深度學習：高中化學核心素養(yǎng)的沉浸式發(fā)展

摘 要：高中化學課程作為普通高中課程的重要組成部分，旨在培養(yǎng)學生對化學知識、實驗方法和思維方法的全面掌握和運用能力，以及對現代化學科學的興趣和熱愛。傳統(tǒng)的化學教學方式往往以知識的灌輸和機械化記憶為主，忽視了化學學科的實踐性和探究性，導致學生對化學科學的理解和興趣程度不高，對于化學領域的探索和創(chuàng)新也較為缺少。隨著深度學習的不斷發(fā)展和應用，沉浸式發(fā)展已成為創(chuàng)新教育的重要手段之一，其通過全方位的感官體驗以及探究性學習的方式來促進學生的學習和思考，更好地發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。因此，文章旨在探討基于深度學習的高中化學核心素養(yǎng)的沉浸式發(fā)展，以期加深學生對化學知識的理解，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，為化學領域的未來人才培養(yǎng)打下堅實基礎。

關鍵詞：深度學習；高中化學；核心素養(yǎng)；沉浸式發(fā)展

高中化學教學的目標是培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，使其具備扎實的化學基礎知識、科學的思維方法和實驗技能。然而，傳統(tǒng)的教學模式往往以知識的灌輸為主，學生缺少對化學知識的深度理解和實際應用能力。為了提高學生的化學核心素養(yǎng)，沉浸式發(fā)展是一種重要的教學策略。沉浸式發(fā)展是指學生通過深入的學習和實踐，將所學知識應用于實際問題的解決中。深度學習是一種基于問題的學習方法，強調學生的主動參與和合作解決問題的能力。通過深度學習的教學模式，可以幫助學生深入理解化學知識，并將其應用于實際問題的解決中，提升學生的核心素養(yǎng)。

一、高中化學核心素養(yǎng)的內涵和培養(yǎng)的重要性

（一）高中化學核心素養(yǎng)的內涵

1.化學基本概念的掌握

高中化學教學的基礎是學生對化學基本概念的掌握。學生需要掌握元素、化合物、原子結構、離子、分子、化學方程式等基本概念，為后續(xù)學習和實驗打下堅實基礎。

2.化學實驗技能的獲得

高中化學實驗是培養(yǎng)學生實驗技能和創(chuàng)新意識的重要途徑。在實驗中，學生能夠親身感受化學反應的現象，了解化學實驗的原理和方法，探究科學規(guī)律，同時也要求學生具備實驗技能，包括實驗操作的熟練、實驗數據的收集和分析、實驗結果的總結等方面[1]。

3.化學解決問題能力的培養(yǎng)

高中化學不僅要求學生掌握化學基本概念和實驗技能，還要求學生能夠運用所學知識解決化學問題。學生需要在解決化學問題中追求科學嚴謹、邏輯清晰，同時要靈活應用所學知識和技能，達到解決問題的目的。

4.化學學習興趣和思想品質的培養(yǎng)

高中化學教學不僅僅是傳授知識，更重要的是培養(yǎng)學生對化學的興趣和思想品質。學生需要逐漸形成勇于探究化學問題的良好科學態(tài)度、批判性思維和創(chuàng)新意識等思想品質。

（二）培養(yǎng)高中學生化學核心素養(yǎng)的重要性

高中化學教育是現代科學教育的重要組成部分，對學生的學業(yè)和職業(yè)發(fā)展具有重要的意義。

培養(yǎng)高中學生化學核心素養(yǎng)的重要意義主要包括：1.有助于提高學生的科學素質。科學素質是現代人必備的素質之一，高中化學學習是培養(yǎng)學生科學素質的重要途徑。在化學學習中，學生能夠掌握化學基本概念、實驗技能和化學思維方式，提升學生的科學素質。2.有助于提高學生的創(chuàng)新能力。高中化學學習所獲得的化學思維方式、實驗技能和問題解決能力，能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生通過化學實驗和課堂探究等方式，能夠形成創(chuàng)新的思維方式，提高創(chuàng)新能力。3.有助于促進學生的職業(yè)發(fā)展。化學是一門應用廣泛的學科，對于許多職業(yè)都有重要的影響。高中化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，能夠為學生今后的職業(yè)發(fā)展打下良好的基礎。

二、深度學習在高中化學教學中的應用

（一）深度學習在高中化學知識點掌握中的應用

高中化學知識點往往非常復雜，學生需要掌握許多概念和公式。但是，傳統(tǒng)的教學方式往往是將知識點輸入給學生，讓學生進行記憶。這種方式往往效果不佳，學生很容易遺忘所學的知識點。而深度學習則可以通過優(yōu)秀的機器學習算法，讓學生更加深入地理解知識點。深度學習可以通過自然語言處理技術，將知識點轉化為易于理解的語言。這樣，學生可以更輕松地理解知識點，掌握知識點。同時，深度學習也可以通過智能推薦算法，根據學生的學習狀況和掌握程度，智能推薦和學生匹配的知識點，以便學生更好地掌握知識點。

（二）深度學習在高中化學實驗操作中的應用

在高中化學教學中，實驗操作是非常重要的一部分。但是，傳統(tǒng)的實驗操作往往需要大量的器材和實驗室場地。這些條件對于很多學校來說是非常欠缺的。而深度學習可以通過虛擬實驗室等技術，讓學生更加深入地了解實驗操作。虛擬實驗室是一種利用計算機技術模擬實驗過程的技術。通過虛擬實驗室，學生可以進行各種化學實驗，而無須擁有昂貴的實驗器材。同時，深度學習也可以通過虛擬實驗室，將學生的實驗操作行為進行記錄和分析，以便更好地指導學生進行實驗操作[2]。

（三）深度學習在高中化學思維方法培養(yǎng)中的應用

高中化學教學中，思維方法的培養(yǎng)是非常重要的一部分。然而，傳統(tǒng)的教學方式往往注重學生的記憶和應用，忽略了學生的思維方法培養(yǎng)。而深度學習則可以通過智能推薦等技術，幫助學生更好地培養(yǎng)思維方法。根據學生的學習狀況和掌握程度，智能推薦適合學生的思維方法和解題方法。這樣，學生可以更好地掌握化學知識，提高化學思維能力。

三、探究高中化學核心素養(yǎng)的沉浸式發(fā)展策略

（一）設計啟發(fā)性問題和探究性實驗

沉浸式發(fā)展需要教師設計啟發(fā)性問題和探究性實驗，以激發(fā)學生的學習興趣和主動探索的能力。教師可以通過提出開放性問題和鼓勵學生進行獨立探究，引導學生深入思考化學現象產生的原因和機制。同時，教師還可以設計探究性實驗，讓學生通過實際操作來驗證和應用所學的化學知識。

例如，在教學“晶體結構與性質”相關重要知識點時。晶體結構的不同決定了晶體的性質和特點。通過設計啟發(fā)性問題和探究性實驗，可以幫助學生深入理解晶體結構與性質之間的關系，提高學生的實驗操作和科學思維能力。晶體結構與性質涉及晶體中的晶格、晶體結構和晶體的物理和化學性質。晶體是有序排列的粒子或分子的集合體，具有一定的周期性結構。晶體的晶格是由正、負離子或分子之間的靜電力相互作用而形成的。晶體結構的研究揭示了晶體的原子或分子排列方式和晶體的周期性性質。晶體的物理和化學性質包括晶體的硬度、熔點、溶解性以及與外部環(huán)境的相互作用等。教師可以提出一個啟發(fā)性問題：為什么某些晶體在水中可以溶解，而另一些晶體卻不溶解？學生可以首先回顧晶體結構的相關知識，了解晶格和晶體結構與晶體的性質的關系。接著，學生可以設計探究性實驗，通過實驗來驗證晶體的溶解性與晶體結構之間的關系。學生可以選擇不同的晶體樣品，如食鹽、糖和銅硫化物等，并將這些晶體樣品分別加入水中，觀察和記錄每個晶體在水中的溶解情況。學生可以發(fā)現某些晶體溶解在水中，而另一些晶體不溶解。通過進一步的討論，學生可以得出結論：晶體的溶解性與晶體結構密切相關。例如，食鹽的晶體結構是由正負電荷排列而成的，而糖的晶體結構是由氫鍵和范德華力相互作用而成的。這些不同的晶體結構決定了它們在水中溶解的不同。因此，學生不僅能夠深入理解晶體結構與性質之間的關系，還能夠培養(yǎng)實驗設計和數據分析的能力。同時，學生還能夠將化學知識與物理學中的晶體結構和溶解過程等學科進行整合，拓寬他們對化學的應用視野。

（二）引導學生進行跨學科整合

沉浸式發(fā)展策略可以引導學生進行跨學科整合，將化學與其他科學領域聯(lián)系起來。學生可以通過學習化學與生物學、物理學和地理學的交叉點，探索不同學科之間的聯(lián)系和應用。這種跨學科整合可以幫助學生更好地理解化學知識的實際應用和意義。

例如，在教學“有機化合物的結構特點”相關知識點時，可以深化學生對有機化合物的理解，并開闊學生的視野。有機化合物的結構特點涉及碳原子的四個共價鍵和它們之間的鍵角等方面。有機化合物的結構決定了它們的性質和反應能力。與此同時，有機化合物中的功能團和它們的化學反應也與其他學科有著密切的關系。例如，醇類化合物中的羥基可以與酸反應，生成酯類化合物。這個過程涉及化學反應的平衡和動力學等知識點。再如，以醇類化合物為例，教師可以提供一個實際問題：在生活中，我們常常會遇到酒精的消毒液和某些飲品的酒精成分。請你們探究一下：為什么酒精具有消毒和飲用的功能，它的化學結構與這些功能之間是否有關系？學生可以首先回顧和學習有機化合物的結構特點，特別是醇類化合物的組成和結構。接著，學生可以探究醇類化合物中羥基的屬性和其對消毒和飲用功能的影響。他們可以借助化學實驗、文獻研究和信息搜集等方法，了解醇類化合物與微生物的作用機制以及人體對酒精的吸收和代謝等方面的知識。在探究過程中，學生可以逐步了解到醇類化合物中的羥基與微生物細胞膜的相互作用，導致微生物的死亡和消毒效果。同時，學生還能發(fā)現醇類化合物與人體的相互作用，包括酒精在人體內被吸收和代謝等。通過這個案例的學習，學生不僅能夠深入理解有機化合物的結構特點，還能夠將化學知識與生物學中的微生物和人體生理學等學科進行整合，綜合應用化學知識。因此，學生將不僅僅能夠深入理解有機化合物的結構特點，還能夠培養(yǎng)跨學科整合的能力，將化學知識與其他學科進行聯(lián)系，拓寬他們對化學的應用視野。這種沉浸式發(fā)展策略可以激發(fā)學生的學習興趣和主動性，并促進他們的核心素養(yǎng)的綜合發(fā)展。

（三）組織實踐性學習培養(yǎng)解決實際問題的能力

沉浸式發(fā)展策略強調學生的實踐應用和解決問題能力的培養(yǎng)。學生可以通過參與項目實踐、實驗設計和科學研究等活動，將所學的化學知識應用于實際問題的解決中。這種實踐性的學習可以幫助學生更好地理解和應用化學知識，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。

例如，在“氧化還原反應”相關知識點的教學中，教師可以通過模擬實驗、實地考察等方式，將學生引入氧化還原反應的實際應用場景中去，促進學生的實踐應用和解決問題能力的培養(yǎng)。教師可以設計一項“鐵的氧化還原反應”實驗，通過模擬鐵的氧化過程，讓學生了解氧化還原反應的基本原理，同時引導學生探究氧化還原反應的實際應用。在該實驗中，教師可以引導學生利用自制電池對鐵進行氧化還原反應，并觀察反應過程中鐵的表面變化。學生可以通過比較鐵的氧化前后的狀態(tài)，分析氧化還原反應的化學性質及其實際應用，如腐蝕、防腐等。此外，實地考察也是提高學生實踐應用和解決問題能力的有效方式。教師可以組織學生前往相關企業(yè)、實驗室等單位進行實地考察，深入了解氧化還原反應在實際中的運用情況。例如，學生可以前往化工廠了解氧化還原反應在工業(yè)中的應用，也可以前往醫(yī)院了解氧化還原反應在生物醫(yī)藥領域的應用。因此，學生可以真實體驗氧化還原反應的實際應用場景，鍛煉實踐應用和解決問題的能力。同時，沉浸式的學習方式也會激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效果，更好地實現高中化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（四）提供個性化的學習支持和資源

沉浸式發(fā)展策略需要教師提供個性化的學習支持和資源，以滿足學生的不同學習需求。教師可以根據學生的學習能力和興趣，設計差異化的學習任務和項目，并提供相應的教學資源和指導。這樣可以幫助學生更好地發(fā)展其個人化學核心素養(yǎng)，并激發(fā)他們的學習動力和創(chuàng)造力。

例如，在教學“金屬的腐蝕和防護”相關知識點時，教師可以通過沉浸式發(fā)展策略提供個性化的學習支持和資源，以促進學生的實踐應用和解決問題能力的培養(yǎng)。首先，教師可以提供個性化的學習支持，例如通過知識點的分層教學，根據學生的不同水平和需求提供不同的教學內容和學習資源。對于學習成績較好的學生，教師可以提供更深入、更復雜的金屬腐蝕和防護的相關知識，如電化學腐蝕機理、防腐涂料的種類和工藝等；對于學習成績較一般的學生，教師可以提供更基礎、更簡化的知識，如金屬的腐蝕過程、常見的防腐方法等。通過個性化的學習支持，可以滿足學生的不同學習需求，提高學習效果。其次，教師可以提供個性化的學習資源，根據學生的興趣和需求，提供具有實際意義的案例、文獻和實驗資料等。針對金屬的腐蝕和防護，教師可以選擇與學生生活和實際應用相關的案例，例如汽車的腐蝕和防護、建筑物的腐蝕和防護等。通過學習這些案例，學生可以了解金屬腐蝕和防護在實際生活中的應用，并理解其中的化學原理。此外，教師還可以引導學生查找相關的文獻和實驗資料，讓學生在自主學習的過程中進一步探究金屬腐蝕和防護的相關知識。具體來說，教師可以組織學生進行一個“探究金屬腐蝕與防護”的項目。在該項目中，教師可以根據學生的興趣和需求，提供不同的學習資源，讓學生自主選擇學習的內容和形式。學生可以選擇參觀附近的汽車修理廠，了解汽車腐蝕與防護的實際情況；也可以自行查找有關金屬腐蝕和防護的文獻和實驗資料，并進行小組討論和報告。通過這個項目，學生可以在實踐中學習金屬腐蝕和防護相關知識，并培養(yǎng)實踐應用和解決問題的能力。

結束語

綜上所述，高中化學核心素養(yǎng)的沉浸式發(fā)展策略包括設計啟發(fā)性問題和探究性實驗、引導學生進行跨學科整合、組織實踐性學習培養(yǎng)解決實際問題的能力以及提供個性化的學習支持和資源。通過這些策略的實施，可以幫助學生深入學習和應用化學知識，提升他們的核心素養(yǎng)和綜合能力，為未來的學習和工作做好準備。

參考文獻

[1]胡談香.核心素養(yǎng)背景下高中化學教學策略[C]//廣東省教師繼續(xù)教育學會.廣東省教師繼續(xù)教育學會教師發(fā)展論壇學術研討會論文集（十），2023：1445-1447.

[2]王森林.核心素養(yǎng)下高中化學教學中項目式學習的應用[C]//廣東省教師繼續(xù)教育學會.廣東省教師繼續(xù)教育學會教師發(fā)展論壇學術研討會論文集（十），2023：436-439.