基于深度學習的高中化學問題情境的創設研究

單春玲

摘? 要：深度學習離不開教師的引導，目前最為行之有效的引導方法就是創設情境，本文通過分析深度學習，研究基于深度學習的高中化學問題情境的創設，提出與之相關的幾項策略，希望對高中化學教育有所幫助。

關鍵詞：深度學習；高中化學；問題情境

一、深度學習的定義及重要性

深度學習，顧名思義就是學生能夠深入學習，不過在高中階段，學生學習壓力巨大，課程安排非常緊湊，而高中化學又是一門非常抽象的學科，雖然高中學生的認知能力以及空間想象能力都有很大提高，但對如此復雜、抽象的化學知識，仍難以消化。傳統的高中化學教育方式，是教師講課，學生聽從，而深度學習則與之有很大區別。一般認為，學生深度學習具有兩層意思，首先第一層，也稱之為初級層面，是針對傳統教學模式的弊端而提出來的，若將學生傳統死記硬背、機械學習的模式，稱之為“淺層學習”，深度學習則是指學生能夠深度地進入學習中去，知其然更知其所以然的一種學習狀態。深度學習的另一層含義則更為深刻，若將第一層含義認為是學生獲取高級認知能力以及高階思維能力，第二層含義則是培養學生全面發展，因此深度學習強調的是學生能夠動心用情地進行學習，具有培養學生正確價值觀的能力。

在了解深度學習的定義之后，不難發現深度學習所具有的重要性，首先學生學習文化知識，是為充實自己，讓自己具備良好的文化素養，而深度學習不僅能夠讓學生獲取知識，還能夠讓其學會如何去學習，充實自己的同時也獲取學習的能力。深層次的深度學習，則能夠讓學生用情用心去學習，以此培養學生的正確價值觀，讓學生可以全面發展，個人能力會有質的提升。

二、創設問題情境的重要性

傳統的高中化學教學，學生面對生澀、抽象的知識，難以消化，而情境教學則能夠很好地解決這一問題，情境教學是指教師通過生動、具體的場景，將學生引入情境中，讓學生作為課堂主導，使其能夠更深入地進入高中化學的學習中，這與深度學習具有相同之處，而且深度學習是可以由情境教學引入的。由此可見情境教學的意義非常大，不僅能夠讓學生盡快地進入學習狀態，學習知識，還能夠達到讓學生學會融會貫通、舉一反三的學習目的。而最常見也是最有效的情境教學就是創設問題情境，有關研究指出，人類之所以能夠進入學習狀態，就是被問題所吸引，當學生被問題情境中的問題所吸引時，就會產生強烈的求知心理，隨著教師一步步解答問題，學生的思維模式呈現爬坡狀態，當問題解出答案，學生也就完成知識的學習，而且這種創設問題情境的模式，會引起學生產生學習的興趣，從而達到教學目的。

三、高中化學如何基于深度學習創設問題情境

（一）創設與生活緊密相連的問題情境

化學是一門與日常生活息息相關的學科，高中化學教師應本著知識源于生活的理念，以生活中的一些常見問題，根據教材單元內容創設問題情境，學生會根據這個問題很好地聯系自己的日常生活，而且高中生通常都具有很高的好奇心，想通過學習去解決日常生活中遇到的問題，把自己變成情境中的主人。教師在提出問題之后，組織學生進行小組討論并找出問題解決方案，然后依次展示，最后教師再進行歸納總結，公布問題答案。而這個討論學習的過程就是深度學習，如此學生在教師的引導之下，能夠把自己作為學習的主人，去發掘以及解決問題。

例如蘇教版高中化學必修1中專題2《研究物質的基本方法》，這一專題主要針對一些簡單實驗和溶液的配制等進行介紹，而溶液的配制是化學實驗中必不可少的準備工作，但是高中學生在進行溶液配制之時，會出現最后定容后溶液低于刻度線的異常狀況，很多學生為此感到困惑，自己的實驗過程都是按照正常的實驗進程進行的，為何會出現這樣的狀況呢？此時，高中化學教師先不要著急否定學生的錯誤，應針對這樣的實驗異常讓同學展開討論，在討論的過程中還應適當引導，化學物質溶于水后是否產熱相靠攏，相信通過這樣的引導，學生能夠發現實驗異常的原因。

（二）利用多媒體手段，創立問題情境

多媒體教學工具如今已經成為眾多學校的標配，倘若能夠合理地利用多媒體教學工具，高中教師能夠更好地創設單元主題問題情境，引導學生進入單元主題教學中來。而且高中化學本身就非常抽象，利用多媒體工具，能夠將化學模型直觀地展現在學生的眼前，讓學生深入到學習中去，完成深度學習。微觀視域下的化學模型，能夠大大激發學生的好奇心，這也是化學吸引人的魅力所在。不過無論是情境創設，還是引導學習，都離不開教師的參與，不要片面地把學生置于首位，而忽略教師的重要性。

例如蘇教版選修3專題2中《原子核外電子的運動》和《元素性質的遞變規律》，這專題要求學生熟悉原子核外電子排布情況，以及了解元素性質的遞變規律，但是原子核通過肉眼無法觀察，只能依靠專業設備進行觀測，單純講述原子核外電子排布的教學模式，無法將學生引入深度學習中來，但是若利用多媒體教學工具，教師把微觀下的原子核以及核外電子呈現在屏幕上，學生的學習興致會得到明顯調動，產生極其強烈的求知欲望。教師在課前可以提出這樣的問題：我們知道太陽的周圍有很多行星在圍繞它運行，那么原子核外的電子是什么樣子的呢？這個問題對多數高中學生來說，都是新奇的，相信很多學生會發表不同的想法，成功被引入問題情境中，然后教師播放原子核外電子的排布運行情況，學生會被其吸引，進入深度學習的狀態，不僅能夠獲取相關的知識，還有助于提高他們思考問題的能力。最后教師對原子核外電子排布的情況進行詳解，引出元素性質的遞變規律，完成對本單元的學習。通過多媒體教學手段能夠把微觀抽象的知識展現在學生面前，不過教師也要注意在使用多媒體技術時要確保自己的教學課件有非常高的準確性，否則也有可能對學生的化學理解產生誤導和不良影響。

（三）利用當前備受關注的信息或趣味話題，創設情境

目前，高科技設備充斥在人們的日常生活中，足不出戶就能獲取熱點新聞、信息以及趣味故事，話題等，這些都是人們津津樂道的事情，高中時期的學生，具有很高的好奇心，對這些話題都非常感興趣，倘若高中化學教師根據需要學習的單元內容，與這些信息結合，提出問題，定然會引發學生巨大的興趣，使學生快速投入教師所創設的問題情境中，提高課堂教學效率，以及學生學習成效，然后教師再進行合適的引導，學生便能夠進入到深度學習中去。例如蘇教版高中化學選修1《化學與生活》中的專題2，第二單元《提供能量和營養的食物》，這一單元的主要學習目的是，教授學生什么食物可以為生命提供能量以及營養物質，首先這一單元的學習內容與日常生活有著很深的聯系，學生在學習時，理解難度相對較低，也正是如此，很多學生會產生這一單元內容很簡單的想法，但是往往就是這樣看似簡單的內容，卻是易出錯的地方。

在了解完單元內容后，高中化學教師可以利用時下最熱門的話題來創設問題情境。比如自2019年中美貿易摩擦不斷，且此時正值抗美援朝勝利70周年之際，有關抗美援朝的影視劇正在熱播，其中我軍在飛虎山啃石頭阻擊敵人的片段，令人印象深刻，教師可以利用這一事件，提出：英勇的志愿軍戰士，寧在飛虎山啃石頭，也不丟掉陣地，石頭真能給志愿軍提供能量補給嗎？這一問題對多數高中生來說，都是感興趣的，不但貼合單元學習主題，而且在教師解答問題答案之后，學生對志愿軍當年浴血奮戰的情形也會有所了解，對促進學生形成良好的價值觀非常有利。比如說食肉動物和食草動物飲食不同為何都能健康成長，以牛來說明，因為牛的胃部結構特殊，是專門為消化草料而存在的，因此牛通常是通過草料來獲得自己必需的營養和能量。獅子老虎主要吃肉也是因為它們的腸胃分泌的消化酶主要是針對肉類的，這并不意味著獅子老虎不吃草，只是吃得少而已。人類肉類、蔬菜、水果、蛋類幾乎什么都可以吃，也是因為人類的消化功能十分強大，可以從肉類、蛋類、奶類中獲得蛋白質和能量，從蔬菜水果中獲取身體需要的各種維生素。教師在為學生上這一節課時也要把營養均衡和不挑食的觀念灌輸給學生，通過創設與生活貼合比較緊密的情境幫助學生對課本知識進行深入鞏固和了解。

（四）積極引導學生發現并解決問題情境中展示的問題

高中化學教師根據單元學習內容創設合適的情境，雖能將學生很好地帶入其中，有利于學生進入深度學習的狀態，但是在這個過程中還需要學生自己發現問題，并嘗試去解決問題，因為只有這樣，學生才算是真正地融入其中，成為課堂的主人。不過高中學生受其知識面窄的影響，單靠自己是無法正常地發現并解決問題的，因此還是需要教師的正確引導，通過多人合作的方式完成問題的解決。

以蘇教版高中化學教材為例，在選修1《化學與生活》專題3第一單元《應用廣泛的金屬材料》一章中，教師以合適的問題將學生引入情境中，比如日常生活中都會用到哪些金屬材料。這是一種開放性的問題，教師可以把學生分成小組，讓他們進行小組討論，通過對教材的學習可以得知金屬材料都具有光澤性，一般為銀白色。學生討論過程中會出現不同的問題，例如鋁塑板表面也是銀白色，它是金屬材料嗎？暴露于水中的鋼筋表面銹跡斑斑，不是銀白色，是因為什么？當這些問題出現時，教師將問題解答的機會交給學生，使學生進行討論并解決，通過這樣的方式促進學生思維的開發，對問題答案產生更加深刻的印象。在解答這些問題時要讓學生說出自己的看法和依據，對鐵、鋁、銅、金、銀等生活中常見的金屬進行比較和討論之后讓學生說出金屬在生活中的實際應用。比如金通常在電腦cpu中使用是因為有很強的導電性能，鐵鍋、鐵鏟、菜刀中都能發現鐵的身影，這是因為加了碳的鐵會比較堅硬。教師通過這些具體的例子可以引導學生去思考金屬為什么會在生活中隨處可見且扮演著重要角色，在了解金屬性質和特點的同時也能很好地理解化學科學給生活帶來的改變。

（五）創建問題情境，引導學生進行實驗分析

在實際教學過程中雖然能夠發現學生的智力水平和成年人相仿且有一定的辨別能力，不過學生也很有可能在解決化學問題的過程中被自己錯誤的經驗誤導和欺騙，學生這種慣性錯誤是需要教師及時發現并進行正確引導的。教師在發現學生陷入這樣的思維困局時要及時幫助學生走出思維誤區和依賴經驗解題的錯誤解題思路。這樣才能夠幫助學生提高對化學問題的解答正確率和對化學學科的學習自信心。

例如在講解化學必修1“硫和硫化物”時會接觸到二氧化硫這種物質，二氧化硫和氯氣一樣在實際都生活中有漂白的作用，不過因為物質的不同也就導致漂白原理和現象存在一定的差異，氯氣的漂白是因為溶于水形成的次氯酸鈉具有很強的氧化性從而能把有色物質氧化成無色，而二氧化硫是和有色物質結合形成不穩定的無色物質。在實際學習中學生認為二氧化硫對環境的破壞力比較大，可能潛意識中會認為二氧化硫的漂白效果也一樣很強，而氯氣因為接觸得比較少所以就武斷地認為二氧化硫是漂白中最合適的原料。事實上漂白使用哪種漂白劑是要依據實際情況決定的，學生要對兩種物質在漂白過程中出現的不同現象進行比較才能得出科學的結論。而化學學科的學習是高中學生認識物質本質和深刻認識科學的一個過程。教師要培養學生的科學探究能力，去發現事物的原理與規律，只有清楚物質在特定條件下的反應現象和原理才能對相關化學問題產生更加準確的解答。

綜上所述，傳統單一的教育模式已經跟不上時代潮流，而深度學習已經開始走入大眾視野，通過上文的探究分析，深度學習是針對傳統教學弊端所提出來的，其主要作用是促進學生用情、用心去學習知識，還有助于學生全面素質的發展，因此具有非常重要的意義。而情境教學與深度學習具有相互促進的作用，因此基于深度學習創設問題情境教學是十分必要的，本文通過對這兩方面深入分析后，提出五項基于深度學習創設問題情境教學的策略，倘若高中化學教師能夠做好這五個方面，相信可以取得很好的教學效果。

參考文獻：

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（責任編輯：陳華康）