核心素養下的高中化學深度學習研究

張翠霞 楊家勇

(恩施土家族苗族自治州高級中學,湖北 恩施 445000)

深度學習作為一種新興的教育方法,能夠改變傳統化學教學的方式和效果.通過結合核心素養和深度學習,教師可以為學生提供更有意義的學習體驗,進而激發學生的興趣和創造力.

1 核心素養下開展高中化學深度學習的重要性

首先,高中化學深度學習要求學生不僅要掌握基本概念和知識,還要能夠思考和解決復雜的化學問題.通過深入學習,學生需要運用批判思維來分析和評估信息,發現問題本質,并提出合理的解決方案.這樣的學習過程可以培養學生的批判性思維和問題解決能力.其次,化學深度學習注重培養學生的科學探究和實驗設計能力.學生需要通過深入學習,掌握化學原理和實驗技巧,并將其應用于實際問題中.這樣的學習過程可以讓學生深入了解科學研究的本質,培養他們觀察、實驗設計和數據分析的能力.最后,化學深度學習還可以促進學科之間的融合與交叉.學生在深度學習的過程中,需要結合其他學科的知識和方法,探索化學與其他學科的關系和應用.這樣可以培養學生的跨學科思維,拓寬視野,提高終身學習的能力.

2 核心素養下開展高中化學深度學習的教學策略

2.1 強調探究和實踐,發展學生科學思維

探究和實踐不僅僅是為了獲取知識,更重要的是培養學生的科學思維.學生通過提出問題、觀察現象、設計實驗、分析數據等過程,能夠培養邏輯思維、推理能力和判斷能力,這種科學思維的培養對于學生的學科發展和未來的科學研究具有重要意義.同時,通過探究和實踐,學生可以親自參與到化學現象的觀察、實驗和分析中,激發他們對化學的興趣和好奇心.這種主動參與和探索的過程能夠提高學生的學習積極性,讓他們更深入地投入學習[1].

以滬科版高二化學上冊學習幾種定量測定方法中“測定1 mol氣體的體積”的教學為例,教師首先可以通過呈現一個實際場景或提出一個引人思考的問題導入,例如:“你曾經在哪些情況下需要測定氣體的體積?如何準確地測量氣體的體積?”或者展示一段視頻,展示測定氣體體積的實驗過程.接著在課堂教學過程中,教師對測定1 mol氣體體積的幾種方法進行簡要講解,包括容積法、密度法等.重點介紹各種方法的原理、操作步驟和注意事項.與此同時,學生可以分小組進行探索性實驗設計.教師鼓勵學生自主思考和探索,讓他們提出自己的實驗方案.學生可以考慮使用不同的實驗裝置和技術手段來測定氣體的體積,例如,他們可能會建議使用容積瓶、氣球或氣體收集器等裝置來測定1 mol氣體的體積.教師引導學生思考每種實驗設計的原理、優缺點和適用范圍.隨后,學生選擇一種實驗設計方案,并按照設計步驟進行實驗操作.教師可以要求學生記錄實驗過程中的觀察結果和測量數據,如氣體收集的體積和壓強,同時學生還可以計算出1 mol氣體的體積,并比較實驗結果與理論值的偏差.學生在小組中分享和討論他們的數據和分析結果.與此同時教師需要引導學生思考實驗結果中可能存在的誤差來源,并幫助他們深入分析實驗設計的合理性.最后,教師與學生一起總結本節課的重點內容,包括不同的測定方法、實驗設計的原則、分析實驗數據的方法等.教師鼓勵學生發表觀點,并引導他們進行思考和歸納總結,加深對所學知識的理解和記憶.

2.2 引導思辨和創新,培養學生創新意識

引導學生進行思辨和創新意味著讓他們獨立思考和質疑已有的觀點和理論.學生通過思辨性的討論和分析,能夠培養批判性思維,能夠更深入地理解和評價化學知識.通過引導思辨和創新,學生能夠嘗試不同的思路和方法,培養創新思維和解決復雜問題的能力.此外,思辨和創新需要學生將理論知識應用于實際問題中,并進行實踐操作和實驗設計.這將培養學生的科學素養和實踐能力,從而實現高中化學深度學習[2].

以滬科版高三化學全冊化學實驗探究中“常見氣體的制備和凈化”的教學為例,教師首先可以通過提出問題或展示相關實際案例來引發學生思考,比如:“在生活中,你觀察到哪些常見氣體的制備和凈化過程?有哪些實驗方法可以制備和凈化這些氣體?”引發學生的思考和好奇心.在教學過程中,教師需要簡要介紹常見氣體的制備方法和凈化原理,包括實驗操作的步驟、反應條件和注意事項等.重點強調制備和凈化過程中的創新點和挑戰,培養學生的創新意識.接著教師可以鼓勵學生進行小組探究性實驗設計.例如,學生可以選擇其中一種氣體(如氧氣、氮氣等),并自主設計制備和凈化的實驗方案.在實驗過程中,教師鼓勵學生觀察現象、記錄數據,并注意觀察和思考實驗過程中的創新點和問題.例如,在制備氧氣的實驗中,學生可以思考如何提高反應的效率,如何減少副反應等.學生根據實驗結果進行數據分析,并與小組成員一起討論實驗過程中的觀察現象、數據變化和解決方案.教師引導學生分析實驗結果的合理性和可行性,鼓勵他們提出創新的想法和改進方案.同時,學生可以將實驗結果和討論整理成報告、海報或演示文稿等形式,并進行創新項目展示.在展示過程中,學生可以分享自己的創新思路、改進方案和實驗心得,激發其他同學的思考和交流.最后,教師引導學生對整個實驗過程進行反思和評價,包括實驗設計、操作技巧、數據處理等方面.學生可以總結經驗和教訓,提出改進的建議,并思考如何將所學知識應用到其他相關場景中.

2.3 引入信息化教學,拓寬學生化學視野

信息化教學可以為學生提供豐富多樣的學習資源,如教學視頻、模擬實驗軟件、科學數據庫等.這些資源可以讓學生接觸到更多的化學知識和實驗經驗,拓寬他們的學習視野,豐富化學學習的內容和形式.同時,信息化教學還可以幫助學生將化學與其他學科進行跨學科的融合.學生可以通過信息化工具和技術,將化學知識和技能應用于解決實際問題和現實情境中,培養跨學科思維和應用能力,提高綜合素養和解決問題的能力[3].

以滬科版高一化學下評說硫氮的功與過中“硫酸”的教學為例,教師首先可以使用多媒體教學工具或在線數據資源,引入有關硫酸的相關信息、實際應用或化學反應機制的視頻、動畫等.這些資源可以幫助學生更好地理解硫酸在化學領域中的重要性和廣泛應用.接著教師可以鼓勵學生使用互聯網資源,如在線圖書館、學術搜索引擎等,獨立或小組研究與硫酸相關的領域,如硫酸的制備、性質、用途、環境影響等.學生可以收集和整理相關資料,并歸納其重要方面.同時,教師可以組織學生進行小組討論,分享他們所收集到的硫酸相關信息,并探討硫酸的功與過.學生可以就硫酸在環境污染、安全與健康等方面的問題展開討論,提出自己的見解和觀點,促進彼此之間的交流和互動.為了讓學生更深入地了解硫酸的性質和應用,教師可以引導學生進行實踐探究活動.例如,學生可以設計一些簡單的實驗,觀察硫酸的腐蝕性、溶解性等特性,并分析實驗結果.通過實踐探究,學生能夠更加深入地理解硫酸的化學性質.學生可以將實踐探究結果和信息研究整理成創新項目報告或演示文稿,并進行展示和分享.他們可以提出自己關于硫酸問題的創新想法、解決方案以及對未來科學發展的思考,從而促進學生的創新思維和能力的培養.在整個教學過程的最后,教師可以引導學生對所學知識和經驗進行反思和評價.學生可以總結實踐探究、信息研究和討論的收獲和不足之處,并提出改進的建議.教師也可以給予學生反饋和指導,以促進他們的深度學習.

2.4 實施多元化評估,促進學生深度思考

多元化評估要求學生不僅要通過簡單的記憶和應用來展示他們的學習成果,還要進行深度思考和綜合分析.通過多元化的評估方式,學生需要運用批判性思維、問題解決能力和創新思維等高級認知能力進行學習成果的呈現,從而促進他們對化學知識的深度理解和思考.與此同時,通過不同形式的評估,教師還可以提供全面的學習反饋,指導學生發展他們的學科能力和學習策略,幫助學生更好地進行自我評價和反思.

以滬科版高三化學全冊化學實驗探究中“物質的提純與分離”的教學為例,教師首先可以引入“物質的提取與分離”的概念,并提出相關問題,例如:“我們能否通過化學實驗的方法將花瓣中的色素提取出來?如何利用適當的實驗方法實現物質的分離和提取?”這樣可以激發學生的思考和興趣.同時教師可以指導學生進行實驗設計,學生可以自己設計一套實驗方案,選擇適當的實驗方法和儀器,進行物質的提取和分離實驗.例如,學生可以通過溶劑萃取、蒸餾、結晶等方法分離和提取花瓣中的色素.學生進行實驗操作后,收集實驗數據并進行記錄.教師引導學生使用科學方法分析實驗數據,例如計算提取率、比較不同方法的效果等,激發他們進行深入的思考.通過分析數據和思考,學生可以深化對物質提取與分離的理解.最后,教師可以采用多元化評估方法,例如,觀察評估學生在實驗操作過程中的技能和安全意識表現,分析評估學生對實驗結果的解釋和推論能力,與學生進行交流評估學生對實驗過程和結果的深度思考能力.教師還可以設計開放性問題、解決問題任務或其他形式的評估來評估學生的分析和應用能力.通過引入多元化評估并結合學生的探究實驗和思考過程,教師能夠促進學生深度思考,并開展高中化學深度學習.教師在教學過程中充當指導者和評估者的角色,鼓勵學生主動探究和合作,創造積極、互動的學習氛圍.這樣的教學方式可以培養學生的綜合素養和創新意識,推動高中化學深度學習的實現.