體現微粒觀和深度學習的大單元復習課教學實踐

李翠華 張智勇 楊斌斌

摘要：微粒觀是初中學生要建構的一個重要的化學學科觀念。深度學習的理念強調學生的課堂活動與體驗，讓學生在情境教學中自主建構知識和掌握解決學科問題的能力。人教版九年級上冊教材是通過身邊的物質及其化學變化這條明線組織的，而微觀變化則是一條暗線，把這條明線和暗線連接起來的是符號工具。本微粒觀復習主題課是通過讓學生形成并強化“宏一微一符”三重表征的思路，以學生活動為抓手，通過問題導向，解題方法可視化，實現學生的深度學習。

關鍵詞：初中化學；深度學習：微粒觀；學生活動

文章編號：1008-0546（ 2022）11x-0066-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.017

一、前言

所謂深度學習，就是指在教師引領下，學生圍繞具有挑戰性的學習主題，積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。[1]《義務教育化學課程標準（2022年版）》中強調，要幫助學生形成化學概念，解決實際問題。[2]微粒觀是初中學生要建構的一個很重要的學科基本觀念，其思維的形成對后續的學習有著重要的影響。筆者所在的備課組在九年級化學上學期新授課完成后，進入九上的總復習階段，根據學生已經學過的微粒觀知識（見表1），制定基于大單元的復習課，以學生活動為抓手，以“宏觀一微觀一符號”三重表征為核心貫穿其間，通過問題鏈促進學生的深度學習，幫助初三學生突破微粒觀的學習，取得較好的教學效果。

二、體現深度學習的大單元復習課教學

1．體現深度學習的大單元復習課教學的實踐模型

2005年，上海師范大學黎加厚教授首次提出深度學習的概念，并指出深度學習是學習者在理解的基礎上，批判性地學習新的思想和事實，將它們融入原有的認知結構中，在眾多思想間進行聯系，并將已有知識遷移到新情境中，解決新問題。[3]

深度學習倡導單元學習，它要求教師建立好學科素養和學科核心內容之間的關系，依據新課標和教材，選擇有利于發展學生核心素養的情境素材，制定學習目標，通過設計學生活動開展課堂教學，增強學生學習的體驗性，并且在情境中對學生進行學習評價，實現“教、學、評”的一致性。復習課是上完新課之后，這就要求教師對教學內容進行二度開發。開展深度學習的大單元復習課有四個重要的環節：選擇學習主題、確定學習目標、設計學習活動、開展持續性評價，見圖1。這是“深度學習的實踐模型”四個要素。[1]

2．宏一微一符三重表征突破微粒觀教學難點

三重表征是指對知識進行宏觀、微觀和符號三個層次的表征，三者之間既相互獨立，又可以相互轉化，對提升學生科學思維能力有著重要的作用。[4]對于初三學生而言，宏觀的物質世界容易感知，微觀知識比較抽象，容易產生畏難情緒。如何突破教學難點？化學符號作為工具，能在宏觀的學習活動中增強學生的體驗，較好將微觀知識連接起來，從而在學生中建構“宏一微一符”思維模型，當學生的思維能力有了發展時，深度學習就比較容易實現。

三、體現微粒觀和深度學習的大單元復習課教學實踐

1．學習目標

從課程標準來看，學生已經初步掌握了常見的物質、物質的分類、物質變化的基本特征、質量守恒定律、幾種化學反應類型等，其中“身邊的物質”“物質的構成奧秘”“物質的化學變化”是課程標準中的一級主題，“化學變化的基本特征”“質量守恒定律”和“認識幾種化學反應”是其下的二級主題，主要包括質量守恒定律、化學反應的類型、化學反應的表示方法等內容。以上所學習的內容在教材中比較分散，教材通過身邊的物質的化學變化這條明線進行組織，它們的微觀變化是一條暗線，把這條明線和暗線連接起來的是符號工具。從學科核心素養進階的角度看．復習階段學生對化學變化的認識應該有所提升。

本主題的復習課用2-3個課時完成。學習目標是：

（1）通過微觀模型、符號表征，以化學式作為工具，建立純凈物、混合物的分類觀；

（2）認識化學變化中的物質之間的變化，建立物質的變化觀；

（3）通過對典型物理變化和化學變化的微觀分析，認識物質轉化的實質是微粒變化（拆分、重組），能夠從定量角度認識化學變化（原子守恒），動態建立化學反應的實質，建立化學變化“宏一微一符”三重表征；

（4）聯系生產生活實際的化學問題，形成用微粒觀的思想解決實際問題的思路和方法。

本復習課學習目標的三重表征可以用圖2來表示：

2．學習活動

（1）突破物質的分類

學生活動一：根據模型書寫化學式，認識純凈物的微觀構成。

[圖片展示]（見圖3）

問題：①根據圖3的模型，判斷其中的物質由什么粒子構成？②化學式和模型間有什么關系？

設計意圖：粒子的結構決定化學式，化學式體現粒子的結構。通過對模型的歸納，知道物質的微觀構成的特點，形成分類觀。知道化學式和微觀粒子構成的相互關系，利用希沃電子白板平臺拍照上傳學生的答題情況，分析學生的思維障礙點問題。

學生活動二：學生根據模型書寫化學式，建立純凈物、混合物的分類。

圖四中“●”“@”和“O”分別表示元素氫、碳、氧的原子，其中表示純凈物的是____，混合物的是____，單質的是____，化合物的是____，氧化物的是 _____（均填數字）。

問題：①純凈物和混合物的化學語言（化學式）有何區別？②單質和化合物的化學語言（化學式）有何區別？

設計意圖：通過讓學生書寫化學式，讓學生自主總結物質分類的定義，回歸課本的概念。

（2）體驗物質化學變化的微觀實質

學生活動三：進行氧化汞分解的實驗后，讓四個同學（分別兩個同學手牽手表示一個氧化汞分子，共兩個氧化汞分子）表演氧化汞的分解的微觀過程。

設計意圖：通過學生對熟悉的化學反應的微觀過程的表演，能增加課堂的互動性，暴露學生的思維，形象展示化學反應的實質：分子拆分，原子重組，同時也讓學生理解物質的微觀構成，每兩個氧原子結合成一個氧分子，氧氣是由氧分子構成的，金屬汞是由原子構成的。

學生活動四：猜測陌生物質分解的生成物。

[討論1]銅銹的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2（OH）2CO3]，堿式碳酸銅由 種元素組成。堿式碳酸銅受熱會分解，請你預測生成物中可能有什么物質？依據是什么？

[討論2]圖5中“O”和“●”分別表示氫原子和氧原子，下列反應的微觀示意圖有沒有體現出質量守恒定律，為什么？

設計意圖：利用探究討論，引起學生思考，先從宏觀去猜測物質的變化，再從微觀角度去解釋化學變化，從兩個角度理解質量守恒。

（3）讓解題方法可視化

[應用1]推斷組成物質的元素種類。

[例題]某物質在空氣中燃燒生成二氧化碳和水，該物質含有

（ ）

A．只含有碳、氫、氧元素

B. 一定含有碳、氫、可能含有氧元素

C．一定只含有碳、氫元素

D．肯定只含有碳、氧元素

[問題引導]①反應中的已知物質是什么？請用化學式表示出來。②你是依據什么事實來判斷未知物質的元素組成的？

[方法指導]利用反應前后元素種類不變。先寫出反應的符號表達式，再數出已知元素，最后推出未知物的組成元素。

[應用2]推斷未知物質的化學式X。

[例題]超氧化鉀（KO2）常備于急救器和消防隊員背包中，能迅速與水反應放出氧氣：

2KO2+2H2O=2KOH+X+02↑則X的化學式為：____。

[方法指導]利用反應前后原子種類和數量不變，先列出原子種類，再數出已有的原子個數，最后將余下的原子個數構成未知物的化學式。

[應用3]畫出化學變化的微觀變化圖。

請根據化學反應的微觀原理（見圖6）將圖中“反應中”和“反應后”補充完整。

[方法指導]一寫，二數，三方程。一是根據粒子模型寫出物質化學式；二是數一數反應前后原子數量是否守恒，注意有過量的情況；三是寫出化學方程式。

[遷移應用]我國科學家成功合成新型催化劑，能將CO2高效轉化為甲醇（CH30H）。這不僅可以緩解碳排放引起的溫室效應，還將成為理想的能源補充形式。該化學反應的微觀過程見圖7。

（1）以上物質屬于化合物的是一（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。

（2）物質丁的化學式____。

（3）請用化學方程式表示上述反應：____。

（4）參加反應的甲、乙物質分子個數比為

。

設計意圖：讓學生在解題討論中自我建構解題思路，并總結出相應的方法，讓解題思路可視化。通過不同的遷移應用，在情境中評價學生的掌握程度，培養其解決學科問題的能力。

3．學習評價

通過學生活動，隨時評價學生的學習掌握程度，通過遷移應用暴露學生的思維，通過解決問題的思路可視化，讓學生形成解決問題的有序思維。實現微粒觀深度學習還有一個環節就是進行有效的課后作業設計，對學生進行持續性的學習評價。本節復習課讓學生不斷建構物質變化的“宏一微一符”三重表征，課后的作業如下。

作業1：物質的分類

[宏觀辨識與微觀探析]●表示氫原子和O表示氧原子，請按要求畫出下列示意圖。

①請畫出一種含有氧原子的純凈物的微觀示意圖；

②請畫出一種只含有氧原子的混合物的微觀示意圖；

③請畫出一種含有氧原子的化合物的微觀示意圖；

④請畫出一種含有氧原子和氫原子的混合物的微觀示意圖；

⑤請畫出一種氧化物的微觀示意圖。

命題意圖：通過讓學生動手畫，暴露學生對核心概念的微觀理解。

作業2：物質的變化

[三重表征]二氧化碳和氫氣在一定條件下轉換為化工原料乙烯（C2H4），是我國科學研究的又一重大突破，其反應微觀過程如下圖8所示，用化學方程式表示為____。該反應中屬于單質的物質是____，不發生改變的微粒是

一（填化學符號）。請用微觀的觀點解釋化學變化的實質

。

命題意圖：考查學生利用微觀圖的能力。該題中還涉及過量的問題，要求學生根據微粒圖找到過量的反應物，并能分析該化學變化的微觀過程。是微粒觀、分類觀、變化觀的綜合考查。

四、教學反思

1．教學目標是深度學習的教學依據

基于深度學習理論進行微粒觀深度學習的大單元復習課，可以打通教材的局限，根據課程標準、教材內容和學生學情等制定教學目標，研究教材知識的主線和明線，制定合適的大單元的教學主題和目標。

2．教學活動及問題導向是深度學習的主線

清晰的教學目標使課堂深度學習有了明確的指引，這時教師需要思考怎樣的學生活動，能充分體現學生的思維障礙點，并且可以在完成某項學習任務的活動中，了解到學生的掌握情況，及時根據學生達成度進行補償性教學，發展學生的思維。比如，筆者通過設置合適的學生活動，以化學式工具來突破物質分類的微觀易錯點，以宏觀物質感知、微觀模型演示使學生了解物質變化的微觀本質，通過問題導向不斷培養學生“宏一微一符”之間的轉換，思維能力得到發展，通過給定情境的遷移應用訓練評價學生的掌握情況，實現了學生思維的進階。

3．教學評一體化是深度學習的途徑

深度學習要求課堂增強學生學習的體驗性，并且在情境中對學生進行學習評價，實現“教、學、評”的一致性。教、學、評一體化目的是促進學生的學，改進教師的教，實現教學相長的目的。教師需要根據學生的評價結果，及時調整教學策略，提高教學目標的達成度，最終實現學生的思維進階。

參考文獻

[1]劉月霞，郭華．深度學習：走向核心素養[M]．北京：教育科學出版社．2021.

[2] 中華人民共和國教育部．義務教育化學課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022.

[3]何玲，黎加厚．促進學生深度學習[J].現代教學，2005（05）：29-30．

[4] 卓義雄．立足知識三重表征，促進學生深度學習[J].教育管理與教育研究，2021（17）：96-98.