基于深度學習的高中化學大單元教學策略研究

【摘要】隨著新課標的深入推進，組織高中化學教學工作，需要依托深度學習的理念，引領學生深入探究化學知識，幫助學生深層次挖掘化學知識的內涵，培育學生的化學學科核心素養。本篇文章將結合筆者在實踐過程中總結出來的教學經驗，分析如何將大單元教學與深度學習的理念巧妙融合，優化開展高中化學教學工作，借助大單元教學，提高教學效率；借助深度學習的理念，提升教學質量。

【關鍵詞】深度學習 高中化學 大單元 教學策略 鐵及其化合物

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2024）09-0151-03

“鐵及其化合物”是高中化學課程中的一個重要大單元，涉及到鐵的性質、制備、反應等方面的知識。針對該大單元的教學，傳統的課堂教學方式存在一些問題，如學生對概念理解困難、實驗操作復雜等，導致學生學習興趣不高，成績提升有限。因此，研究基于深度學習的教學策略對于提高學生對“鐵及其化合物”這一大單元的理解和應用能力具有重要意義。

一、高中化學大單元教學中教師扮演的角色

（一）指導者和組織者

教師作為指導者，負責引導學生探索和發現知識，可以設計適合深度學習的多樣化的學習任務和活動，并組織學生參與其中。教師需要了解學生的學習需求和興趣，并根據他們的特點制訂個性化的學習計劃，此外，教師還要協調學生之間的合作，提供必要的支持和指導[1]。

（二）學習環境的創造者

基于深度學習的高中化學大單元教學中，教師需要為學生創造積極、鼓勵開放性思維的學習環境。教師可以通過激發學生的好奇心和探索欲來提高他們的自主學習能力。教師可以提供豐富的資源和工具，幫助學生進行實驗、模擬和數據分析等活動，教師還要鼓勵學生參與有意義的討論和交流，培養他們的化學學科思維和問題解決能力。

（三）提供反饋和評估

教師在深度學習過程中起到反饋和評估的重要作用，可以定期回顧學生的學習成果，并提供個性化的反饋，幫助學生認識自己的進步并指導他們的進一步學習。教師也可以根據學生的表現評估他們的理解程度和技能掌握情況，以便調整教學策略和內容，教師還可以幫助學生建立自我評估和自我監控的能力，促進他們的自主學習和發展。

（四）激發學生興趣的引導者

在深度學習的教學中，教師也扮演著激發學生興趣和培養科學思維的引導者角色，可以通過引入真實世界的問題和案例來激發學生的學習動機，讓學生將所學知識應用到實際情境中，教師還可以引導學生進行科學思維的訓練，如觀察、提問、假設、實驗、總結等。通過這樣的方式，教師可以幫助學生培養批判性思維、創新思維和解決問題的能力。

二、基于深度學習的高中化學大單元教學策略

（一）創設大單元教學情境

設計引人入勝的情境或案例，讓學生體驗到實際應用鐵及其化合物的意義和價值，例如，可以設置一個有關金屬材料的事件，要求學生發現其中可能存在的鐵及其化合物，并解釋其化學反應機制，提高學生對“鐵及其化合物”知識的理解和運用能力，并激發他們對化學科學的興趣和熱愛[2]。

在基于深度學習的高中化學大單元教學中，教師應該積極創設情境來激發學生的興趣和主動性，以“鐵及其化合物”為例，教師可以設計一個真實情境，讓學生了解補鐵劑的重要性和應用場景。為了創設這個情境，教師可以引入一個案例：小明是一個長跑健將，最近他感到身體疲倦、容易疲勞，并且面色蒼白。他請教了一位運動營養專家，專家告訴他這可能是缺鐵造成的貧血癥狀，為了更好地理解并解決問題，小明開始研究補鐵劑的原理和適用場景。通過這個案例，學生可以接觸到實際生活中的問題，并將知識應用于現實情境中。教師可以引導學生進行以下探究：

1.補鐵劑的作用原理：學生可以通過調查資料、閱讀科學論文等方式，了解人體對鐵的需求以及缺鐵所引起的貧血癥狀，學生可以了解到不同的補鐵劑如何通過提供鐵元素來促進血紅蛋白合成。

2.補鐵劑的選擇與適用場景：學生可以進一步研究不同類型的補鐵劑，如天然補鐵食物、藥物或者維生素補充劑，并了解它們的特點和適用場景，學生可以通過查找相關文獻和采訪專家等方式，探討在何種情況下應該選取哪一種補鐵劑。

3.補鐵劑的安全性和副作用：學生需要了解補鐵劑的正確使用方法以及潛在的副作用。教師可以引導學生查找資料，學習有關補鐵劑配置、劑量和限制的信息，并討論其安全性和推薦用法。

通過這個真實情境的創設，學生將能夠更好地理解和應用化學知識，培養科學思維和解決問題的能力。教師可以鼓勵學生在小組中進行深入討論和研究，并設計相關的實驗觀察補鐵劑對貧血癥狀的影響。學生也可以更好地掌握化學知識，并將其應用于實際生活中，培養他們的科學素養和問題解決能力。

（二）加強大單元多媒體展示

利用數字技術、多媒體工具和虛擬實驗平臺等資源，展示有關鐵及其化合物的實驗過程、性質與應用，通過視覺和聽覺刺激，提高學生對知識的理解和興趣[3]。例如，化學教師在教授鐵及其重要化合物的內容時，可以加強大單元多媒體展示，以增加學生對這一主題的認識和理解。通過使用圖片、動畫和實驗視頻等視聽材料，能夠直觀地展示鐵及其化合物的性質和應用。在了解鐵的物理性質和化學反應方面，可以展示鐵的外觀特征、密度、熔點、導電性等基本物理性質，并通過演示化學反應來呈現鐵的化學性質。例如，展示鐵與氧氣反應生成鐵氧化物的過程，讓學生觀察到鐵與氧氣接觸后表面逐漸產生銹跡，并引導學生理解鐵容易發生氧化反應的特性。接下來，著重介紹Fe3+的氧化性和鑒別方法，通過展示鐵的不同化合物的顏色變化情況，結合化學方程式解釋其中的原理。比如，學生可以觀察到Fe2+溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應后顏色變淺，說明Fe2+被氧化成了Fe3+。針對鐵的鑒別，可以示范利用硫氰酸鉀溶液與鐵離子反應產生紅色絡合物的實驗，并解釋這一現象發生的原因。

本大單元教學中，還有一個重點是讓學生掌握Fe2+與Fe3+之間的轉化規律，通過實際案例的引導，教師可以展示一些常見的含有Fe2+和Fe3+的體系，如亞鐵離子在空氣中自然氧化生成亞鐵鹽，亞鐵鹽被氧化為三價鐵等。教師可以解釋其中的反應機制，并提供相關實驗數據和圖表以加深學生對轉化規律的認識。綜合來看，化學教師可以通過多媒體展示、實驗演示和具體案例的引導來培養學生對鐵及其重要化合物的興趣和了解，這樣的教學方法能夠促進學生對化學知識的理解和應用，使他們能夠更好地認識鐵的物理性質和化學反應，了解Fe3+的氧化性和鑒別方法，并掌握Fe2+與Fe3+的轉化規律，有利于培養學生的化學學科核心素養。

（三）組織大單元探究學習活動

采用探究式學習方法，引導學生主動思考和探索鐵及其化合物的相關問題，可以設置小組合作學習活動，開展實驗探究、案例分析和問題解決等任務，培養學生的實踐操作能力和解決問題的能力[4]。

化學教師可以通過組織大單元探究學習活動來幫助學生深入地了解鐵及其化合物，如，引發學生對鐵及其化合物的興趣，可以展示一些與鐵相關的實際例子，如鋼鐵建筑、鐵路運輸、鐵電池等等。提出問題引導學生思考，如，為什么鐵在這些應用中被廣泛使用？教師給學生提供一些參考資料，如書籍、文章或網頁鏈接，讓他們自主進行研究，并回答一些指定問題。學生可以了解鐵的物理性質、化學反應及其重要的化合物。

教師還可以積極組織實驗活動來加深學生對鐵及其化合物性質的理解，例如，準備不同濃度的鐵離子溶液，并觀察其顏色變化情況；再利用硫氰酸鉀溶液作為指示劑，進行Fe2+和Fe3+的鑒別實驗。學生通過實驗可以親自操作并觀察到一些f4qDulKZuWxax8aEI8cFV55OvCrQniWB1mEJRynet60=有趣的現象，進一步加深對鐵的認識。教師還可以選擇一些與鐵及其化合物相關的實際案例，如生產中的鋼鐵制造、電池工業或水處理等，讓學生團隊合作進行案例分析。學生可以通過查找資料、討論，了解這些案例中鐵及其化合物的重要性質和應用。另外，教師也可以給予學生一個綜合性的任務，例如，設計一個鐵納米材料并考察其在環境凈化中的應用。通過這樣的項目，學生需要綜合運用他們對鐵的理解來解決實際問題，并展示他們的自主思考能力、團隊合作能力以及溝通表達能力，在這個過程中，教師提供適當的指導和反饋，確保學生的學習成果和思想發展。

（四）鼓勵大單元個性化學習

根據學生的不同學習需求和興趣愛好，提供個性化學習資源和選擇性任務，鼓勵學生自主學習。可以為學生提供不同難度的試題和擴展閱讀材料，滿足他們的差異化學習需求。

化學教師可以通過以下方式鼓勵大單元個性化學習，以“鐵及其化合物”為例，首先，教師可以引導學生通過分析鐵（Fe）的化學性質，包括其物理性質、化學反應和價態等方面的特點。這可以通過展示不同氧化態下鐵出現的顏色變化、與其他物質發生反應的情況等來進行討論。接下來，教師可以引導學生探索Fe2+與Fe3+之間的相互轉化條件，并進行實驗方案設計。例如，學生可以利用已知條件和實驗結果推測得出Fe2+和Fe3+之間轉化的觸發條件，并設計實驗驗證其假設。這樣的實踐活動不僅可以培養學生的科學探究能力，還可以讓他們從實驗中感受到科學的趣味性和挑戰性。在課堂教學中，教師還可以診斷學生對物質類別和元素價態兩個視角認識物質間轉化關系的結構化水平和科學探究水平。通過提問和討論，教師可以了解學生對物質間轉化的基本概念和原理的理解程度，以及他們是否能夠將這些概念應用到具體情境中解決問題。教師可以給予針對性的指導和反饋，幫助學生發展他們的認知結構和科學思維能力。

此外，化學教師還可以鼓勵學生進行更深入的實驗設計和科學探究，例如，學生可以研究不同條件下Fe2+與Fe3+之間轉化速率的變化規律，探究影響轉化反應速率的因素。通過這樣的實踐活動，學生不僅可以提高他們的實驗技能和數據處理能力，還可以培養他們的科學思維和理論聯系實際的能力。

（五）做到大單元深度反思與評價

在學習過程中，鼓勵學生進行深度的自我反思和互相交流，促進他們對學習內容的理解和應用[5]。教師可設置課堂討論、學生分享和小組展示等形式，引導學生從多個角度評價鐵及其化合物在科學發展和實際應用中的重要性。例如：在課堂上，教師應該鼓勵學生積極參與討論和分享，創建一個互動和合作的氛圍。這樣可以促進學生的自主思考和互相學習。以“鐵及其化合物”這部分知識為例，通過提出問題、分享個人觀點和經驗等方式，教師可以引導學生對學習過程進行深入思考，可以問學生他們是如何理解鐵及其化合物的重要性以及它們在科學發展和實際應用中的影響。教師也應該鼓勵學生從不同的角度來評價鐵及其化合物的重要性，這包括但不限于科學原理、工業應用、環境保護和健康狀況等方面。示例問題可以包括：鐵及其化合物在我們生活中的哪些方面起到關鍵作用？為什么鐵及其化合物的研究對科學發展具有重要意義？它們在工業領域的應用有哪些優勢和挑戰？

另外，教師可以將學生分成小組，讓每個小組選擇一個具體的應用領域或問題（關于鐵及其化合物）進行研究。例如，他們可以選擇探索鐵銹產生的機制、鐵制品的生產工藝、磁性材料的制備等，然后，每個小組可以單獨展示，并與其他小組進行討論和交流，分享彼此的觀點和發現。

通過這些步驟，化學教師可以促進學生對于“鐵及其化合物”這一大單元的深度反思和評價。學生將從不同角度出發，探索鐵及其化合物在科學領域和實際應用中的重要性，并加深對該主題的理解和應用。通過小組展示和討論，學生還能夠擴展視野，了解其他人的觀點和研究成果，進一步提升他們的學習效果和技能。

三、結束語

綜上所述，在高中化學教學中應用深度學習，借由“鐵及其化合物”這一大單元的教學案例，可以發現，這種教學方法能有效解決傳統教學模式存在的問題，提高學生學習效果與興趣，通過深度學習技術，可以建立起更加靈活、互動性強的教育環境，幫助學生更好地理解化學知識，并將其應用于實際生活中。未來，教師可以進一步研究大單元深度學習模式的構建和優化，探索適用于不同化學大單元的教學策略，為高中化學教育注入新的活力和創新。

參考文獻：

[1]張春蘭.基于情境融合的高中化學大單元教學實踐研究——以鐵及其化合物為例[J].學周刊，2023（26）：93-96.

[2]鄒偉勇.基于核心素養的高中化學大單元教學設計[J].新課程教學（電子版），2023（15）：6-7.

[3]周媛.新課標下高中化學大單元教學策略探究[J].試題與研究，2023（32）：4-6.

[4]許永琴.基于深度學習的高中化學大單元教學[J].文理導航（中旬），2023（10）：52-54.

[5]榮淑霞.高中化學學科德育大單元教學設計[J].上海課程教學研究，2023（12）：15-20.