運用智能協作發展深度思維的化學講評課教學初探

□ 海南省?？谑械谒闹袑W 鄭 媚 吳 虹

一、研究背景

我國自2017版《普通高中化學課程標準》頒布以來，筆者積極投身于改變以往“以知識為本”教學向“素養為本”教學的改革。2020年3月《教育部關于加強“三個課堂”應用的指導意見》明確指出要促進信息技術與教育教學實踐深度融合，發展更加公平更有質量的教育。習題講評課是高中化學教學的一種重要的常態課型。本文依托我校智學網、暢言智慧課堂、常態錄播系統、NOBOOK虛擬實驗室、平板技術等綜合的信息技術賦能，在人機協作、師生協作和生生協作等多元智能協作的教學環境下，以一道“探究Na2O2與水反應體系使紅色酚酞褪色原因”的學生高頻錯點化學試題講評課為例，開展化學試題講評課教學模式研究初探，旨在推動學生深度思維的學習品質和化學核心素養發展。

二、問題提出

在實施“Na2O2與水反應”的實驗中會出現“酚酞變紅而后褪色”的現象，許多教師在講授給學生“Na2O2與水反應”知識點時，多數會簡便的告訴學生“紅色酚酞褪色”原因可能是中間產物H2O2氧化了酚酞或者是生成的高濃度NaOH使酚酞褪色。在一次班級隨堂測驗的考查（如表1）中，一道相關試題，學生平均得分僅為5分(滿分20分)，得分為12分以上人數不到5人。研究考情，查擺診斷，發現得分率較低原因有：具體的實驗原理和實驗過程理解不透，表達含糊不清；設計實驗方案時缺乏科學嚴謹的控制變量法思維和方法；閱讀獲取相關信息時，拆解、分析和理解能力不足等。因此，通過考情反饋評估，當前學生對于“Na2O2與水反應”的化學原理本質知識和運用控制變量法思維分析及解決問題的能力仍處于較低水平。

表1 反饋情況統計

三、教學模式闡述

為了解決考情反饋的上述問題，及時關注和了解學生思維障礙和思維需求，進而聚焦定向精講和專項補漏。筆者依托本校信息技術環境，通過多元智能協作下的大數據采集、反饋、分析等手段，提出“運用智能協作發展深度思維”的試題講評課教學模式(如圖1)，并開展教學實踐，在互動生成，精準講評的教學路徑中，以求實現學生的化學學習深度思維品質的提升和化學核心素養的發展。

圖1 “運用智能協作發展深度思維”的化學試題講評課教學模式

四、教學模式解析

1.課前糾錯

化學是一門培養思維的基礎學科，其學科特色是實驗與理論相結合，教學中需要透過實驗探究來揭示物質變化的規律和本質。化學考試命題中常以“能夠假設提出多種設計方案和評價方案，能夠運用證據推理分析實驗信息；能夠對實驗中的‘異?！F象進行質疑、探究、反思等”為考察知識點，這類題都常為學生的高頻錯題，然而有些學生只是簡單記憶知識，沒有形成更加完整的科學探究思維知識體系，尤其是實驗探究相關知識存在認識理解上的偏差，以及推理、分析、解決問題技能本領存在不足。孔子曰：“學而不思則罔，思而不學則殆。”倘若不及時復習和鞏固，做錯的題目不及時糾錯與查擺，反思與訓練，則無法實現知識的內化和應用[1]。

2.課前查擺

課前通過暢言系統發布學生對高頻錯點“H2O2是否能使變紅的酚酞褪色的探究實驗設計”的答題診斷，學生對考情原因進行查擺分析。筆者通過平臺數據反饋發現，80%的學生知道實驗中的自變量為H2O2，76%的學生知道要設計對照組實驗，50%學生知道要往對照組中滴加相同量的蒸餾水以保證體積不變。但是，50%學生對過氧化鈉與水反應的產物及原理認識不透徹；只有25%學生在運用控制變量法創造酚酞變紅的堿性實驗環境時，考慮到無關變量的NaOH溶液濃度和用量的因素，其中，不到10%的學生能較為科學規范的表述實驗方案和操作程序。

3.實踐思辨

筆者依據學生的學習障礙點，針對“Na2O2與水反應實驗原理不清晰”的學情，教師教學實踐時運用NOBOOK高中化學虛擬實驗室回顧“Na2O2與水反應”的反應過程。通過循序漸進的問題追問，引導學生思考化學反應本質，夯實基礎，書寫表達原理，建構更加全面的知識網絡，進而解決學習障礙；針對“運用控制變量法解題能力欠缺”的學情，教師點撥，幫助學生建構控制變量法的解題思維方法，然后組織小組團隊協作梳理實驗探究的目的和思維脈絡，引導小組運用NOBOOK高中化學虛擬實驗室軟件設計“高濃度NaOH對酚酞的影響”“H2O2是否能使變紅的酚酞褪色”等不同探究實驗的控制變量法方案，接下來小組通過平臺發布設計方案并進行分享展示。最后，教師引導學生反思設計過程，引導學生建立將實驗原理、證據信息、推理分析、實驗結論等邏輯思維關系的認知模型，在解決困惑中提升對知識點的深度理解和思維方法的應用，進而發展“證據推理與模型認知”和“科學探究與創新意識”等化學核心素養。教師通過智能協作思辨生成的教學實踐，力求實現精準幫扶，精準教學。

4.實踐遷移

為了檢測和鞏固前期學習成果，發展學生遷移應用思維，教師通過暢言智慧課堂系統“作業中心”平臺布置和推送與相關試題思維相似的變式訓練學習任務?；诒竟潈热莸膶W習高頻錯點題型，筆者發布了一道“請用圖文表達實驗原理和設計方案，說明氯水滴入NaOH的紅色酚酞溶液中褪色的原因”的試題。學生課上即時通過平板答題，然后小組協作，交流分享，師生互動點評，提升對知識的遷移理解和方法應用，進而發展“證據推理與模型認知”和“科學探究與創新意識”等化學核心素養。

因此，遷移應用思維教學是提升學生化學思維和解題能力的重要方式，通過對化學問題進行多角度、多維度、多層次的遷移應用探索研究，有意識地引導學生從“變化的量”中探索出不變的原理本質，從不變的原理本質中探索“變化”的規律，從而提升學生思維品質，培養發現問題和解決問題的能力和素質。

5.實踐總結

在課堂教學實踐后期，教師引導學生通過知識梳理、模型建構、方法總結、歸納反思等方式，使學生深入理解“Na2O2與水反應”“氯水使NaOH的紅色酚酞溶液褪色”的化學內涵，使學生獲得化學本質原理和科學實驗探究方法認識的深化發展，進而逐步促進學生的深度思維和方法凝練。

6.反饋表達

知識前概念和最近發展區是學生思維發展的生長點，由于學生的個體在課上的學習能力和認知方式存在差異，為了能落實學生對“Na2O2與水反應”實驗探究知識的深刻理解和靈活應用，教師會分配小組協作，制作微課任務，通過平臺推送。小組成員在微課的制作過程中強化化學用語的表達，獲得知識方法的進一步提升，而學困生在課后的微課學習中獲得知識補償。一方面通過教師指導，學生自我反思，提高思維監控能力，優化思維過程，同時勉勵學生不斷挑戰最近發展區，進而獲得知識建構方法和轉化思路方法的綜合知識。另一方面，學生通過智慧平臺的習題個性化訓練、診斷與反饋，學會將知識與方法有機結合，從而改造并升級原有的認知結構體系，使知識網絡化、系統化、結構化。獲得更加完善、準確、科學的知識概念認知思維模型。

7.反饋衍生

基于學情的信息數據分析和評估，有助于教師通過平臺精準選題，進行個性作業任務推送。學生獨立完成提交，對照解析自評，知識鞏固完善，力求提高學生的衍生思維，促進學生深度思維的持續發展。

同時，教師可通過智慧平臺選擇海量的圖片、視頻、NOBOOK化學虛擬實驗室、微課等優質資源推送至學生端，如“Na2O2與水反應”“氯水使NaOH的紅色酚酞溶液褪色”等實驗資料推送和聚焦“化學實驗”的優質資源助力等，讓學生多維度學習，激發求知欲，發展寬宏視野，生長多元思維，培植豐盈的情感，并在立體化、多元化的教與學過程中，形成百花齊放、百舸爭流的化學思維課堂新常態[2]。這樣教學生態激發著學生領悟著“化學來源生活，走向生活”“化學是實驗的科學，實驗是化學最高法庭”的科學內涵與學科價值。

五、教學成效

為了檢測和鞏固前期學習成果，發展學生遷移性深度思維，課前筆者選取水平相當的實驗班和對比班，分別進行了通過智能協作發展深度思維的化學講評課教學和傳統教學。課后通過暢言作業中心布置和推送與相關習題思維相似的變式訓練學習任務，分別了解兩個班的知識達成率學習掌握情況(如表2)，采集“實踐遷移”環節中兩個班的習題反饋數據，并進行診斷分析。

分析反饋，在“提出猜想”部分，實驗班和對比班學生對實驗中酚酞褪色原因的猜想可能是“HCl和NaOH中和反應”“HClO和NaOH中和反應”“HClO的漂白性”“NaClO的漂白性”的四個原因，兩個班提及的褪色角度差別不大，但是涉及全四個原因的猜想角度，實驗班的人數較對比班高10%。此外，實驗班較對比班運用控制變量法設計實驗方案的情況較好，且在實驗過程表達上的語言更加精準和清晰。具體數據統計見表2，運用智能協作發展深度思維的化學習題講評課模式教學有助于促進學生對化學知識本質更為深刻的理解，發展學生的深度思維，提高解題能力，更好地培育學生的化學核心素養。

表2 反饋數據統計

六、教學展望

通過“通過智能協作發展深度思維的化學習題講評課”7步教學模式的實踐研究，教師通過信息技術平臺大數據信息反饋，使得教學有據、教學有法，選擇合適的多元智能協作的方法，逐步實現對學生思維中高頻錯點的精準教學、精準幫扶。同時，師生不斷地在“反思思辨，動態交流，協作生成，遷移發展，內化提升”的課堂文化與學習風貌中彰顯了課堂魅力。