基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展

王艾禮

［摘 要］深度學(xué)習(xí)是加強(qiáng)學(xué)生思考與探究、發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式。基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)情境，為實(shí)驗(yàn)做好鋪墊；設(shè)計(jì)問(wèn)題，強(qiáng)化知識(shí)建構(gòu)；知識(shí)遷移，落實(shí)知識(shí)應(yīng)用；課堂總結(jié)，回顧教學(xué)重點(diǎn)。文章以“二氧化碳的制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展進(jìn)行詳細(xì)闡述。

［關(guān)鍵詞］深度學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；初中化學(xué)；二氧化碳

［中圖分類(lèi)號(hào)］ ? ?G633.8 ? ? ? ?［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號(hào)］ ? ?1674-6058（2022）20-0064-03

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)和創(chuàng)新能力的主要手段，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)與發(fā)展起著積極的作用。但是部分學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏深度思考與探究，淺層學(xué)習(xí)影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)行為以及認(rèn)知結(jié)果，這與實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生高階思維、核心素養(yǎng)的目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)，因此深度學(xué)習(xí)的開(kāi)展與實(shí)施勢(shì)在必行。為此，本文對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展加以探究，引導(dǎo)學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中明確實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最終在實(shí)驗(yàn)中提升自身的化學(xué)綜合水平。

一、深度學(xué)習(xí)概述

相對(duì)淺層學(xué)習(xí)而言，深度學(xué)習(xí)更加關(guān)注知識(shí)的本質(zhì)以及意義，它是指學(xué)習(xí)者在淺層學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)知識(shí)的再認(rèn)識(shí)構(gòu)建知識(shí)關(guān)系，并在理解的前提下進(jìn)行應(yīng)用與遷移，做出決策和解決問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)模式。開(kāi)展深度學(xué)習(xí)需要經(jīng)歷多個(gè)步驟，其中包括信息的整合、問(wèn)題的思考與解決、知識(shí)的遷移與應(yīng)用等。在深度學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的思維將得到拓展和延伸，所以基于深度學(xué)習(xí)開(kāi)展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有積極的意義。

二、深度學(xué)習(xí)的價(jià)值體現(xiàn)

（一）利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提升

創(chuàng)新能力是每個(gè)學(xué)生必備的能力，也是促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)與發(fā)展的關(guān)鍵能力。淺層學(xué)習(xí)無(wú)法讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題形成真正的認(rèn)識(shí)與進(jìn)行深度的探究，表面化的理解與認(rèn)知不足難以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)與方法進(jìn)行創(chuàng)新。而深度學(xué)習(xí)則是讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的深層內(nèi)涵和意義進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)信息的整合和問(wèn)題的解決來(lái)創(chuàng)造出多種方法，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升，為學(xué)生今后的發(fā)展鋪平道路。

（二）利于學(xué)生探究意識(shí)的培養(yǎng)

合作與探究是課程標(biāo)準(zhǔn)提到的學(xué)習(xí)方式，合作與探究能力是當(dāng)下學(xué)生欠的基本能力之一。基于深度學(xué)習(xí)開(kāi)展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可讓學(xué)生對(duì)化學(xué)概念、定律、方程式以及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和原理進(jìn)行探究，明白問(wèn)題提出的依據(jù)，找到問(wèn)題解決的方法，并努力做到“知其然，并知其所以然”，同時(shí)在與他人的合作過(guò)程中將層層遞進(jìn)的問(wèn)題一一破解，最終養(yǎng)成獨(dú)立思考的意識(shí)以及合作探究的精神。這樣的教學(xué)，可保證每一位學(xué)生都能獲得自我成長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步與發(fā)展。

（三）利于學(xué)生知識(shí)框架的構(gòu)建

深度學(xué)習(xí)是一個(gè)由外到內(nèi)層層遞進(jìn)的過(guò)程，也是學(xué)生通過(guò)提出問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題構(gòu)建知識(shí)框架形成批判性思維的過(guò)程。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，務(wù)必要結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)要求，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中體現(xiàn)主體性，同時(shí)使學(xué)生對(duì)知識(shí)的探究從表面向深度過(guò)渡，對(duì)知識(shí)依次進(jìn)行基礎(chǔ)理解、深層理解、遷移應(yīng)用，將陌生的知識(shí)熟悉化、抽象的知識(shí)形象化、理論的知識(shí)實(shí)踐化，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)充滿(mǎn)渴望，并且通過(guò)自己的探索和應(yīng)用建構(gòu)知識(shí)體系，一步步豐富知識(shí)框架，為今后的成長(zhǎng)積攢能量。

三、基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)

（一）創(chuàng)設(shè)情境，為實(shí)驗(yàn)做好鋪墊

多數(shù)學(xué)生在剛開(kāi)始接觸化學(xué)時(shí)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)并不熟悉，為了更好地讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有所了解，激發(fā)學(xué)生的好奇心，教師可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)以及認(rèn)知水平，以講故事、提問(wèn)題、做游戲等形式為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，通過(guò)圖片、視頻、語(yǔ)言等多方面的刺激，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。創(chuàng)設(shè)情境，不僅可以消除學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的陌生感，還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在情境中學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，為實(shí)驗(yàn)探究打好基礎(chǔ)，進(jìn)而在教師的指導(dǎo)和幫助下掌握和內(nèi)化實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)知識(shí)。

（二）設(shè)計(jì)問(wèn)題，強(qiáng)化知識(shí)建構(gòu)

教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)為學(xué)生設(shè)計(jì)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生由淺層學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，最終在解答問(wèn)題的同時(shí)學(xué)會(huì)深度思考，從而強(qiáng)化知識(shí)建構(gòu)。教師在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：第一，問(wèn)題要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識(shí)框架來(lái)設(shè)計(jì)，目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用學(xué)到的知識(shí)和已有的經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題，從而獲得成就感。第二，問(wèn)題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)層次性，讓不同層次的學(xué)生能夠通過(guò)層層遞進(jìn)的問(wèn)題拓展思維，最后實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)。

（三）知識(shí)遷移，落實(shí)知識(shí)應(yīng)用

當(dāng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)化知識(shí)之后，教師可向?qū)W生展示生活中的化學(xué)問(wèn)題或者現(xiàn)象，讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的問(wèn)題，體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值。學(xué)生在遷移應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程中提升了自身的生活技能，積累了生活經(jīng)驗(yàn)。這一環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)，也是讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的必要性和化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師在設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)時(shí)要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的深度思考，進(jìn)而完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果。

（四）課堂總結(jié)，回顧教學(xué)重點(diǎn)

課堂總結(jié)是深度學(xué)習(xí)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架的重要途徑。課堂總結(jié)不僅要總結(jié)課堂知識(shí)，還要對(duì)課堂中學(xué)生疏忽之處或者不足之處進(jìn)行整理和分析，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度思考。除此之外，教師還要在課堂總結(jié)中幫助學(xué)生構(gòu)建思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生在思維的延展過(guò)程中回顧實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)知識(shí)并加以記憶，最后將其應(yīng)用于生活中，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。

四、基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

下面以“二氧化碳的制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)基于深度學(xué)習(xí)的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探究。

（一）教學(xué)目標(biāo)

（1）組裝實(shí)驗(yàn)器材，制取二氧化碳?xì)怏w。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究二氧化碳的性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。

（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和探究意識(shí)，從淺層學(xué)習(xí)向深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)框架，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)展核心素養(yǎng)。

（二）教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）教學(xué)重點(diǎn)：二氧化碳的制取。

（2）教學(xué)難點(diǎn)：二氧化碳的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

（三）教學(xué)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)情境，引出實(shí)驗(yàn)

二氧化碳與我們的生活息息相關(guān)，但是學(xué)生對(duì)二氧化碳并不熟悉。為了讓學(xué)生對(duì)本實(shí)驗(yàn)充滿(mǎn)期待和好奇，教師可以在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展之前創(chuàng)設(shè)情境：有一種物質(zhì)，植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)它，被消防官兵所青睞，同時(shí)它也是全球變暖的主角，它到底是什么呢？請(qǐng)大家思考并猜測(cè)。

學(xué)生自主思考，回答問(wèn)題。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)二氧化碳這一物質(zhì)，并對(duì)二氧化碳充滿(mǎn)好奇。

設(shè)計(jì)意圖：以猜謎語(yǔ)的方式創(chuàng)設(shè)情境，不僅可以吸引學(xué)生的注意力，活躍實(shí)驗(yàn)課堂氣氛，還能讓學(xué)生結(jié)合自身的認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)二氧化碳，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)探究做好鋪墊。

2.提出問(wèn)題，合作探究

教師引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題：空氣中如果沒(méi)有二氧化碳會(huì)怎樣？空氣中的二氧化碳密度比空氣大還是小？如何制取二氧化碳？并給出制取二氧化碳的化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。

首先，讓學(xué)生以小組合作的形式對(duì)二氧化碳進(jìn)行淺層學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上對(duì)二氧化碳的制取進(jìn)行探究，之后再根據(jù)教師給出的化學(xué)方程式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，安裝實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1），實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。接著，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行指導(dǎo)，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)二氧化碳的認(rèn)識(shí)思考二氧化碳具有哪些性質(zhì)，以及設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)可以證明二氧化碳的存在。例如，二氧化碳可以用來(lái)滅火，說(shuō)明二氧化碳不具有可燃性，那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這一性質(zhì)？

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二氧化碳的性質(zhì)。例如，為了驗(yàn)證二氧化碳的密度大小，學(xué)生將兩個(gè)燒杯分別放在天平的兩端，并向一個(gè)燒杯中倒入二氧化碳，天平向哪個(gè)方向偏移那么哪邊氣體的密度就大。又如，在驗(yàn)證二氧化碳不支持燃燒這一性質(zhì)時(shí)，學(xué)生將帶火星的木條放入二氧化碳中，觀察帶火星的木條的變化情況，以此驗(yàn)證二氧化碳的這一性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：?jiǎn)栴}的提出激發(fā)了學(xué)生的探究意識(shí)，使其在淺層學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，即從二氧化碳性質(zhì)的淺層學(xué)習(xí)向性質(zhì)的探究轉(zhuǎn)變，最終通過(guò)操作實(shí)驗(yàn)將二氧化碳的性質(zhì)加以?xún)?nèi)化，構(gòu)建知識(shí)框架。

3.課外拓展，實(shí)現(xiàn)遷移

教師表演“魔術(shù)”：向一個(gè)盛滿(mǎn)紫色溶液的燒杯中通入二氧化碳，溶液瞬間變?yōu)榧t色。

學(xué)生從中可知二氧化碳可使紫色石蕊變紅。

教師講述故事：有個(gè)孩子吃了半個(gè)西瓜之后，將剩下的半個(gè)西瓜放入久未開(kāi)封的地窖中，結(jié)果父母沒(méi)有看到孩子回家，就去地窖中找，最后三人都被困在地窖中無(wú)一生還。隨后提出問(wèn)題：在遇到以上情形時(shí)應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)才能確保人身安全？

設(shè)計(jì)意圖：課外拓展的目的是讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行遷移，學(xué)會(huì)運(yùn)用二氧化碳不支持燃燒這一性質(zhì)解決問(wèn)題。這樣既能鞏固課堂知識(shí)，又能體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和意義，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

4.實(shí)驗(yàn)總結(jié)，強(qiáng)化鞏固

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師和學(xué)生一起討論、回顧課堂知識(shí)點(diǎn)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作的失誤，總結(jié)課堂重點(diǎn)，從而加深印象，強(qiáng)化記憶。涉及如下具體內(nèi)容：

（1）二氧化碳是無(wú)色無(wú)味的氣體。

（2）二氧化碳的密度比空氣大。往天平上的兩個(gè)燒杯中的一個(gè)倒入二氧化碳，天平指針向二氧化碳端偏移，從而驗(yàn)證了該性質(zhì)。

（3）二氧化碳不燃燒也不支持燃燒。將帶火星的木條放入盛有二氧化碳的燒杯中，火星熄滅，從而驗(yàn)證了該性質(zhì)。

（4）二氧化碳可以使紫色石蕊變紅。這一性質(zhì)可以作為二氧化碳的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施。

設(shè)計(jì)意圖：教師從二氧化碳的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論，讓學(xué)生在心中構(gòu)建化學(xué)思維導(dǎo)圖，牢固掌握二氧化碳的制備及其性質(zhì)。

教師結(jié)合二氧化碳的性質(zhì)提出生活實(shí)踐問(wèn)題：二氧化碳除了可用來(lái)滅火，還有哪些用途？生活中為了給雞蛋保鮮，人們常常用石灰水制作雞蛋保鮮劑，請(qǐng)解釋一下其中的原理。

學(xué)生通過(guò)回答問(wèn)題，體會(huì)化學(xué)給生活帶來(lái)的便利，并且能夠在教師的指導(dǎo)下思考生活中二氧化碳的作用，為接下來(lái)的應(yīng)用學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，最終發(fā)展自身的化學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)技能。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)思考生活中二氧化碳的應(yīng)用，讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課的知識(shí)加以鞏固，并在應(yīng)用中體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，最后在知識(shí)的遷移過(guò)程中落實(shí)深度學(xué)習(xí)；在構(gòu)建知識(shí)體系的同時(shí)，完成本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生思維的提升和知識(shí)的建構(gòu)，并且還能讓學(xué)生掌握和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值和意義。當(dāng)下基于深度學(xué)習(xí)開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還需教師繼續(xù)深入研究，以提高探究性實(shí)驗(yàn)的效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的共同進(jìn)步與發(fā)展。

［ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ］

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（責(zé)任編輯 羅 艷）