基于深度學習的化學教學策略研究

摘 要：基于深度學習的化學教學，有利于建立良好的教學環(huán)境、提高教學效率以及優(yōu)化教學方法等。由于缺少充足的教學資源、教師教學手段固化、學生學習方式較為單一等因素，影響了深度學習的推進。化學教師要主動做出改變，采用弱化課堂講解、打破課堂約束、開展實驗探究、創(chuàng)設(shè)問題情境、利用化學思想等，使學生積極主動參與課堂活動，達到深度學習。

關(guān)鍵詞：深度學習；化學教學；應(yīng)用價值；有效策略

化學在自然學科中是不可或缺的學科，是一門實用性很強的學科，其主要在分子、原子層面，研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用。在進行化學教學時，既要注重掌握理論，也應(yīng)與生產(chǎn)生活聯(lián)系起來進行深度學習，將所學知識應(yīng)用到新知識框架之中，嘗試應(yīng)用化學知識解決生產(chǎn)生活實際問題，以此提升學生的化學核心素養(yǎng)。

一、深度學習的內(nèi)涵

當前國內(nèi)外并未形成對深度學習概念統(tǒng)一的認知，目前比較流行的是：在理解知識的基礎(chǔ)上，批判式學習和吸納新思想，與過去的認知有機融合在一起，重新構(gòu)建學科知識體系，并嘗試應(yīng)用新構(gòu)建的知識體系解決實際問題的學習方式。該學習理念是基于淺層學習之上產(chǎn)生的，在新時代發(fā)展中具有關(guān)鍵性的作用。深度學習是注重分析及研究等高層次的學習，強調(diào)核心知識的學習，在學習書本知識之后，借助批判思維對知識進行深入探究，促進高階思維的形成。

深度學習化學指的是，學生要在化學教師的指引下，借助挑戰(zhàn)性任務(wù)開展具有化學學科特色的探究活動；從化學學科的視角，運用科學的思維方式，認識、分析和解決問題；同時掌握并學會運用化學核心知識，形成化學思想的基礎(chǔ)上，學會解決化學問題，落實化學學科核心素養(yǎng)的培育[1]。

二、深度學習在教學中的應(yīng)用價值

（一）營造和諧的課堂教學氛圍

傳統(tǒng)的化學課堂中，以教師的化學知識講解為主要內(nèi)容，強調(diào)學生的思維跟進以及重點和難點的抄寫等，“師講生寫”的現(xiàn)象非常普遍地存在，這就是傳統(tǒng)教學的主流，其教學氛圍一潭死水不夠活躍。深度學習強調(diào)以學生為主，彰顯在教學過程學生的主體作用。運用深度學習的理念，能促進教師與學生在課堂中的互動，也能加強學生之間的合作。在課堂教學中，交流與探討逐漸成為常見現(xiàn)象，不但可以增強學習氣氛，還能改善課堂教學氛圍，讓學生真正成為教學主體。

（二）提高課堂教學效率

在傳統(tǒng)的課堂教學過程中，教學主要表現(xiàn)為“滿堂灌”，或者是從“滿堂灌”轉(zhuǎn)化為“滿堂問”。雖然教師好像可以把控整個課堂教學，對各個教學環(huán)節(jié)加以控制，可以快速實現(xiàn)掌握新知識的教學目標。但事實上這樣的課堂教學效率并不高，教學效果也不是很理想。而深度學習理念的運用，強調(diào)學習中的合作及探究，讓學生全面參與其中，不斷激發(fā)他們的求知欲望和學習積極性。在進行課堂教學時，若是學生的相關(guān)學習指標都在不斷激增，那么學生的學習效果也將隨之倍增，不但會覺得課堂學習十分輕松愉快，還能實現(xiàn)高效學習。

（三）增加課堂教學方法的多樣性

深度學習屬于新型的教學方法，為課堂教學提供了全新的思路。教師將講解為主的教學轉(zhuǎn)變成以引導及點撥為主的教學，將以往教師“忙到停不下來”的情況變?yōu)閷W生“學到?jīng)]完沒了”。在教學過程中，深度學習的實施能夠增加教師教學方法的多樣性，由于采用情境引入、交流展示、團隊合作、分組討論及實驗探究等多種教學方法，通過幫助教師加深對教學本質(zhì)和過程的理解來使其改進原有的教學，促進學生更好地學習。

三、影響深度學習推進的因素

（一）專業(yè)教師不足，教學資源缺乏

對于部分學校來說，其教學空間、設(shè)備及師資等資源都可以滿足教學的最低需求，但是有關(guān)原創(chuàng)性的教學資源卻比較少。化學學科的專業(yè)教師不足，但是教師授課班級的數(shù)量卻比較多，日常的教學任務(wù)和作業(yè)批改等使得教師的工作壓力比較大，沒有足夠的時間研究和制作相關(guān)的課件、微課和學案等教學資源，導致原創(chuàng)教學資源比較少，網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)的教學資源也較為缺乏且針對性和實用性不強，這對化學深度學習的實施是極其不利的。

（二）教學理念落后，教學方法陳舊

教師的教學理念沒有跟上時代的發(fā)展而進行更新，導致教學方法沒有出現(xiàn)太大的變化。因為教學方法沒有變化，長時間運用過程中就塑造了教師自身的教學風格，形成了獨特的教學習慣。反之，基于固化的教學風格，導致教學方法也是固化的、不夠先進的，難以引入新的教學理念及教學方法，這對深度學習的促進和發(fā)展造成了一定的障礙。為實現(xiàn)深度學習，教師需要繼續(xù)研修，提升自身深度教學的能力，營造積極的深度學習環(huán)境。

（三）學習方式枯燥，學習方法單一

由于傳統(tǒng)教學思維的影響，學生的學習方式較為被動與單一，學習的內(nèi)容環(huán)節(jié)和思維活動主要靠教師的講授帶動，不能把深度學習理念與化學學習進行完美結(jié)合，這勢必影響深度學習的有效開展。在教學中應(yīng)指導學生靈活使用多元化的學習方法，把深度學習貫徹到學生的實際學習中，學生之間進行有效交流及合作，讓學生學會思考，從“要我學”向“我要學”轉(zhuǎn)變，提升學生的關(guān)鍵能力。

四、化學教學中開展深度學習的有效策略

（一）減少教師講解，組建合作學習小組

深度學習強調(diào)合作與交流，教師應(yīng)根據(jù)班級情況組建積極上進的合作學習小組，讓學生展現(xiàn)各自的優(yōu)點，促使學生在課堂上進行深度學習、深度交流、深度反思等。教師在進行教學講解過程中，應(yīng)越簡單越好，同時各學習小組進行深入的討論并展開競爭，為其留出大量的時間，對各學習小組進行指導。減少教師的講解環(huán)節(jié)，并非讓教師完全不講，而是減少重復性嘮叨，對教學講解過程進行簡化，講課面對的是所有學生，而不只是好學生，所以化學問題講解清楚就行，無需過多延伸，力爭用最短的時間進行講解，提高教學效率。

比如：在進行“乙醇的催化氧化”教學時，教師根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計下列探究活動：1.向小燒杯中加入乙醇，取一根10～15cm長的銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈外焰上灼燒至紅熱；2.將紅熱的銅絲插入無水乙醇中，觀察三個階段（沒加熱前、加熱后、伸入無水乙醇后）的顏色；3.反復幾次，小心聞試管中液體產(chǎn)生的氣味并與乙醇對比看有什么變化。然后讓每個學習小組進行探究實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象以及用規(guī)范的文字描述，寫出反應(yīng)的化學方程式，讓學生根據(jù)實驗得出銅絲在反應(yīng)中起催化劑作用的結(jié)論。該過程中教師應(yīng)對所有學習小組的實驗操作進行觀察，同時適時提供指導，無需對實驗過程和現(xiàn)象進行太多講解。最后讓學生展示學習成果、教師點評及歸納總結(jié)。在整個合作探究過程中，雖然部分學生可能沒有完全參與探究實驗或無法全面觀察到實驗現(xiàn)象、沒有正確寫出反應(yīng)的化學方程式，教師也不用著急，應(yīng)相信各學習小組的能力，相信團隊的力量，可通過小組成員獲得幫助，尋找問題的答案，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

（二）打破課堂局限，構(gòu)建自由學習時空

深度學習要求教師應(yīng)對教學進行創(chuàng)新，避免課堂的局限性，為學生構(gòu)建良好的自由發(fā)揮時空。也就是說，應(yīng)避免把化學學習拘泥于教室及課堂中，采用促進學生深度學習的線上學習和線下教學相結(jié)合的混合式課堂教學模式，有效利用網(wǎng)絡(luò)便利性以及微課的優(yōu)勢，結(jié)合實驗室及大自然環(huán)境，構(gòu)建沒有時空約束的學習場所。通過線上學習，采用任務(wù)驅(qū)動、微課講解，學生基本掌握了識記性、基礎(chǔ)性的知識，為線下教學的開展打下基礎(chǔ)，有利于促進學生深度學習。

比如：在進行“氨”的教學時，教師課前先根據(jù)教材內(nèi)容把相關(guān)視頻和微課提供給學生，如2010年廣西北海市冷凍廠液氨泄漏的視頻、氨的噴泉實驗的微課、氨與氯化氫反應(yīng)的微課、氨的催化氧化的微課、氨氣的實驗室制法的微課等。讓學生看完視頻和微課后思考討論：1.液氨泄漏廠區(qū)周圍均可聞到刺鼻的氣味，消防隊員利用水槍對不斷泄漏出的氨氣進行稀釋，從這可知氨氣有哪些物理性質(zhì)？2.噴泉實驗中含水膠頭滴管的作用是什么？為什么會形成噴泉？溶液為什么會變成紅色？若實驗失敗可能原因是什么？3.是否所有的濃酸遇到濃氨水都能產(chǎn)生白煙？4.氨氣能否與一氧化氮、二氧化氮反應(yīng)，能否寫出可能發(fā)生反應(yīng)的化學方程式？5.實驗室還可以用什么方法快速制備少量氨氣？為了解決教師提出的問題，學生選取適當?shù)膱鏊M行思考與討論，或在家獨立思考，或在校學習小組合作探討，或閑暇時間思考，或課間討論交流。總之，學生會有效利用自由學習時空，在教師規(guī)定的時間前理解教學內(nèi)容，有助于增強學生的自主性，培養(yǎng)學生形成深度學習的良好習慣。

（三）開展實驗探究，引發(fā)深度學習

實驗探究是化學學科的主要研究方式，化學教學的基礎(chǔ)是實驗。在教學過程中，教師要以深度學習理念為指導，通過開展化學實驗、問題探究，鍛煉學生的動手能力、分析和解決化學問題的能力，強化化學思維，系統(tǒng)掌握理論知識，培養(yǎng)深入反思的深度學習意識。培養(yǎng)學生的實驗操作能力，不能只是依靠聽課，應(yīng)通過實踐操作來提升。在進行實驗探究時，把實驗探究過程全部交給學生，讓其獨立完成或是合作完成，教師應(yīng)完全放手，鼓勵學生積極探索，自主開展有關(guān)的實驗操作。學生想要有效地完成實驗，則應(yīng)進行全面的思考、分析、觀察以及推理等，這也是深度學習的過程。教師還應(yīng)注重對學生開展學習方法的指導，在化學實踐教學中分解與細化化學實驗操作過程，使學生在化學實驗教學中學會化學實驗技巧，加強學生在實驗教學過程中的深度思考和學習。

比如：在進行“金屬鈉的性質(zhì)”的教學時，主要圍繞“鈉與氧氣反應(yīng)”“鈉與水反應(yīng)”這兩個化學實驗展開對鈉的性質(zhì)的學習。通過展示鈉、切割鈉、加熱鈉得出鈉的性質(zhì)，并應(yīng)用類比法得出鈉還能被氯氣、硫等具有氧化性的物質(zhì)氧化。在完成鈉與水反應(yīng)的實驗后，教師應(yīng)引導學生推測反應(yīng)后溶液中的生成物是氫氧化鈉，生成的氣體是氫氣，要求學生設(shè)計實驗來檢驗這兩種物質(zhì)。最后讓學生進行深度思考：1.探討鈉與水反應(yīng)的原理，推測鈉與水、鈉與鹽酸反應(yīng)的劇烈程度，寫出預(yù)測和根據(jù)。2.預(yù)測綠豆大小的鈉投入硫酸銅溶液中可能發(fā)生的現(xiàn)象，寫出預(yù)測和根據(jù)。這樣通過實驗探究的方式，學生加深了對知識的理解掌握，形成化學觀念和科學思維。

（四）設(shè)置問題情境，促進深度學習

在學生的學習過程中，若沒有積極思考，則難以對知識形成疑問，難以真正理解內(nèi)化知識，也難以實現(xiàn)深度學習。有效的設(shè)問能夠引發(fā)學生的深度思考，通過設(shè)置問題情境，引導學生在已有知識的基礎(chǔ)上學習新知識；同時設(shè)置情境任務(wù)，引導學生深入分析、探究、推理、應(yīng)用等一系列的思考和行動，逐步把知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，建立自己的知識網(wǎng)絡(luò)，學會評價反思并將知識遷移應(yīng)用到不同的情境中，把學習變成學生主動參與的過程。因此在教學中給學生創(chuàng)設(shè)問題情境，在情境中解決問題，是讓學生將知識轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)的有效教學方式，可以促進學生的深度學習。

比如：在進行“探究食品脫氧劑中的鐵”相關(guān)知識點的教學時，教師以脫氧劑泄露引發(fā)的熱搜為情境，設(shè)計如下問題：1.誤食脫氧劑會不會中毒？什么是鐵系脫氧劑？2.結(jié)合脫氧劑的用途和氧化還原反應(yīng)知識，推測脫氧劑中鐵元素可能的化合價？3.如何確定脫氧劑中的磁性黑色粉末是Fe還是Fe3O4？4.推測鐵與水反應(yīng)的可能性；若能反應(yīng)則產(chǎn)物可能是什么？5.結(jié)合脫氧劑成分及相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析誤食脫氧劑會不會中毒？這樣設(shè)計真實且富有價值的問題情境，利用問題串的形式使學生開展主動思考，學生在深度思考的過程中能夠感受到化學的樂趣，利用問題情境的教學方式推動學生學習方法的轉(zhuǎn)變。

五、利用化學思想，推動深度學習

在學生開展化學深層次學習過程當中，化學學科思想是對化學基礎(chǔ)知識的高層次概括，同樣也體現(xiàn)了化學知識的科學性與規(guī)律性等特征。在化學課堂當中，利用化學學科思想，能夠幫助學生在化學深度學習過程當中，構(gòu)建化學思維，同時也能實現(xiàn)化學知識的理解[2]。深度學習的實質(zhì)是學生可以自主學習、思考及探究，而非像過去那樣教師過度干預(yù)，采用強制學習方式，要求學生死記硬背。在引導學生進行深度學習時，借助化學思想，能夠加深對各知識間關(guān)系的認識，有助于達成知識建構(gòu)的目標，提升學生的化學學科核心素養(yǎng)。

比如：在鎂的提取與應(yīng)用學習時，其中鎂與二氧化碳之間的反應(yīng)為化學新知識，同時在該課程教學當中，也要培養(yǎng)學生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀。本節(jié)課通過使學生了解基本工業(yè)技術(shù)，了解在基本工業(yè)中提取某物質(zhì)所要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)與學科思想，并學會利用此類基本工業(yè)技術(shù)制備其他物質(zhì)的化學流程。在課堂當中教師可以展示從海水中提取鎂的化學流程，引導學生分析該化學流程的特點，感受人類從大自然中提取某種物質(zhì)所經(jīng)歷的一般流程，通過建立此類高階學習任務(wù)與學習活動，提升學生解決化學問題的能力，推動深度化學學習。

結(jié)束語

基于深度學習的化學教學讓學生成為學習的主人，教師在教學中根據(jù)學生特點，通過開展實驗探究、創(chuàng)設(shè)問題情境、利用化學思想等方式使學生轉(zhuǎn)變學習方式與思考方式，激發(fā)學生的化學學習興趣，推動學生開展深度學習。學生能夠在教師引導下主動進行知識建構(gòu)，進行問題解決，達成高階思維，有效實現(xiàn)化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

參考文獻

[1]胡久華.以深度學習促進核心素養(yǎng)發(fā)展的化學教學[J].基礎(chǔ)教育課程，2019（2）：70-78.

[2]曾凡江.基于核心素養(yǎng)培育的中學化學課堂深度學習研究[J].新教育時代電子雜志（學生版），2021（44）：109-110-111.

本文系廣東省教育研究院2020年度立項課題“中學化學深度研究學習區(qū)域推進的實踐研究”（編號：20GDJY—A013）研究成果。