用探究引領深度學習的初中化學教學設計

【摘要】本文針對學生在初中化學學習中停留在認知表面的淺層學習現狀，剖析深度學習的概念內涵，以“探秘復分解反應”教學設計為例，從研讀課標和教材確定教學目標、巧設問題建立探究起點、巧用實驗突破探究任務、梳理知識網絡設計作業等方面探討初中化學的深度學習教學設計策略。

【關鍵詞】初中化學 深度學習 教學設計 探秘復分解反應

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）28-0093-04

當前一些初中化學教學，教師側重抓教材重難點及考點的歸納總結，忽視學生學習的主體地位以及知識點的相互聯系，使得教學內容碎片化、淺表化。長此以往，容易導致學生習慣于淺層學習，難以把新學知識和已有知識溝通聯系，難以提高理解掌握、遷移運用、解決實際問題的水平；部分學生在化學學習中呈現茫然狀態，對化學學習缺乏興趣和內在動力，結果只能是枯燥記憶知識，敷衍應付學習。如何轉變學生在化學學習中停留在認知表面的淺層學習現狀，是初中化學教師當前急需解決的問題?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版化學課標》）提出，初中化學課程具有基礎性和實踐性，有利于激發學生對物質世界的好奇心，形成物質及其變化的基本化學觀念，發展科學思維、創新精神與實踐能力，養成科學態度和社會責任。教育部基礎教育課程教材發展中心負責深度學習教學改進項目的初中化學學科組認為，應該引導學生圍繞具有挑戰性的學習主題，開展以化學實驗為主的多種探究活動，從宏微結合、變化守恒的視角，運用證據推理與模型認知的思維，解決綜合復雜問題，通過深度學習促進學生化學核心素養的發展。這就需要初中化學教師精心設計教學方案，在教學中引領學生進行深度學習。

我國古代的治學態度是“博學之、審問之、慎思之、明辨之、篤行之”，這體現了古人學習時由淺入深的學習態度。多數研究者認為，深度學習是一種基于理解的學習，是指學習者以高階思維的發展和實際問題的解決為目標，以整合的知識為教學內容，積極主動、批判性地學習新的知識和思想，并將它們融入原有認知結構中，且能將已有的知識遷移到新的情境中運用的一種學習方式。在初中化學教學中，深度學習有利于學生對知識的理解、內化和應用，有利于鍛煉學生的科學探究與實踐能力、發展學生的科學思維、促進學生化學觀念的形成、培養學生的科學態度與責任，從而促進學生化學核心素養的形成和發展。

“復分解反應”是初中化學概念原理性知識的重要內容，可以為高中化學必修課程離子反應等內容奠定認知基礎?！皬头纸夥磻苯虒W內容中的知識點較多、綜合性較強、難點較為集中，學生在學習中容易產生畏難情緒，在應用型練習時常常遇到不少攔路虎，直接影響學生學習和理解酸堿鹽之間的反應規律、物質轉化現象等，是教學中的重點和難點。用深度學習的概念指導“復分解反應”教學，能夠幫助教師從圍繞考點的教學轉向深度學習的教學，引導學生在學習過程中學會深入思考，理解學習內容的內在含義，建構情境化、結構化的知識體系，提高學生靈活運用知識解決實際問題的能力。從適用于淺層學習的教學設計轉向基于深度學習的教學設計，教師要在教學內容的解讀、學生認知水平的了解、學習情境的創設和學習問題的設計上探索總結，發揮教學的創造性，最終實現課堂教學轉型。下面筆者以“探秘復分解反應”教學設計為例，探討基于深度學習的初中化學教學設計策略。

一、研讀課標和教材，以學生為學習主體確定教學目標

要設計出能夠引導學生深入學習、促進學生學科核心素養發展的教學方案，教師要先依據課程標準和教材內容，整體設計課堂教學內容?！?022年版化學課標》為了促進學生化學核心素養的發展設置了五個學習主題，復分解反應屬于“物質的化學變化”主題，要求認識常見的化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應及其簡單應用；學業質量描述要求能夠依據化學變化的特征對常見化學反應進行分類，說明不同類型反應的特征及其在生活中的應用；教學策略建議通過宏觀、微觀、符號等多重表征手段，引導學生多角度理解化學反應；等等。人教版化學九年級下冊將復分解反應的內容編排在第十一單元，在該內容之前編排了食鹽、純堿等幾種常見鹽的性質和用途，后續編排了化學肥料的內容作為鹽和復分解反應知識的延伸應用。教師研讀課標要求和教材內容，以學生為學習主體確定了“探秘復分解反應”的教學目標。（1）科學思維目標。認識復分解反應的概念，通過對比和分類，能從四種基本反應類型中辨別出復分解反應。（2）科學探究。通過實驗探究，能分析實驗證據并歸納出復分解反應發生的條件。（3）化學觀念。通過對復分解反應微觀實質的討論探究，培養微觀辨識能力，逐步形成微粒觀和變化觀。（4）科學態度與責任目標。通過列舉復分解反應在生活中的一些應用，體會化學知識的社會價值；在探究實驗中培養求實的科學態度，形成節約資源意識。

二、立足社會生活，巧設問題建立探究起點

九年級學生在接觸復分解反應之前已經認識了化合反應、分解反應和置換反應，掌握了學習化學反應的基本方法。由于復分解反應較為復雜，學生在初始階段較難理解復分解反應發生的條件、較難判斷兩種物質能否發生復分解反應。為了幫助學生突破以上學習難點，教師在進行教學設計時應注意聯系現實生活，盡量提供豐富的生活素材，為學生搭建學習的支架，采用微課輔助法、實驗法、討論法和練習法等靈活多樣的學習方法，有效促進學生的學習與理解。

從“探秘復分解反應”教學目標的四個維度出發，教師將教材中有關復分解反應的內容進行整合，設計了“任務線—情境線—問題線—探究線—素養線”，用探秘之旅進行串聯牽引?！疤矫貜头纸夥磻钡慕虒W設計思路如圖1所示。

在初中化學課堂教學中，教師通過緊扣生活實際、生產問題，或者挖掘化學史實等途徑，都可以得到具有一定價值的探究主題，且能讓學生感受到學習化學知識的意義。課前，教師精選并剪輯了復分解反應在生活中應用實例的微視頻，布置學生查閱有關復分解反應資料的任務?！疤矫貜头纸夥磻毙抡n引入時，教師先在課堂做制取二氧化碳的演示實驗吸引學生注意力，然后提出問題：“石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳的反應屬于哪一種基本反應類型？同學們還知道哪些類似的反應？”待學生匯報所查資料情況后，教師播放微視頻《生活中的復分解反應》，一是激發學生的求知欲，二是增強學生的社會責任感，三是為概念學習提供事實素材。學生觀看微視頻后，教師引導學生思考和討論：關于復分解反應，你想探究什么？

三、拆解總任務，巧用實驗突破探究任務

深度學習的教學設計，教師必須創設能夠激發學生深度思考的問題情境，引導學生學會在理解的基礎上學習。學生通過聯系新舊知識，深度學習和加工知識信息，提高對新舊知識、多學科知識和多渠道信息的整合能力。在學生經過集思廣益的頭腦風暴之后，教師再適時引導學生將“探秘復分解反應”的總任務進行拆解，確定探究的子任務，并進行實驗探究，逐一突破。

（一）運用類比思維，辨析概念

學生通過微視頻學習，了解到用小蘇打治療胃酸過多、用含氫氧化鋁的胃藥治療胃酸、用熟石灰處理泄漏的硫酸、實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳等都是復分解反應。教師順勢讓學生分析比較以上反應的化學方程式的特點，找出規律；并針對概念的要素，設置有梯度的遞進式問題，幫助學生辨析概念的內涵和外延。緊接著，教師引導學生用思維導圖（如圖2）區分四種基本反應類型，梳理易混知識點。然后，教師通過典型習題訓練，讓學生從多個反應中分辨出復分解反應，考查學生對概念的理解和應用能力。

（二）設計探究實驗，尋找證據

教師通過演示NaOH溶液和K2CO3溶液混合的實驗，制造認知沖突：“常見的酸、堿、鹽溶液之間兩兩混合都可以發生復分解反應嗎？復分解反應的發生需要滿足什么條件？”教師在充分考慮學情的基礎上，選擇性地將教材中的驗證實驗改為探究實驗，并提供多種化學藥品和集約便利的微型儀器，讓學生通過小組合作探究學習，自選藥品和儀器，設計實驗進行探究，解決以上問題，并做好實驗記錄（如圖3）。

多種化學藥品的選擇組合，得出了不同的實驗現象與探究發現：有些小組選擇硝酸鋇溶液和碳酸鉀溶液混合、硝酸鋇溶液和稀硫酸混合，實驗現象是出現了白色沉淀；有些小組選擇稀硫酸和碳酸鉀溶液混合，可以看到有氣泡產生；也有選擇稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應的小組，借助酚酞溶液，通過溶液顏色的變化，確定了復分解反應的發生；還有選擇稀硫酸和硫酸銅溶液混合的小組，因為沒有看到明顯現象，便判斷不能發生反應；等等。各小組完成實驗探究后進行發言，教師對各小組的發言及時點評，然后拋出關鍵問題：“綜合各小組實驗結果，復分解反應的生成物有什么特點？大家能否歸納出復分解反應發生的條件？”學生通過對比實驗結果，總結出當生成物中有沉淀或有氣體或有水產生時，復分解反應才能發生。教師還可以進一步引導學習能力較強的學生從反應物和生成物的物質類別角度，歸納出復分解反應的幾種常見類型：酸+堿→鹽+水，酸+鹽→新酸+新鹽，堿+鹽→新堿+新鹽，鹽+鹽→新鹽+新鹽，酸+金屬氧化物→鹽+水。

教師在實驗探究環節充分發揮學生的主觀能動性，讓學生在合作探究中獲取實驗證據，通過證據推理自主建構知識。學生在探究任務中既能體驗到實驗于化學學科的重要性，又親歷了歸納知識的過程，獲得了更多的學習成就感。

（三）深入微觀角度，探尋實質

教師播放微課《中和反應的微觀實質》，引導學生深入思考：為什么生成物中有水或氣體或沉淀生成時，就能判斷發生了復分解反應呢？進而探秘復分解反應的微觀世界。學生通過回顧中和反應的實質是H+與OH-結合生成H2O，通過知識的遷移運用，可從微觀角度解決學案中的探究問題（如圖4）。

學生在分組研討中交流自學成果，相互補充糾錯，發現了CuSO4溶液和NaOH溶液反應、稀硫酸和K2CO3溶液反應的實質分別是Cu2+和OH-結合生成Cu（OH）2沉淀，H+和[CO3]結合生成H2O和CO2氣體。于是教師進行點撥：“復分解反應的實質是離子相互結合的過程，有水或沉淀或氣體生成時，溶液中某些離子減少。”同時，教師引導學生換位思考，離子間若能發生反應，則意味著這些離子在溶液中不能共存，從而幫助學生建立起共存意識。此時，教師趁熱打鐵，讓學生釋疑：“演示實驗中NaOH溶液和K2CO3溶液混合后沒有明顯現象，兩者是否發生了復分解反應？從微觀角度怎么解釋？”如此設問，既能鍛煉學生的逆向思維能力，又能考查學生的知識遷移運用水平。

宏觀、微觀和符號相結合是進階提升學生思維的過程，促進學生深度學習。教師通過增加從微觀視角認識復分解反應的教學環節，播放動畫微課、模擬微觀圖示推理等活動，可以幫助學生形成微粒觀和轉化觀等化學基本觀念。

四、構建思維模型，梳理知識網絡設計作業

學以致用，能夠加深學生對新知識的理解和掌握，把新知識轉化為自身的能力。學生要認識到學習不是只會依照范例解答問題，而是需要研究思想方法和思維方式，形成靈活運用所學知識回答或解決新情境下陌生問題的能力，構建自己的思維模型?；谝陨喜呗裕處熢O計了“探秘復分解反應”課堂反饋練習（如圖5）與課后作業（如圖6），考查并反饋學生運用新知識解決問題的能力。

判斷酸堿鹽溶液之間能否發生復分解反應，需要學生在理解復分解反應發生條件的基礎上，針對實際物質進行具體分析，得出結論。當學生解決該問題后，教師要注意組織學生進行反思與交流，總結解題思路和方法，構建解題的思維模型。教師布置學生繪制本課思維導圖的任務，引導學生將發散的思維進行聚攏，提綱挈領，在建構思維模型的過程中內化知識。課后作業設計要注意兼具選擇性和挑戰性，吸引學生將思維探究延伸至課外，從而拓展學習空間。

五、深度學習的教學設計反思

“探秘復分解反應”一課的教學內容有一定難度，在教學實踐中，教師要注意教學設計策略的逐步改進：一是適切性，如究竟是選擇將教材中的驗證實驗改為半開放性探究實驗還是全開放的探究實驗，需要建立在考察學生的知識儲備和實驗能力的基礎上；二是發展性，如有關微觀本質學習的設計，要充分考慮學生的最近發展區，視學情而變，也可考慮將該內容后置。同時，教學設計還有可繼續調整和優化之處：實驗探究時所提供的藥品，應盡量避免在組合上發生水解反應造成信息干擾。教師要突破學生學習復分解反應的瓶頸，除了優化深度學習教學設計，還需適當安排習題課或復習課加強練習。如通過粗鹽中可溶性雜質的去除等問題的探討，歸納出復分解反應在解決分離提純問題中的思路和方法；再如通過一步轉化的問題探討，概括出復分解反應在解決物質轉化問題中的技巧和方法等。如此，形成“復分解反應”新課、習題課、復習課一系列的課型跟蹤，促進學生深度學習，螺旋式地提高學生對化學概念原理性知識的理解和運用能力。

總之，教師應發揮深度學習的優勢，落實學生學習主體地位，設計由現象到本質、由課內到課外的探究活動，引領學生進行深度學習。學生在化學課程學習中鍛煉了科學探究與實踐能力、發展了化學學科思維，形成了微粒觀、守恒觀和轉化觀等化學基本觀念，培養了嚴謹求實的科學態度，發展了化學核心素養。

參考文獻

［1］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.

［2］胡久華，羅濱，陳穎，等.深度學習：走向核心素養（學科教學指南·初中化學）［M］.北京：教育科學出版社，2019.

作者簡介：高譽（1984— ），廣西柳州人，碩士研究生，一級教師，研究方向為初中化學教學。

（責編 韋榕峰）