劉彩雯
摘 要:深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效方式。本文在闡述化學(xué)知識(shí)的深度、化學(xué)思維的深度后,結(jié)合案例研究法,歸納總結(jié)在課堂中推行深度學(xué)習(xí)的可行性方式。基于實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)、實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,使深度學(xué)習(xí)落地,落實(shí)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:化學(xué);核心素養(yǎng);深度學(xué)習(xí)的方式
在我國(guó)新時(shí)代高等教育變革進(jìn)程中,核心素養(yǎng)理念受到廣泛關(guān)注。深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探索和創(chuàng)新深化知識(shí)理解,從而掌握知識(shí)之間的緊密聯(lián)系,以便于更好地處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)所注重的價(jià)值和核心素養(yǎng)中所強(qiáng)調(diào)的必備品質(zhì)、關(guān)鍵能力有著密不可分的關(guān)聯(lián)。因此,研究深度學(xué)習(xí)理論,并在教學(xué)實(shí)踐中著力推動(dòng)學(xué)校開(kāi)展深度學(xué)習(xí)活動(dòng),不但有助于培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建化學(xué)知識(shí)系統(tǒng),還可以提升學(xué)生終身發(fā)展的學(xué)習(xí)品質(zhì),以及核心素養(yǎng)。本文以蘇教版的化學(xué)反應(yīng)原理專題二第二單元“化學(xué)平衡狀態(tài)”為主要探究對(duì)象,探究如何實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí),提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。
一、深度學(xué)習(xí)的意義
2014年3月,我國(guó)教育部提出將組織研究各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系,把核心素養(yǎng)培養(yǎng)放在推進(jìn)教育課程變革、實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人目標(biāo)的最基本地位[1]。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)是化學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)踐基礎(chǔ),證據(jù)推理與模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)的思維核心,宏微結(jié)合與變化平衡是化學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)科特征,科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任是化學(xué)核心素養(yǎng)的價(jià)值立場(chǎng)。上述素養(yǎng)將化學(xué)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)、化學(xué)觀念與思想的建構(gòu)、科學(xué)探究與解決問(wèn)題能力的發(fā)展、創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感的形成等方面的要求融為一體,形成完整的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系。學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),必須要進(jìn)行高階思維的深度教學(xué),才能獲得完整的知識(shí)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)掌握和素養(yǎng)培養(yǎng)共同發(fā)展。在信息化時(shí)期,學(xué)生雖然能夠非常方便地從各種渠道獲取化學(xué)知識(shí),但是由于缺乏對(duì)知識(shí)的理解、實(shí)踐和內(nèi)化,因此課堂教學(xué)中需要教師為學(xué)生創(chuàng)造對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐和體驗(yàn)的機(jī)會(huì),指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題,從而幫助學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的正確思維方式,深化深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)過(guò)程。
二、化學(xué)知識(shí)的深度
化學(xué)知識(shí)的深度是化學(xué)課堂深度教學(xué)的重要前提,教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要注意:
(一)重視學(xué)生對(duì)化學(xué)核心概念的掌握,雖然化學(xué)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)零碎,但有大部分知識(shí)的核心概念都是相通的,如高中階段的難點(diǎn)化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、水的電離平衡等,雖然討論的是不同的問(wèn)題,但是它們都涵蓋在“平衡”這一學(xué)科概念之下,所以在學(xué)生剛接觸“平衡”這一概念的時(shí)候,需要在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)知識(shí)的本質(zhì),深入理解,在后續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中才能更好地融會(huì)貫通,減少學(xué)習(xí)的陌生感和難度。
(二)注重化學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,依據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知特點(diǎn)和認(rèn)知程度,逐層深入地思考和探究化學(xué)知識(shí)的建立過(guò)程,進(jìn)而形成完整嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R(shí)體系。
(三)加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,進(jìn)行一定程度的拓展和提升,讓學(xué)生在生活應(yīng)用中對(duì)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合、深化和提高,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)的發(fā)展。
三、化學(xué)思維的深度
將高考評(píng)價(jià)體系中考查的教育目標(biāo)凝練,主要分為“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”四層考核內(nèi)涵,其中“關(guān)鍵能力”是指面臨與專業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的生活實(shí)踐或?qū)W習(xí)探究等重大問(wèn)題情境時(shí),高效地認(rèn)識(shí)提問(wèn)、剖析問(wèn)題、解決問(wèn)題時(shí)所必須具備的能力[2]。
化學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵能力主要是理解與辨析、分析與推理、歸納與論證、探究與創(chuàng)新能力等。要培養(yǎng)學(xué)生這些方面的能力,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的高階思維是關(guān)鍵[3]。教師需要注意以下幾個(gè)方面:
(一)實(shí)驗(yàn)探究,交流探討。化學(xué)是一門(mén)依托化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)學(xué)科,在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生必須更加深入地掌握化學(xué)知識(shí)的實(shí)質(zhì),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積極思考,在合作交流過(guò)程中培養(yǎng)思維,化被動(dòng)接收為主動(dòng)學(xué)習(xí),持續(xù)探究,求實(shí)創(chuàng)新,培養(yǎng)質(zhì)疑和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,以及知識(shí)遷移等方面的能力,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。
(二)問(wèn)題引領(lǐng),啟發(fā)思維。在教學(xué)中教師可以根據(jù)教學(xué)情境設(shè)置問(wèn)題,通過(guò)由淺入深的提問(wèn),啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考,讓學(xué)生從淺層理解上升到高階思維,提高學(xué)生思維能力。
(三)給足空間,獨(dú)立思考。教師在知識(shí)重難點(diǎn)的講授過(guò)程中要給予學(xué)生一定的思考時(shí)間,鼓勵(lì)同學(xué)之間的交流,在交流和討論的過(guò)程中深入學(xué)生思考知識(shí)的深度。
(四)總結(jié)歸納,遷移應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納,形成體系;利用所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)的遷移和學(xué)以致用,在解決實(shí)際問(wèn)題中加深對(duì)化學(xué)知識(shí)理解,鍛煉思維。
四、深度學(xué)習(xí)的方式
深度學(xué)習(xí)開(kāi)展的關(guān)鍵是讓學(xué)生深度參與教學(xué)過(guò)程,在學(xué)習(xí)的過(guò)程中自主對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入研究、在原有理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行深化,在此過(guò)程中將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)整合,從而完成知識(shí)體系的建構(gòu)。真實(shí)情境的構(gòu)建要基于探究的學(xué)習(xí)、基于問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)、基于實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí),幫助學(xué)生獲得更多自主學(xué)習(xí)的體驗(yàn),是深度教學(xué)的有效方法。
(一)基于探究的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境
在蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理專題二第2單元“化學(xué)平衡狀態(tài)”教學(xué)時(shí),學(xué)生雖然通過(guò)必修二的學(xué)習(xí)已經(jīng)對(duì)“化學(xué)平衡狀態(tài)”有了一定的了解,但是對(duì)平衡狀態(tài)的建立過(guò)程,以及平衡狀態(tài)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)得還不夠透徹。筆者在設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容時(shí),首先利用學(xué)生已經(jīng)了解可逆反應(yīng)的特點(diǎn)這一知識(shí)點(diǎn),從學(xué)生的就近發(fā)展區(qū)入手,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容:已知2Fe3++2I-=2Fe2++I2,探究此反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)?討論并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)藥品:0.1mol·L-1KI溶液,0.1mol·L-1FeCl3溶液,KSCN溶液,K4Fe(CN)6溶液。(信息提示:Fe3+遇K4Fe(CN)6溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。)
教學(xué)過(guò)程中教師可以先給足學(xué)生時(shí)間進(jìn)行討論和交流實(shí)驗(yàn)方案,如果學(xué)生最開(kāi)始并不知道設(shè)計(jì)方案應(yīng)該從哪個(gè)角度考慮,可以通過(guò)設(shè)置一些問(wèn)題進(jìn)行提示:1.假設(shè)反應(yīng)能徹底進(jìn)行,反應(yīng)后混合物中肯定有什么物質(zhì)?可能有什么物質(zhì)?2.假設(shè)這個(gè)反應(yīng)不能徹底進(jìn)行,反應(yīng)后混合物中肯定有什么物質(zhì)?可能有什么物質(zhì)?3.通過(guò)檢驗(yàn)什么物質(zhì)的存在可以判斷出這兩種假設(shè)哪種成立?
通過(guò)思考和討論學(xué)生明晰了實(shí)驗(yàn)的方向,可以鼓勵(lì)學(xué)生闡述實(shí)驗(yàn)方案,教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)和指導(dǎo)。例如,如何檢驗(yàn)反應(yīng)物是否同時(shí)存在,是否需要檢驗(yàn)兩種反應(yīng)物,在這一點(diǎn)可以稍加引導(dǎo):在藥品的取用上可以通過(guò)讓一種反應(yīng)物過(guò)量,另一種反應(yīng)物不足,只需通過(guò)檢測(cè)反應(yīng)后的混合物中不足的反應(yīng)物還有殘留就能證明反應(yīng)不能徹底進(jìn)行。那選擇哪一種反應(yīng)物過(guò)量,哪一種不足呢?學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)檢驗(yàn)Fe3+更容易。在學(xué)生討論和交流的基礎(chǔ)上,在一些細(xì)節(jié)的地方稍加引導(dǎo),形成較為完整的實(shí)驗(yàn)方案:向2mL0.1mol·L-1KI溶液中加入2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,觀察現(xiàn)象;將所得溶液分成3份,一份作為參照,往另一份中滴加2滴碘水,第三份中滴加2滴KSCN溶液或K4Fe(CN)6溶液,觀察現(xiàn)象。
在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中盡量讓學(xué)生操作,過(guò)程中的生成性資源也是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的契機(jī)。比如:在檢驗(yàn)Fe3+時(shí),學(xué)生習(xí)慣性選擇KSCN溶液,但由于反應(yīng)中產(chǎn)生I2單質(zhì),溶液呈棕黃色,溶液本身顏色較深,往反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+離子,溶液顏色變化可能不明顯;有些同學(xué)根據(jù)信息提示選擇用K4Fe(CN)6溶液檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象更為明顯。讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓寬了學(xué)生的思維,還培養(yǎng)了學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。
通過(guò)以小組為單元進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在互動(dòng)和討論中促進(jìn)每位學(xué)生更主動(dòng)地參加教學(xué)活動(dòng),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力;在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,細(xì)節(jié)處細(xì)細(xì)推敲,逐步引導(dǎo),層層追問(wèn),能夠引導(dǎo)學(xué)生深入思考,拓寬思維,逐步培養(yǎng)學(xué)生以宏微結(jié)合的思維角度,利用證據(jù)推理的邏輯思維方法,處理綜合復(fù)雜問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。小組學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的歸納能力、分析推理能力、合作能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、自學(xué)能力、同學(xué)之間交流與合作的能力等都得到了很好的體現(xiàn),也進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的探究精神和科學(xué)態(tài)度。
(二)基于問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)
當(dāng)學(xué)生經(jīng)過(guò)探究實(shí)驗(yàn),掌握了可逆反應(yīng)的基本特性后,通過(guò)設(shè)置問(wèn)題順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生思考可逆反應(yīng)的過(guò)程,以及反應(yīng)進(jìn)行不徹底的原因,促進(jìn)學(xué)生在了解了表征知識(shí)后上升到思維層面,通過(guò)深度思考和高階思維活動(dòng),主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)體系。
【思考與交流1】可逆反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程是怎樣的?反應(yīng)進(jìn)行不徹底的原因是什么?
引導(dǎo)學(xué)生充分交流與討論,從反應(yīng)的本質(zhì)中尋找原因。通過(guò)引導(dǎo)和討論,學(xué)生形成以下幾個(gè)觀點(diǎn):
1.只有一部分的SO2與O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
2.SO2與O2完全反應(yīng)生成SO3后,SO3又重新生成SO2。
3.SO2與O2反應(yīng)生成SO3的同時(shí),SO3也反應(yīng)生成SO2和O2。
【思考與交流2】SO2與O2是單向反應(yīng)還是雙向反應(yīng)?可以通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
【觀察與思考】圖片展示以18O2作為反應(yīng)物在一定條件下與SO2發(fā)生反應(yīng)后18O的存在:
S18O2、SO2、S18O3、18O2、O2等。
【結(jié)論】通過(guò)同位素原子示蹤法可以發(fā)現(xiàn)18O不僅僅存在于生成物S18O3中,反應(yīng)物S18O2中也有18O,說(shuō)明SO2與O2的反應(yīng)是雙向的。
【思考與交流3】通過(guò)什么方法可以判斷是觀點(diǎn)2正確,還是觀點(diǎn)3正確。
【學(xué)生活動(dòng)】根據(jù)給出的數(shù)據(jù):起始濃度分別為1mol/L、0.5mol/L的SO2與O2,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng),每十分鐘容器中SO2、O2、SO3三種物質(zhì)的濃度,畫(huà)出c-t圖:SO2、O2、SO3三種物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化曲線以及v-t圖:反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率(V正)和逆反應(yīng)速率(V逆)隨時(shí)間變化曲線。
【結(jié)論】通過(guò)所畫(huà)c-t圖學(xué)生發(fā)現(xiàn)SO3的濃度隨著時(shí)間的變化一直增大后保持不變,說(shuō)明觀點(diǎn)2不成立,觀點(diǎn)3成立。
【思考與交流4】分析所畫(huà)圖表,該反應(yīng)到什么時(shí)候達(dá)到了反應(yīng)的限度?這時(shí)候反應(yīng)是否結(jié)束?這時(shí)候?yàn)槭裁慈N物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化?
【結(jié)論】濃度不再發(fā)生變化的時(shí)候達(dá)到了反應(yīng)限度,通過(guò)v-t可以得出達(dá)到反應(yīng)限度時(shí)反應(yīng)沒(méi)有停止,而是達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。
通過(guò)“交流與思考”4個(gè)問(wèn)題,以及“學(xué)生活動(dòng)”的環(huán)節(jié),由淺入深,由表及里,促進(jìn)學(xué)生深度思考,引導(dǎo)學(xué)生以微觀視角理解化學(xué)平衡狀態(tài)的形成過(guò)程,促進(jìn)學(xué)生深刻理解現(xiàn)象的本質(zhì),作圖以及數(shù)據(jù)分析的設(shè)計(jì)很好地訓(xùn)練了學(xué)生的學(xué)科思維能力,便于學(xué)生理解抽象概念,培養(yǎng)宏微結(jié)合的觀念,學(xué)生對(duì)可逆反應(yīng)的本質(zhì),以及化學(xué)平衡狀態(tài)的特征有了更深刻的認(rèn)識(shí),有利于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合和建構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生的高階思維。
(三)基于實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí)
化學(xué)平衡是化學(xué)中非常重要的概念,化學(xué)平衡也與我們的生活息息相關(guān),在了解了化學(xué)平衡的相關(guān)概念后將化學(xué)平衡與我們的生產(chǎn)生活相聯(lián)系,用本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)解決生產(chǎn)生活中的問(wèn)題,既能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)化學(xué)知識(shí)的理解,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的內(nèi)化,引發(fā)學(xué)生深入思考,能讓學(xué)生真實(shí)地感受化學(xué)的存在,感受化學(xué)無(wú)處不在地影響著我們的生產(chǎn)生活,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任感。
在化學(xué)平衡狀態(tài)下這部分內(nèi)容的最后筆者設(shè)計(jì)了一些化學(xué)平衡在我們生產(chǎn)生活中應(yīng)用的實(shí)例,創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,引發(fā)學(xué)生思考。實(shí)例一:“科學(xué)史話——關(guān)于煉鋼高爐的尾氣之謎。19世紀(jì),人們發(fā)現(xiàn)煉鋼爐出口含有大量的CO,最初認(rèn)為是由于CO與鐵礦石接觸時(shí)間不夠?qū)е拢瑸榇耍藗儾扇×嗽黾訜掍摖t高度的方法想使反應(yīng)達(dá)到完全進(jìn)行,但即使耗巨資增加高爐的高度,CO和鐵礦石接觸時(shí)間延長(zhǎng),煉鋼高溫爐頂產(chǎn)生的氣體中CO的含量還是沒(méi)有發(fā)生變化,造成了很大的浪費(fèi)”。實(shí)例二:為什么可樂(lè)打開(kāi)會(huì)冒出大量的氣泡。實(shí)例三:大氣臭氧層中的化學(xué)平衡。地球表面有大氣層覆蓋,離地面12km以上的高空有一臭氧層,但它是地球生命的保護(hù)屏障。我們知道,太陽(yáng)輻射對(duì)生命危害極大的是紫外線。當(dāng)太陽(yáng)輻射通過(guò)臭氧層時(shí),被吸收了約90%的紫外線,或者說(shuō)把這些紫外輻射的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚沟孛嫔馐軅Α_@其中的奧妙是什么?這些化學(xué)平衡在生活中的真實(shí)情境可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生的深度思考,也可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)課后查閱資料了解更多的知識(shí),完善自己的知識(shí)系統(tǒng),拓寬學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。
結(jié)束語(yǔ)
深度教學(xué)開(kāi)展的關(guān)鍵就是使學(xué)生在已經(jīng)掌握概念的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索提問(wèn),完成自身知識(shí)的建構(gòu)、問(wèn)題解決和反思提升[4],進(jìn)而完成概念的轉(zhuǎn)變和知識(shí)的遷移。在這個(gè)過(guò)程中,引領(lǐng)學(xué)生將認(rèn)識(shí)任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)任務(wù),運(yùn)用情境構(gòu)建等教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí),引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,幫助學(xué)生建立更科學(xué)的知識(shí)體系。經(jīng)過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)、問(wèn)題設(shè)計(jì),以及應(yīng)用拓展,逐步引導(dǎo)與激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,邏輯分析問(wèn)題,使所學(xué)知識(shí)得以繼續(xù)穩(wěn)固與加強(qiáng)。從宏微結(jié)合、證據(jù)推理的思維方法,逐步掌握結(jié)構(gòu)化的化學(xué)核心知識(shí),從而形成運(yùn)用化學(xué)的學(xué)科思維解決問(wèn)題的思維方式,提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)
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[4]郭元祥.論深度教學(xué):源起、基礎(chǔ)與理念[J].教育研究與實(shí)驗(yàn),2017(3):1-11.