深度學習在實驗活動課《金屬的物理性質和某些化學性質》中的應用研究

王國軍

【摘要】化學學科核心素養包括：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。如何培養學生的化學核心素養，教育專家共同聚焦于深度學習。北京師范大學胡久華教授提出了深度學習的四要素，即挑戰性的學習主題、深度學習目標、深度學習活動、持續性評價【1】。本文結合深度學習的四要素，談一談如何上好實驗活動課《金屬的物理性質和某些化學性質》。

【關鍵詞】化學學科核心素養? ?深度學習? ?實驗活動課

一、挑戰性的學習主題

學習主題是指經過結構化的核心知識，圍繞主題所組織的不僅有學習的既定內容，還有和主題密切相關的拓展內容，既具有一定的挑戰性，又具有一定的難度。根據學生的學情和教學內容確定挑戰性的學習主題。

例如在實驗活動課《金屬的物理性質和某些化學性質》這節課中，依據真實情境提出挑戰性的學習主題：1、最早發現制作金箔的是尼羅河流域的古埃及人。金箔的厚度是0.12微米，說明黃金有良好的延展性。黃金還有哪些物理性質？其他金屬具有上述物理性質嗎？2、我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。濕法煉銅是用硫酸將銅礦中的銅元素轉變成可溶性的硫酸銅，再將鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來。濕法煉銅利用了金屬的化學性質，金屬還有哪些化學性質？當教師提出這個問題后，課堂教學便形成了學習主題。學生從歷史中了解了古人的智慧，這樣就激發了學生的探究熱情，而這恰好為深度學習的開展提供了很好的機會。

二、深度學習目標

深度學習目標是指在學生深度學習后，學生表現出的可見行為的具體的表述。可以從知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等角度來描述。學習目標的確定要根據學習主題和學生的學情來確定，特別要關注班級上不同層次的學生。只有各個層次的學生經過深度學習，達到學習目標，深度學習才有意義。

例如在實驗活動課《金屬的物理性質和某些化學性質》中，針對班級的學情制定如下學習目標：

（1）知識與技能

1. 了解金屬的共有物理性質、常見金屬的特性以及在實際中的應用。（面向全體學生）

2. 進一步認識常見金屬與氧氣、與酸、與鹽溶液的反應。（面向全體學生）

3. 通過設計方案、交流評價、實驗驗證、歸納小結，學會設計實驗驗證金屬活動性的強弱的方法。（面向中上等學生）

（2）過程和方法

1. 通過復習加深對金屬物理、化學性質的認識;懂得通過設計實驗來驗證物質性質的方法。（面向全體學生）

2. 通過學生設計實驗方案以及動手實驗，逐步形成一定的分析問題、解決問題的能力。（面向中上等學生）

（3）情感態度與價值觀

1. 通過對金屬的物理性質和化學性質的學習，培養嚴謹、認真、實事求是的科學態度。（面向全體學生）

2. 在實驗探究、討論中學會與別人交流、合作，增強協作精神。（面向全體學生）

深度學習目標的確定，既是建立在燃燒條件探究的基礎之上，又是建立在對班級學生的學習能力精準的分析之上。特別是預判了學生在深度學習中可能出現的問題，因此對學習目標進行了分層制定。

三、深度學習活動

深度學習活動是指在深度學習目標指導下，精心設計的以學生為主體的系統的學習方案，學生在具體的情景中體驗、思考、建構知識，從而達到深度學習目標的建構性過程。這里有兩個重要的環節需要關注：

1、深度學習的活動形式

深度學習的活動形式有以下幾種：講授、自主學習、合作學習、探究學習，它們的本質都是學習的建構性。學生怎樣掌握“金屬的物理性質和化學性質”的？不是靠教師的講授完成的，而是靠學生通過對真實的情景的感悟完成的。《金屬的物理性質和某些化學性質》這節課的真實情境有：觀察并描述鎂、鋁、鐵、銅的顏色和光澤;采取相互刻畫的方法，比較銅片和鋁片、銅片和黃銅片（白銅片）的硬度;用坩堝鉗夾取一塊銅片，放在酒精燈火焰上加熱，觀察銅片表面的變化;向5支試管中分別放入少量鎂條、鋁片、鋅粒、鐵片、銅片，然后分別加入5ml稀鹽酸（或稀硫酸），觀察現象。如果有氣體生成，判斷生成的氣體是什么。在真實情境的沖擊下，學生對金屬的顏色、光澤和硬度等物理性質以及部分化學性質有了切身的感受。因此，建構性的學習才符合深度學習的要求。

2、學會設計實驗方案

設計并進行實驗，證明金屬具有導電性（或導熱性、延展性）;設計并進行實驗，比較鐵、銅、銀的金屬活動性的強弱。通過設計實驗方案，學生對金屬的性質有了更加深刻的印象，更好地掌握了控制變量法和對比的實驗方法，培養了學生的創新意識和探究思維，實際上促進了學生對深度學習活動的形成。

四、持續性評價

持續性評價是指依據深度學習目標，對學習的過程和結果進行反思和評估，

為學生的深度學習活動持續地提供清晰的反饋，幫助學生改進學習的過程。持續性的評價的對象是學生，對學習過程的評價很重要。引導學生學會找出正確的評價切入角度，就是讓學生回顧整個學習過程走過哪些彎路？為什么會走這些彎路？

例如在“設計并進行實驗，比較鐵、銅、銀的金屬活動性強弱”環節中，一些同學的實驗方案是：向三只試管中分別加入相同體積相同濃度的稀鹽酸，將鐵絲、銅絲、銀絲分別浸入三只試管，觀察，有什么現象發生？把鐵絲、銅絲分別浸入硝酸銀溶液中，過一會取出，觀察，有什么現象發生？有學生一度認為這個實驗方案沒有問題，可后來自己發現這是錯誤的。因為將鐵絲、銅絲、銀絲分別浸入相同濃度的稀鹽酸中，發現只有鐵絲能與稀硫酸反應，銅絲和銀絲都不能與稀硫酸反應，證明鐵的金屬活動性比銅、鐵的強。將銅絲浸入硝酸銀溶液中，發現銅絲表面析出銀白色物質，溶液由無色變為藍色，證明銅的金屬活動性強于銀，因此鐵絲浸入硝酸銀溶液中沒有必要進行。學生犯錯是正常的，學生有了最初的反應，也是深度學習的一種表現，說明學生在真實情境中積極思考，而后邊自己能獨立改正錯誤，則更加體現了深度學習的效果，其讓學生自己完成了一次對知識的自我修正。對學習過程的評價具有持續性的特點，符合深度學習的要求。

參考文獻：

【1】胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學習”的化學教學實踐改進【J】.課程.教材.教法，2017（3）：90-96.