深度學習的初中化學實驗教學實施路徑研究

劉穎衡

摘要：針對初中化學實驗教學中的深度學習，從初期、中期、深度階段分別展開論述，通過三個化學實驗討論深度學習方法的應用，明確該方法對于學生學習自主性、問題發(fā)現(xiàn)與解決意識培養(yǎng)的重要作用，提高初中化學教學水平。

關鍵詞：深度學習;初中;化學實驗;高階思維

初中階段的化學學科學習是學生認識生活常識的重要渠道，作為一門以實驗為主的學科，課堂上通過實驗的方式幫助學生掌握化學知識，可以提高學生的學習水平。但是，目前初中化學實驗教學期間并沒有體現(xiàn)出足夠的重視程度，即便開展實驗，最終的實驗效率也比較低，不利于學生化學核心素養(yǎng)的提升。基于此，在初中化學實驗教學中采用深度學習的方法，引導學生從解決問題、形成高階思維、提高創(chuàng)新能力這三個方面人手，樹立深度學習意識，是開展化學實驗教學與教學改革的可行舉措。

一、初期階段：形成化學問題深入探究的意識

組織學生參與化學實驗，要了解學生當下的認知水平，遵循適應性、真實性原則，將化學實驗和生活、社會環(huán)境結合，創(chuàng)建化學實驗的問題情境。以人教版九年級第二單元“我們周圍的空氣”中“氧氣的實驗室制取與性質”實驗為例，在課堂上組織氧氣制取實驗，讓學生掌握氧氣制取的方法，并且認識氧氣性質，通過參與實驗對所有流程進行歸納，學生總結氧氣制取實驗需要注意的問題：高錳酸加熱之后會形成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，氧氣點燃之后可以和大量金屬、非金屬發(fā)生反應，從而釋放熱。

常規(guī)的氧氣制取實驗需要先在試管內放入體積為5ml、濃度為5%的過氧化氫溶液，馬上將帶有火星的木條放入至試管中，讓學生觀察木條是否會出現(xiàn)復燃的現(xiàn)象。隨后加熱裝有過氧化氫溶液的試管，觀察加熱過程中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。再將另外一支試管內加入體積、濃度相同的過氧化氫溶液與少量二氧化錳，帶有火星木條放入試管中，讓學生觀察這一操作的過程和現(xiàn)象。

實驗過程中為了調動學生參與實驗的積極性，教師可以讓學生總結實驗過程，讓學生在小組內展開討論，由教師提出問題：“如果加熱過氧化氫溶液試管沒有氣泡產生，那么問題的原因是什么？”學生在小組內紛紛展開討論，有的同學指出是不是因為藥品拿錯，也有同學提出可能是因為溫度不夠。為了論證這兩點猜想，教師在課堂上專門展開對應的實驗，在加熱環(huán)節(jié)分別設置兩種加熱時間，當加熱時間延長之后有氣泡產生，但是加熱時間不足便沒有氣泡產生。通過這一操作可以讓學生樹立成就感，教師對學生進行鼓勵與肯定，為后續(xù)實驗教學打下良好的基礎，形成化學問題深入探究的意識。

二、中期階段：深化問題意識與科學素養(yǎng)

在化學實驗教學中應用深度學習方法，需要創(chuàng)新傳統(tǒng)教學方法，讓學生自主參與到化學實驗中，發(fā)揮主體意識，與教師共同設計化學實驗。這就需要從原本以實驗為核心轉移到以學生為核心，注重學生學習的引導，加強學生化學學習自主性。深度學習屬于受內在驅動影響的主動學習狀態(tài)，是初中生必須經歷的學習過程。教師在深度學習基礎上制定化學實驗教學方案，需要讓學生作為實驗設計人員，深入探知化學實驗，達到深化問題意識與科學素養(yǎng)的目的，同時也可以形成高階思維與批判態(tài)度。

以人教版九年級第六單元“碳和碳的氧化物”中“二氧化碳的實驗室制取與性質”實驗為例，該實驗的目的是讓學生了解二氧化碳制取實驗藥品、原理等知識，在參與實驗的過程中提高觀察與操作能力，二氧化碳性質與實驗現(xiàn)象。在實驗教學期間落實深度學習方法，教師需要讓學生在小組內探討二氧化碳的制取實驗方案，其間必須遵循學生主體性原則、過程容錯原則、路線多元原則。學生只有參與到實驗全過程中，才能夠充分發(fā)揮出自身的自主性，發(fā)現(xiàn)化學實驗中存在的問題，進而提高化學科學素養(yǎng)。

三、深度階段：樹立解決問題的觀念

學生經過前面兩個階段，化學科學素養(yǎng)已經得到顯著提升，為了達到深度學習的效果，教師可以通過化學實驗，著重培養(yǎng)學生解決問題的意識與能力。例如人教版九年級第九單元“溶液”中“一定溶質質量分數(shù)的氯化鈉溶液的配制”實驗，課堂上帶領學生進行這一實驗，使所有學生都可以參與到實驗探究中，通過小組合作探究發(fā)現(xiàn)、解決問題。

“一定溶質質量分數(shù)的氯化鈉溶液的配制”實驗的目的，一方面是讓學生具備一定溶質質量分數(shù)溶液配置的能力，另一方面則是深入理解溶質質量分數(shù)。在實驗開始之前教師先設置兩個問題：“實驗操作過程中需要注意哪些問題？”“導致實驗誤差的原因是什么？”學生在教師的指導下分組展開的氯化鈉溶液配制實驗，期間通過分析總結導致誤差的原因：1.溶質溶解量減少;2.溶劑量增加。隨后在實驗結束之后，由各個小組派一名代表總結期間需要注意的問題：1.托盤使用之前必須調零;2.檢查天平上氯化鈉與砝碼的放置位置是否正確;3.實驗之前需要檢查藥品是否準確。通過深度學習，學生總結溶質質量分數(shù)的計算公式=、溶質質量計算公式，即溶液質量×溶質質量分數(shù)。除此之外，在化學實驗中，學生也認識到溶液稀釋前后的溶質質量并不會發(fā)生變化，當t℃時，某物質溶解度是S，t℃的物質飽和溶液內溶質質量分數(shù)計算公式=。所以，學生通過教師化學實驗的指導，對于教材中“一定溶質質量分數(shù)的氯化鈉溶液的配制”實驗的認知更加深入，不僅可以形成自主探究意識，還能夠在發(fā)現(xiàn)問題之后及時討論將其解決，更加深入地掌握“溶液”這一部分的知識。

綜上所述，在初中化學實驗教學中運用深度學習方法，可以轉變學生的學習觀念，積極主動地參與到化學課堂中，在教師引導下自主探究化學知識，感悟化學實驗中的知識與常識，逐漸形成問題意識，通過自主分析解決問題，不僅可以提高學生的化學綜合素養(yǎng)，還能夠提升化學教學質量。

參考文獻：

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[2]馮杰亮.初中化學模型建構促進深度學習的教學策略探討——以“化學反應中物質質量變化的圖像教學”為例[J].教學月刊·中學版（教學參考），2019（11）.

（責編 侯芳）