指向深度學習的初三化學復習教學設計

洪清娟

摘要：本節課創設以“石頭紙”探秘這個真實的學習和問題解決情境，以認識“石頭紙”、鑒別“石頭紙”和“木漿紙”、探究“石頭紙”中碳酸鈣含量等任務驅動，適當制造認知沖突，讓學生初步學會從真實生活情境出發，通過具體實驗探究過程，抽提出研究陌生物質性質、含量等相關問題的一般思維方法模型。

關鍵詞：深度學習;復習教學;石頭紙;培養思維素養

文章編號：1008-0546（2020）01-0065-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.018

一、指向深度學習的復習教學理解

初三化學復習課存在碎片化、淺層化學習和針對性不強的現象：一味回顧梳理知識點，或大量刷題、講評試卷進行解題訓練，這樣的復習模式雖面面俱到，但學生解決問題、遷移創新能力和高階思維沒有得到應有的發展和提升，素養為本的教學不能得以落實。指向深度學習的初三化學復習是幫助學生從“解題”到“解決問題”的優質教學;是追求民主的、人文的、自主的、體驗的生態教學;是教師精心挑選適切的、有一定挑戰性的學習主題，引領學生圍繞主題，從化學學科視角，運用化學思維方式，開展以化學探究實驗等多樣化的學習活動，并在解決問題的活動中自主建構基于個體經驗、具有個人理解的知識網絡，抽提出運用化學學科思想解決問題的思路方法、以實現知識的功能化和思路的結構化，并進行靈活地遷移創新應用，發展化學科學思維，形成學科觀念，提升關鍵能力，最終實現深度學習和學科核心素養發展的智慧教學。

二、指向深度學習的復習教學設計的關鍵環節

指向深度學習的復習教學設計，就是一個幫助學生理解知識并學會靈活遷移創新的學習進階過程。學生的高階思維素養的發展是衡量深度學習實現與否的重要指標。因為只有學生思維有序、有效、敏捷、科學，這樣的學習才有深度、有質量，所以教師應根據學生知識經驗儲備和能力素養情況明確教學目標，尤其要厘清培養什么樣的思維素養為目標;其次根據教學目標來選擇什么樣的真實情境為載體;再次，考慮設置什么樣的問題和學習任務、評價任務來驅動;最后確立如何檢驗思維素養培養的成效，確保最終達成深度學習的目標?；谏鲜龅乃伎?，筆者確定了指向深度學習的復習教學設計的關鍵環節，如圖1所示。筆者聽取福州宦溪中學施秀美異地開課，執教主題為“探秘石頭紙”，從深度學習的角度對本節課的教學設計進行思考分析，與同行交流。

三、教學過程設計與分析

進入初三復習階段，學生已具備與本節課學習相關的必備知識及實驗技能：掌握了一些金屬、酸堿鹽的化學性質;進行了氧氣和二氧化碳的實驗室制法、粗鹽的提純、燃燒條件的探究學習;初步具備物質的簡單分離提純和性質驗證探究實驗、氣體實驗室制取與收集等基本操作技能;初步掌握控制單一變量法。但是對于陌生物質的性質、成分對實驗結果的影響和主要成分含量的探究等尚未系統進行學習體驗。本節課教學流程如圖2所示。

通過主題式復習探究“石頭紙”的性質、鑒別“木漿紙”與“石頭紙”真實情境的創設、開展實驗方案的設計和實施過程中異?，F象出現后的實驗方案再調整等活動，學生深度體驗并初步形成有序研究陌生物質性質的一般思路、方法并深化和重構其認識角度，也有利于學科核心素養體系下的初高中教學銜接。

教師精選復雜、現實的問題情境，把情境精心轉化為驅動性的任務或問題，通過任務的開展和問題的解決過程，來診斷學生面對這種結構性不良情境表現出來的關鍵能力水平。學生在問題解決過程中實現知識的遷移應用，達成證據推理與模型認知的化學學科核心素養水平的發展。

教學環節1：初識“石頭紙”

（資料1）“石頭紙”[成分：碳酸鈣約80%、表面涂層為有機物聚乙烯（c2H4）n]和“木漿紙”[成分：植物纖維（有機物）和灰分（無機鹽）]。提示：絕大多數有機物具有可燃性。

（問1）從化學研究物質的角度，預測“石頭紙”應具有哪些性質？并闡述你判斷的依據。

（問2）怎么鑒別一張“石頭紙”和“木漿紙”？請設計探究方案并說出設計依據。

設計意圖：學生根據提供的信息，能預測“石頭紙”應具有的一些性質，但未能講述預測“石頭紙”具有該性質的理由，由此診斷出學生證據意識較欠缺，多是憑直覺或生活經驗做出判斷。在教師引導下初步建立起證據意識，形成師生研討的結果（見表1）;通過學生探究方案的交流展示，診斷出學生能根據性質進行方案設計，學生思維具有一定的科學性與廣闊性，但控制變量意識有待提高。這個環節的設置有利于發展和完善學生思維的邏輯嚴密性、思維的系統性，也診斷出學生分析、解決問題的能力較為欠缺。該任務的設置不僅讓學生初步感受研究物質一般可以從組分的性質入手分析的認知模型，還為教師后續教學內容的調整提供了具體的依據。

教學環節2：鑒別“石頭紙”與“木漿紙”

學生根據提供的信息，設計鑒別“石頭紙”與“木漿紙”方案，歸納提煉具體鑒別方法，并嘗試尋找實驗事實和隱含的化學原理作為證據。

設計意圖：小組討論設計可行的鑒別方案（見表2），通過學生講述自身對原理或事實依據的認識，外顯學生的思維，教師可以從中發現學生思維的發展程度、差異和不足之處，并以此為依據進行相應的指導。學生從他人對鑒別方法和證據的闡述中得到啟發、修正和完善提升，初步自主建構依據物質性質差異選擇不同的鑒別方法的認知模型。

教學環節3：分組實驗探究

學生自主選擇討論后的1-2種實驗方案進行實驗探究，教師在教室里來回巡視，留心觀察每一組實驗的進行，提醒及時記錄真實的實驗現象，之后學生按小組分享實驗現象、實驗結論等。當匯報實驗過程中出現異?！c之前預測有較大出入的燃燒法和酸溶法時，產生了認知沖突，學生探究意識空前高漲，迫不及待想找尋原因。教師順勢而為，根據學生強烈的認知需求，很自然提出下一組驅動性的本源問題。這有利于學生逐漸學會關注證據與結論背后的邏輯推理以及對結論內涵、局限和應用范圍的深入理解。

（問3）為什么“石頭紙”也會燒著，但是點燃卻出現卷邊的現象？說說你的猜測的原因及依據。

（問4）為什么加酸之后普通“木漿紙”產生較多氣泡，而“石頭紙”幾乎沒有產生氣泡？說說你的猜測的原因及依據。

問題3學生經過討論，根據“石頭紙”的成分，聯系生活中塑料燃燒的現象，對猜測的原因能給出充分的論據支持，證據推理意識逐步增強和完善，能初步基于證據對物質的變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或論證，建立結論和證據之間的邏輯關系，探究漸入佳境。由于問題4超出學生的認知范圍，教師提供新的思維路徑，引導從普通“木漿紙”的成分和制造的工藝原理、造紙原料查詢資料，找尋本質原因，作為顯性實驗事實的隱性依據。因為普通“木漿紙”制漿的工藝原理比較復雜，所以主要由教師講解介紹，同時提供簡化資料信息，便于學生進行科學閱讀。

（資料2）普通“木漿紙”的制造工藝原理介紹：現在常用的制漿造紙工藝有硫酸鹽法制漿和堿法制漿，基本工藝簡化流程如圖3所示。硫酸鹽法制漿用氫氧化鈉與硫化鈉混合液為蒸煮液，硫酸鈉溶液作為蒸煮液的補充劑;堿法制漿則用氫氧化鈉與蒽醌混合液為蒸煮液，在堿回收系統中用碳酸鈉或燒堿來補充生產過程中堿的損失。

針對問題4，學生通過資料2的閱讀，分析提取關鍵信息，綜合資料1，做出大膽的猜想，推測“木漿紙”含有的無機鹽可能是碳酸鹽;學生從資料1知道“石頭紙”表面涂層的有機物可能影響其與酸反應，討論設計出兩種方案：①先用砂紙打磨除去表面有機涂層再加酸，觀察是否有氣泡產生;②把“石頭紙”燃燒后（目的是除去表面有機涂層），取燒后的灰燼再加酸，觀察是否有氣泡產生。這兩個問題促進學生對組分問性質的差異，對物質鑒別可能相互影響這個認識角度的理解。

（問5）如何測定“石頭紙”燃燒后灰燼中碳酸鈣的質量分數？請設計實驗方案（課后拓展思考）。

設計意圖：本節課創設以“石頭紙”探秘過程，融合了整個教學內容。精心設置統領在教學過程的實際問題鏈，在整個學習過程中都能激發、推動、維持、強化和調整學生的認知、情感和實踐活動等，讓學生的思維不斷走向深入，建構可以遷移運用的知識體系。讓學生初步學會從真實生活情境出發，通過具體實驗探究過程，抽提出研究陌生物質的一般思維方法模型：物質成分的組成一預測性質一根據性質設計實驗探究方案一實驗一異常實驗分析推理一再設計探究、修正完善原先認知一確定陌生物質性質。課后思考問題5的布置，巧妙地從定性轉向定量的研究，使學生對物質性質和組成的研究更全面深入。定性與定量結合、組分主次因素對實驗結果的影響，多角度綜合分析的證據推理促進認知模型的逐步完善、理解，有利于發展學生研究陌生物質的系統思維。

四、總結與反思

本節課教學實施中要求學生從“石頭紙”的實驗探秘過程，提取研究“石頭紙”的關鍵要素，形成解決物質性質和含量這類問題研究的一般思路和方法。學會通過實驗探究手段，建立實驗事實（現象）作為證據，概括關聯整合已學知識，初步進行推理預測并分析解釋，逐步明確證據與結論的聯系，實現深度學習的教學之旅。

指向深度學習的教學設計，教師應創設真實的學習和問題解決情境，以任務和問題驅動，讓學生充分體驗科學探究之美，培養學生的實證意識，象化學家那樣地思考問題，建立可遷移、多維度認識物質性質的化學視角和思路。學生經歷了感受認識模型一自主建構模型一理解應用模型的過程，實現深度學習和高階思維的提升，從而發展學生認知和科學思維，提升問題解決能力，實現思維進階和深度學習。

指向深度學習的實驗探究，教學活動應既可以開展多角度的探究活動，又可以自主選擇某一角度探究，探究的過程是動態變化的，是需要不斷面對相異構想去調整實驗設計再次驗證的。通過對實驗異常出現之后的實驗方案進行反復討論并調整完善，這樣的探究有利學生思維的發散與收斂，不斷反復進行如此思維訓練，學生的高階思維能力、科學探究與創新精神等學科核心素養就水到渠成地得到了發展。

指向深度學習的復習教學，應注意把過程性評價與反饋性評價交叉進行，這兩者是相輔相成、互相促進的。例如可以進行以主題復習做單元整體教學設計，后續開展系列反饋性的學習活動任務，繼續開展如探究“泡騰片”的奧秘、“暖寶寶為什么會發熱”等基于真實情境的陌生物質性質與含量測定研究，以跟蹤落實和反饋學生的學習效果，借此來進一步測評深度學習的教學目標是否達成。因為學習所得是否持續作用？學生后續遇到類似問題，在解決問題過程中能否自覺運用本節課習得研究陌生物質思維模型？具體采用怎樣的思維方式，思考角度是否理性多樣？思考深度是否得到提升？等等這些都是深度學習是否發生的評價標準。