度学习的关 键策略 之一。教师应超越 简 单的知识
性提问，转向引导学生进 行 高阶思维的深度提问。 这 包括 鼓励 学生
提出 “ 为 什么 会 这样 ？ ” 、 “如何 才能 更 好？ ” 、 “这 与 … 有 什么
联系 ？ ”等 开放 性、探究性、批判性的问题。教师 自身 也应 运 用 启
发式、 追 问式、发 散 式 等 提问 技 巧 ，引导学生深入 挖掘 问题的 本 质、
多角 度分析问题、建构 多 层 次 的认知结构。 例如 ，在学习 “ 化学 反
应原理 ” 时，教师 可 以引导学生思考 “如何 在 工 业生 产 中 平衡反 应
速 率 与 产率 ？ ” ，促 使 他们综合 运 用化学 反 应 速 率 、化学 平衡等 知
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识进 行 深度思考和问题解决。
3.提供认知 支架 ， 支持意义 建构
深度学习是一个具有挑战性的过程， 尤 其对于高中生而 言 ， 往
往 需要教师提供 适 当的认知 支架来帮助 他们 跨 越学习 障碍 。 这些支
架可 以包括概念 图 、思维导 图 、模型、 类 比 、实 验操作 指导、学习
单、 小组讨 论的引导 语等 。教师应在学生需要时提供 支持 ，并在学
生 逐 渐 掌握后逐步 撤销 ，以培养学生的 自 主学习能力。 例如 ，在学
习 “ 有机 物命名 ” 时， 可 以 先 提供一 套 完整的 命名 规则流 程 图作 为
支架 ， 然 后 通过 练 习 逐步减 少 提 示 ， 最 终让 学生独 立 完成 命名 任务 。
通过科学合理的 支架搭 建， 可 以有效降低深度学习的认知负 荷 ， 支
持 学生 顺利地 进 行意义 建构。
二、高中化学大单元教学的设计原 则 与 架 构
（一）大单元教学的内涵与价值 定位
1.突破碎片化知识，构建结构化知识体系
传统的高中化学教学常以课时为单 位 ， 注 重知识点的碎片化 讲
解和 操 练 ，容 易 导致学生 “ 只见树木 不 见森林 ” ，难以形成对学科
知识整体性和系统性的认知。大单元教学旨在突破 这 种局限，将 相
关联的知识点、 技 能和概念进 行 整合，形成一个具有内在 逻辑 联系
和 意义 的 “ 大单元 ” 。其核心在于强调知识的结构化，引导学生从
整体 上 把 握 化学知识的 框架 和 脉 络 ，理解不 同 概念之间的联系与转
化，从而构建起一个 稳 定 、有 序 、 可 迁移的化学知识体系，有效 克
服 碎片化学习 带 来 的认知负 荷 和学习效 率 低下问题。
