基于真實情境的深度學習

商建波 楊玉琴

摘要： “溶液的形成”是初中化學學習混合物體系的代表性內容。以“自制鹽汽水”為情境，延伸至利用鹽汽水配制雞尾酒、提取雞尾酒中的色素及屠呦呦提取菁蒿素，學生在真實的系列情境所引發的探究活動中，不僅自主建構結構化知識，而且領悟學科觀念、方法和價值，實現深度學習。

關鍵詞： 真實情境; 深度學習; 溶液的形成; 學科核心素養

文章編號： 10056629（2020）12003506

中圖分類號： G6338

文獻標識碼： B

隨著《普通高中化學課程標準（2017年版）》的頒布，“以素養為本的教學”成為當前化學教學改革的主旋律。核心素養本質上是解決復雜問題的能力，需要在真實的問題情境以及具有挑戰性的任務中借助問題解決的實踐逐漸培育起來。以灌輸和訓練的方式教授知識，知識的積累反而導致素養的衰減甚至泯滅[1]。核心素養的屬性決定了其習得必然依賴于深度學習的過程。深度學習將學生置于真實的情境中，建立情境、問題（任務）與學生活動三位一體的教學關系，基于真實情境產生需要解決的問題，通過探究問題解決的學習活動，建立新知與舊知的邏輯關系，培養學生的高階思維能力[2]。

“溶液的形成”位于人教版九年級《化學》下冊第九單元課題1，是初中化學學習混合物體系的代表性內容。“溶液”不僅在生產、生活及科學實驗中具有廣泛的應用，其“形成過程”尤其是本質特征更是深入理解酸、堿、鹽之間化學反應的重要基礎，同時也是發展學生“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”等學科核心素養的重要載體。但在“溶液的形成”的常態教學中，往往存在淺層學習的隱憂。如按照教材實驗“照方抓藥”式的活動只能讓學生獲得對溶液概念的表面理解，不能將學生置于真實的問題解決情境中形成對溶液本質特征及學習價值的深刻理解，亦不能與已有知識之間形成邏輯關聯等。因此，在學科核心素養視域下，充分挖掘課題背后的學科觀念、方法、價值等對發展學生素養更富“營養”價值的隱性內容[3]，創設符合學情的真實情境，將知識鑲嵌于高度情境化的真實場景中，以結構化問題引導探究過程，促進學生對學習內容的持久理解和高階思維能力的發展[4]，成為當前教師教學設計面臨的挑戰。

1課程標準要求和教材分析

課程標準（2011年版）對該課題的要求是“認識溶解現象，知道溶液是由溶質和溶劑組成的;知道水是最重要的溶劑，酒精、汽油等也是常見的溶劑;了解溶液在生產、生活中的重要意義”[5]。教材以與學生的生活經驗相關的蔗糖與食鹽的溶解作為溶液概念形成的事實依據，但定義中的“幾種物質”“均一、穩定”等卻未能建立在實驗及模型認知基礎上，教師一般以強調的方式講解;教材中碘、高錳酸鉀分別在水和汽油中的溶解實驗雖很經典，但遠離學生的生活經驗，亦不能解決實際問題;教材中通過幾幅圖片介紹溶液在生活、生產中的應用，顯然不能讓學生深切感受到溶液的學習價值。這些都有可能造成淺層學習，需要對教材進行二次開發。

本課例巧妙設計了“自制鹽汽水”“利用鹽汽水配制雞尾酒”“提取雞尾酒中的色素”等連續的情境任務，逐步揭示隱含于學習任務中的知識及學科觀念和方法，變傳統的講解灌輸為學生的主動發現，使有關溶液的知識結構化和功能化，從而弘揚學科價值，達到深度學習的目的。

2教學目標

（1） 能夠在動手做和觀察實驗現象的基礎上，歸納溶液的定義、特征等，初步運用模型示意圖表示溶液的宏觀特征與微觀本質的關聯。

（2） 能夠判斷溶液中的溶質、溶劑，列舉常見的溶劑，會依據對比實驗分析歸納影響溶解性的內因。

（3） 能夠列舉溶液在生產、生活及科學實驗中的應用;通過屠呦呦利用乙醚提取青蒿素的事例體悟學科價值，增強民族自豪感和自信心。

3教學流程

本節課的情境線、問題線和活動線設置如圖1所示。

4教學過程

4.1情境引入： 生產生活中的碳酸飲料

[展示]碳酸飲料大家并不陌生，老師帶來了一些（展示雪碧、芬達等），還有一種中國人自己發明的碳酸飲料，雖然在日常生活中不常喝，但在特殊情形下卻大顯身手。

[播放]馬未都采訪視頻： 煉鋼工人在高溫工作時飲用鹽汽水。

[提出問題]為什么煉鋼工人高溫下要喝鹽汽水？你認為鹽汽水的主要成分是什么？

[生]為了降溫，補充鹽分。主要成分有鹽、二氧化碳等。

[展示、追問]鹽汽水標簽（見圖2）。的確，主要成分與同學們分析的一樣，這說明食鹽、糖、二氧化碳等物質具有怎樣的性質呢？（生答： 食鹽、糖、二氧化碳能夠溶解于水）

[師]這節課我們就用身邊的物質一起自制鹽汽水，并且從化學的視角去認識它。

設計意圖： 利用生活、生產創設情境提出問題，引出本節課的第一個任務“自制鹽汽水”。貼近生活，激發學生學習興趣，并激活學生已有認知中的相關知識： 某些物質具有溶解性。

4.2學習任務1： 自制鹽汽水

[問題]利用提供的原料（見表1），比較配料表，說說如何將“鹽”和“汽”等溶解于水？

=

[學生發現問題]碳酸飲料中需要二氧化碳，二氧化碳從哪里來？

[師生共同分析]提供的原料中有小蘇打，主要成分為碳酸氫鈉，與檸檬酸混合可產生二氧化碳。

[學生設計方案]①將四種粉末分別溶解于水中，然后再混合到一起;②把蔗糖、食用鹽、檸檬酸、小蘇打一起放入純凈水中混合。

[師]同學們剛才都提到一個關鍵詞“混合”，即配制的是一種混合物。下面我們動手混一混，觀察所得到的混合物具有什么特征（提示： 方案①得到的4種混合物先不混合）。

[學生分組實驗]按照方案分組進行實驗。觀察： 方案①中所得到的4種混合物及方案②中所得到的1種混合物。

[分組實驗]取適量檸檬酸晶體和小蘇打的混合粉末于兩支試管中，其中一支直接套上氣球，另一支注入約1/4試管的蒸餾水后，再迅速套上氣球，觀察現象。

[事實歸納]（1）生活中很多的營養品、藥劑都是配成溶液，可以幫助人們補充營養、戰勝疾病;（2）植物所需的營養物質通常溶解在水中，利于植物的吸收;（3）物質以分子或離子的形式分散在水中時，往往能夠加快反應的速率，所以許多化學反應都是在溶液中進行的。

[資料卡]晉時，葛洪《肘后備急方》有關“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的截瘧記載，給了屠呦呦靈感和啟發。

[播放視頻]屠呦呦的采訪視頻： 提取菁蒿素，造福人類，榮獲諾貝爾獎。

[小結]許多藥物的提取都利用了物質的溶解性。溶液在生產及科學研究中具有重要價值。學好化學，以屠呦呦為榜樣，為中華民族的偉大復興多做創新性貢獻。

設計意圖： 對物質用途的學習不是泛泛而談，而是讓學生通過實驗對比、事實列舉以及在榜樣人物的事例中，獲得深刻體驗，真切感受到化學學科的巨大價值。

4.6歸納整合： 知識結構化

[師生歸納]從溶液的特征、組成、構成及影響物質溶解性的內因等4個角度歸納本節知識，如圖8所示。

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[課后探究]教材實驗92。

設計意圖： 深度學習強調信息整合。引導學生從四個方面（角度）歸納整合，將所學知識進一步結構化，形成宏觀辨識與微觀探析，物質組成與性質、物質性質與用途之間的關聯，有利于知識的遷移。將教材中的經典實驗移到課后探究中，加深學生對影響物質溶解性內因的理解。

5教學效果及反思

本節課教學設計通過4個連續的學習任務，讓學生圍繞特定目標，從已有經驗出發，以解決真實問題為主線，在問題解決過程中，付出持續的努力，通過分析判斷、創造性思維以及反省認知等復雜的思維活動，形成對知識的深度理解。

課堂觀察中發現，學生學習相當投入，同學間合作高效，發言踴躍、正確率較高。課后訪談中同學們說：“有趣的任務和實驗讓每一個人沉浸在快樂的課堂中，完成課后作業時，思路比平時更加清晰，上課時合作探究的結論都能派上用場”;“屠呦呦用乙醚作溶劑，從黃花蒿中提取青蒿素，這與老師做的用乙醇提取葉綠素的實驗十分相似，看起來高深的實驗，其實原理很簡單，關鍵在于要有發現的眼光”;“化學不僅有趣更有用，要學好化學，為祖國多做貢獻……”等等。學生的課后作業批閱結果也顯示，知識遷移能力得到了有效提升，體現了深度學習的高效性。該課例在江蘇省名師課堂展播中獲得了專家及一線教師的好評[6]。

當然，基于真實情境的深度學習設計并非易事。本教學設計初始，“自制鹽汽水”這一任務情境只在引入新課和溶液、溶質、溶劑概念的建構中起到作用，在探究影響物質溶解性的內因這一環節中仍然用的是教材實驗。在對本課的研討中，大家認為，“碘、高錳酸鉀分別加入水和汽油中的四個實驗”遠離學生的生活經驗，且脫離了“鹽汽水”這條主線，也不能為呈現屠喲呦用乙醚提取青蒿素這一素材做出鋪墊。如何將情境延續就成了教學設計的難點。筆者從七年級《生物學》上冊教材“酒精脫色”這一實驗中找到了靈感，將該實驗改為利用“酒精和水分別提取葉綠素”的對比實驗，不僅能承上——解決了“鹽汽水”配制的雞尾酒中天然色素如何提取的問題，讓學生的高階思維得到發展，又能啟下——使得屠呦呦提取青蒿素這一素材的呈現顯得自然且可理解，學生能夠將新學知識遷移到新情境中。這樣的改進和創新，保證了教學敘事的完整性與結構性，也與學生已有經驗相關，促進了學生的理解性學習。

參考文獻：

[1]張華. 論核心素養的內涵[J]. 全球教育展望， 2016， 45（4）： 10～24.

[2][4]楊玉琴， 倪娟. 深度學習： 指向核心素養的教學變革[J]. 當代教育科學， 2017， （8）： 43～47.

[3]楊玉琴， 倪娟. 學科核心素養視域下的教學目標： 科學研制與準確表達[J]. 化學教學， 2019， （3）： 1～7.

[5]中華人民共和國教育部制定. 義務教育化學課程標準（2011年版）[S]. 北京： 北京師范大學出版社， 2012.

[6]江蘇省教研室“教學新時空名師課堂”走進鹽城活動簡報[EB/OL]. （20191231）[20200427]. http：//hx.jssjys.com/Html/Article/4078/.