在高三化學二輪復習中促進深度學習的策略

謝培林

[摘 要]深度學習以培養(yǎng)學生的高價思維能力為教學目標，致力于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在高三化學二輪復習中應促進學生進行深度學習。在高三化學二輪復習中采取“設置認知沖突，解決具體問題；案例整合，聯系新舊知識；自主建構，實現思維深化”的策略，可有效促進學生進行深度學習。

[關鍵詞]高三化學；深度學習；二輪復習；策略

[中圖分類號] G633.8[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-6058（2018）11-0056-03

一、問題背景

1.時代的變化

在當今信息爆炸的時代，“百度搜索”為我們查找信息帶來了很多便利。因此，培養(yǎng)學生獲取信息，吸收整合并解決相應問題的能力尤為重要。而這正是高階思維能力的體現。可見，時代的發(fā)展對學生高階思維能力的培養(yǎng)提出了較高的要求，也促使我們的教育理念要從“教育是為了知識”轉變?yōu)椤爸R是為了教育”。

2.高考的變化

縱觀近幾年的高考化學試題，試題素材陌生度高，情境呈現方式新穎，大部分的題目都需要學生利用所學知識進行“應用、分析、評價及創(chuàng)造”，這正是對學生高階思維能力的考查。較為直觀地說，現在的高考題，已經很少考查“是什么”，而更多地考查“為什么”。

3.認識深度學習

“深度學習”是美國學者Ference Marton和Roger Saljo針對孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學習而提出來的一個概念。近年來，深度學習愈來愈受到教育研究者的關注。2013年4月，《麻省理工學院技術評論》將深度學習列為2013年十大突破性技術之首。

按照布盧姆認知領域學習目標分類所對應的“記憶、理解、應用、分析、評價及創(chuàng)造”六個層次，淺層學習的認知水平只停留在“記憶、理解”這兩個層次；而深度學習的認知水平則對應“應用、分析、評價及創(chuàng)造”這四個較高層次。淺層學習關注學習者解決簡單問題所需的基本知識與技能，教學目標定位于培養(yǎng)低階思維能力；而深度學習以培養(yǎng)學生的高階思維能力為教學目標，學習者在理解學習的基礎上把握學科觀念、本質、思想和方法，注重批判理解。可見，深度學習致力于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

在經歷過一輪復習之后，學生對各個知識點已經有了全面的了解，但在二輪復習當中，很多學生容易陷入“題海”，知識的獲取能力和解題能力的提升只是依靠大量重復機械的訓練，而這種復習方法容易造成知識和思維的碎片化和表面化。基于以上背景，我們亟須在高三二輪復習中促進學生進行深度學習，同時提高學生的高階思維能力。

黎加厚教授曾對深度學習進行了界定，即在理解學習的基礎上，學習者能夠批判性地學習新的思想和事實，能夠在眾多思想間進行聯系，并能夠將已有的知識遷移到新的情境中。基于此，筆者嘗試在二輪復習中通過以下策略以“點—線—面”為主線索促進學生進行深度學習。

二、教學策略及案例

1.設置認知沖突，解決具體問題

認知心理學家認為，當學習者發(fā)現不能用頭腦中已有的知識來解釋一個新問題或發(fā)現新知識與頭腦中已有的知識相悖時，就會產生認知失衡。為了重新保持平衡，就會激發(fā)學習者探索未知領域的強烈愿望，而這正是促進學生深度學習，發(fā)展高階思維的有效時期。

【教學片段1】《溶液中的離子平衡》的復習。

[提出問題]在復習《溶液中的離子平衡》專題時，筆者引領學生回顧眾多資料書在《鈉鹽》一節(jié)中注明的“CaCl2溶液可以鑒別Na2CO3和NaHCO3”這一知識點，提出“是否真的如資料書所說的，Na2CO3會產生白色沉淀，而NaHCO3沒有明顯現象”這一思考問題。學生此時陷入思考，眾說紛紜。

[產生沖突]筆者在課堂上做了以下三組對比實驗（如圖1）。

結果發(fā)現：除了第③組很低濃度的CaCl2和NaHCO3鈉溶液混合觀察不到明顯現象之外，其余都有產生白色渾濁的現象（和學生強調NaHCO3溶液沒變質）。這明顯和資料書上說的不一致。

[提出猜想]既然濃度較高的CaCl2和NaHCO3溶液可以反應，那么得到的白色沉淀是什么？筆者讓學生在小組內先進行探討，提出自己的猜想和探究方案，再進行展示。筆者整理了部分小組方案，如下所示。

猜想一：是微溶物Ca（OH）2。

學生探究方案①：過濾出沉淀后取少量沉淀加水溶解，測溶液pH，若呈堿性，則證明沉淀是Ca（OH）2

實驗視頻：往沉淀中加水沒有明顯變化，pH試紙顏色沒有明顯變化。

結論：沉淀不是Ca（OH）2。

猜想二：生成溶解度較小的Ca（HCO3）2沉淀。

學生探究方案②：過濾出沉淀，干燥，置于試管中加熱，將氣相產物依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水，若看到無水硫酸銅變藍且澄清石灰水變渾濁，證明是Ca（HCO3）2沉淀。

教師：方案從理論上可行，實際操作難度較大，因為Ca（HCO3）2加熱干燥時易分解。（補充資料：常壓下，Ca（HCO3）2固體，很容易分解，不能從溶液中獲得。因此在通常條件下，溶液中不會產生大量的碳酸氫鈣。）

結論：沉淀不是Ca（HCO3）2。

猜想三：沉淀是CaCO3。

學生探究方案③：生成沉淀CaCO3的過程中，會導致HCO-3CO2-3+H+電離平衡正向移動，溶液中c（H+）增大，因此測定溶液pH是否呈現酸性可以證明是否生成CaCO3。

實驗視頻：往碳酸氫鈉溶液中持續(xù)滴加氯化鈣溶液，用pH計測得溶液pH的確在下降。

教師：溶液中HCO-3過量，溶液酸性增強，還會發(fā)生什么反應，方程式怎么寫？

學生：H+還會和過量的HCO-3結合，方程式為：Ca2++2HCO-3=CaCO3↓+CO2↑+H2O。

[問題延伸]課堂上還有個別學生提出疑問：既然上述反應可以進行，為什么在第三組實驗中碳酸氫鈉溶液看不到明顯現象？

教師：判斷CaCl2能否和NaHCO3反應生成沉淀的思路是先計算該濃度NaHCO3溶液的c（CO2-3）和CaCl2溶液的c（Ca2+），再利用溶度積規(guī)則判斷能否生成CaCO3。

限于課堂時間，最后的這個問題在課堂上僅講授方法，但也培養(yǎng)了學生定量分析的化學思想。學生認識到溶液中離子反應的本質其實是離子平衡問題，不再停留在利用復分解反應的條件定性、片面地分析問題，思維得到了升華。另外，考慮到實驗容量較大，與二輪復習較為緊張的復習時間相沖突，所以提前在實驗室錄制好視頻再在課堂上播放。

【設計意圖】建立在學生主觀猜測實驗現象的基礎上，依托真實的對比實驗，使學生產生與原有觀念相反的認知沖突，促使學生一探究竟。通過小組討論猜測反應產物和設計實驗方案，學生經歷了從宏觀上感受實驗現象到微觀層面理解反應本質，利用給出的證據對物質的變化提出自己的假設，利用平衡的觀念分析化學反應的過程。這個過程培養(yǎng)了學生的化學學科核心素養(yǎng)，促使學生運用記憶中的知識進行深度學習，鍛煉了學生的高階思維。

2.案例整合，聯系新舊知識

【教學片段2】《電化學》的復習。

師：請根據反應2Fe3++2I-=2Fe2++I2設計一個雙液原電池，并寫出電極反應式（限選試劑：FeCl3溶液，KI溶液）。

生1：設計方案如圖2所示。

師（視頻演示實驗）：該電池可以發(fā)電，但后來電流慢慢減弱至零，請分析原因。

生2：可能反應完全了。

師：如果反應完全，兩邊溶液應該不再有Fe3+或I-，如何證明？

生3：可以用KSCN檢驗Fe3+，用硝酸銀檢驗I-。

師：在這個檢驗方案中，I-的檢驗有沒有受到其他物質的干擾？

生3：鹽橋移動過來的Cl-和未反應完全的I2會干擾I-的檢測，因為I2的化學性質與Cl2相似，與水反應生成I-。

師：那么該如何排除干擾？請利用所學知識重新設計方案檢驗進行。

生3：取少量溶液，用CCl4多次萃取除去I2，再向溶液中滴加少量雙氧水和幾滴淀粉溶液，若觀察到溶液變藍，則證明有I-。（實驗設計方案不止一種）

師（視頻演示）：Fe3+和I-均有剩余，說明沒有反應完全，那么是什么原因導致不再產生電流？

生4：這個反應是可逆反應，當達到化學平衡時不再產生電流。

師：因此該反應應寫成2Fe3++2I-2Fe2++I2。如果希望該電池重新發(fā)電且電流計指針偏轉方向與原來相反，可以采取怎樣的措施？

生5：根據平衡移動的原理，可以減少反應物濃度或增大生成物濃度，如向甲燒杯中加入少量鐵粉。（答案不止一種）

師（視頻演示實驗結果）：老師在做實驗時甲燒杯裝的是20mL0.1mol/L的FeCl3溶液，乙燒杯裝的是20mL0.1mol/L的KI溶液，當電流計的電流為0時，請設計一個實驗方案并用相關數據計算該反應在常溫下的平衡常數。（此時會有較多學生想到用酸性高錳酸鉀滴定Fe2+，教師應引導學生注意到Cl-的干擾，再給出正確答案。）

【設計意圖】本節(jié)課整合了原電池設計和原理分析、物質檢驗、分離提純、化學平衡和定量分析等內容，在問題解決過程中需要學生聯系新舊知識，避免在復習單一知識點時將知識看成是孤立的、無聯系的。整合類型按照所涉及知識面的多少來分，可以分為淺層整合和深度整合，教師在課堂上要根據自己的教學實際來決定采取哪種整合方式。無論哪種方式，目的都是促使學生梳理新舊知識的聯系，達到深度學習的目標。

3.自主建構，實現思維深化

（1）繪制思維導圖，完善知識體系

高中元素化合物知識較為零散，在復習元素化合物時筆者嘗試讓學生按照元素類別自行繪制思維導圖，再運用SOLO理論二維評價學生的思維導圖，客觀地判斷學生學習的認知水平，并提出有針對性的建議，從而優(yōu)化學生思維，促進學生知識的分化和泛化，完善知識體系。二維包括思維導圖當中所表征的知識所屬專題領域的數量和內在邏輯關系，內在邏輯關系包含主體間的關系和知識間的聯系，如物質的相互轉化、類屬關系、因果關系、化學觀、三重表征等。

如有學生繪制了以S元素為中心的思維導圖（如圖3），該思維導圖涉及硫元素相關物質的性質、物質的制備、水溶液中的離子平衡理論、氧化還原等知識，知識廣度較廣，但對于類別之間的轉化還沒體現到位。教師可以在課堂上展示這個思維導圖并繼續(xù)拓展延伸，促進學生在知識建構過程中實現深度學習的目標。

（2）思維建模，觸類旁通

根據常考題型，和學生一起建立起分析與解決某類題型的思維模型，通過程序性知識的優(yōu)化，為問題解決提供清晰的路徑和可操作的方法，提升學生的高階思維能力。

如在電極方程式書寫的小專題復習中，筆者通過酸堿性甲烷燃料電池引導學生構建思維模型（如圖4）。

三、結語

高三復習階段，很多知識教師一遍一遍地重復，學生還是一遍一遍地遺忘，或者知識雖記在心中，卻不會提取應用。究其原因是，學生的學習只停留在“記憶、理解”的層次，屬于淺層學習，只發(fā)展了低階思維。因此，二輪復習中，教師要體系學生開展深度學習。

二輪復習中，教師要在學生以往的易錯點和存在迷思概念的地方設置認知沖突，解決針對性問題，這是“點”；在專題復習當中利用案例整合知識，促使知識模塊間產生互聯，這是“線”；思維導圖和思維建模可以幫助學生完善知識體系和方法技巧，讓學生感受到化學的規(guī)律之美，站在更高的高度整體認識化學，這是“面”。筆者在實際教學中通過上述三種策略以“點—線—面”為主線索促進學生深度學習，取得了不錯的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

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[3]何玲，黎加厚.促進學生深度學習[J].計算機教與學，2005（5）：29-30.

[4]鐘汝永.撲朔迷離的碳酸氫鈣[J].化學教學，2014（10）：78-79.

[5]劉志華，李佳.SOLO分類理論在二維評價化學思維導圖中的應用[J].化學教學，2015（5）：40-44.

（責任編輯 羅 艷）