深度學習視角下高中化學實驗大單元教學策略探究

摘 要：新課程改革使高中化學課堂進入深度變革時期，這就要求教師要積極轉變和踐行深度學習的教育理念，重塑課堂的教育生態。而大單元教學是基于深度學習視角下的新探索，其目的在于打破章節的界限，將知識體系進行整合，從而促進學生的思維發展。在這一背景下，本文基于深度學習視角下，探討高中化學實驗教學，進而運用大單元教學模式作為教學關鍵路徑。通過這種方式，不僅能夠夯實學生的學科基礎，而且能夠潛移默化地培養學生的獨立思考能力、解決問題的能力以及實際操作的能力。因此，本文在深度學習視角下，對大單元教學模式在高中化學實驗教學中的應用進行探討，以期促進學生全面發展。

關鍵詞：高中化學實驗；深度學習；大單元實驗教學方法

隨著新課程理念的不斷深入，高中化學課堂逐漸朝著深度學習與大單元教學的方向發展。深度學習側重對知識的深層理解、高級思維以及遷移與運用的技巧，對于提升學生的核心化學素養有著重大的現實意義。而大單元教學，則是將章節內的教學內容進行有機的融合，構建一個具有系統性和一致性的知識結構，從而加深學生對知識的內化，提高學生的綜合能力。基于此，文章從深度學習的視角下出發，探討高中化學實驗中大單元教學模式的對策，以期使學生在學習過程中獲得質的飛躍。

一、深度學習的概念與特征

（一）深度理解

在深度學習過程中，學生可以更好地結合新老知識，展現出強大的整合能力。在此基礎上，學生不僅能清晰地表達出知識的概念和原則，而且還能洞察其中隱藏的邏輯和規律，能將所學到的理論加以運用，解決新的狀況和問題，并能高效地解決復雜問題。這一進程反映深度學習在知識獲取與利用方面所特有的追求。

（二）高階思維

通過深度學習，可以培養學生獨立評估與批判性審視、原創性構想與創新能力等高級思維能力，增強學生對知識的深刻洞察，進而使學生在面臨各種復雜情況時，可以靈活應對。在深入學習的過程中，學生已不滿足于被動地接受知識，開始主動地從主題的視角對知識進行探索與重構，敢于對已有的研究成果提出新的看法，從多個角度和多個層面去思考，從而建立起更為寬廣和深刻的認識。基于此，高階思維的培養，是學生在紛繁復雜的社會中不斷發展、不斷創造的良好條件。

（三）深度參與

深度學習強調學生的主動性和主動參與。因此，在深度學習的環境下，學生由被動接受到主動探究、主動參與，完全沉浸于學習之中，以各種方式獲得知識，如討論、實驗、研究等。基于此，這種深入的介入，既能調動學生的積極性，又能培養學生相互溝通、協作的精神，從而更好地提升學生的學習能力。同時，在參與中，學生還能反思、掌握和創新自己頭腦中所學到的知識，并將其應用于實踐。

二、深度學習視角下高中化學實驗大單元教學策略

（一）搭建學習框架，確定實驗主題

在高中化學實驗大單元的課堂教學中，以單元為基礎的教學，具有重要的理論和現實意義。為此，在深度學習視角下的高中化學實驗單元教學過程中，教師應著手搭建學習框架，確定大單元實驗主題，按照順序進行課程的設計和執行，使高中化學實驗的完整性和系統性得以凸顯，為學生提供優質的教育支持，從而達到深度學習的目的。

例如，在高中化學大單元實驗的深度學習中，針對人教版高中化學必修一第三章“鐵、金屬材料”的實驗教學，教師應注重提高實驗內容的整體性和系統性。基于此，以“鐵”為基本要素，認真地設計整體性學習框架，將理論與實踐相結合，以“探究鐵的無限可能”為主題，開展深入的實驗教學，讓學生對化學知識有一個全面而深刻的認識。首先，在課堂上，教師要把重點放到“鐵及其化合物”這一方面。進而通過展示生活中廣泛應用的各種鐵制品，如廚具、交通工具、建筑材料等，將學生的生活與化學知識進行有效的結合，激發學生的好奇心和學習欲望。而在此過程中，通過學生所熟知的生活常識將抽象的化學概念轉為具體化，學生可以更好地理解所學內容。然后，教師在此基礎上，通過對鐵的冶煉歷程、氧化、腐蝕等過程解釋，讓學生深入地分析鐵及其化合物的特性及變化，并讓學生自己進行諸如鐵的氧化實驗、鐵離子轉化探究等化學實驗，進而用直觀的實驗現象來揭示化學的原理，讓學生從中提取知識，理解化學的實質。其次，教師引導學生把目光投向龐大的“金屬材料”領域，從鐵合金開始，接著是其他的多元化材料體系，例如碳素鋼、合金鋼、鋁及鋁合金，甚至是新型合金等，進而將航空航天中的高強度合金材料與生物醫用材料、電子產業中的導電材料相結合，充分體現金屬材料在科技與社會發展中的重要地位。因此，通過搭建學習框架進行深度實驗學習，可以深化學生對金屬材料性質與應用的認識，深化對其與社會發展的關系的理解，有助于從整體上把握科技與社會的互動關系。最后，在“鐵及其化合物的性質”實驗中，教師應根據所學的理論，引導學生小組合作，開展具體的鐵及其化合物的特定性質設計和實驗。基于此，通過對實驗方案的設計、資料的搜集、結論的分析，以及對實驗的反饋與優化等環節的培養，學生不但能更好地理解鐵及其化合物的化學特性，還能更好地理解各種金屬及其化合物的特性，從而為今后的深度學習打下良好的基礎。總之，在高中化學課堂中，通過搭建學習框架，確定“探索鐵的無限可能”實現從孤立的知識點向知識體系系統構建的跨越，能夠有效地推動學生進行深度學習的建構，讓學生在真正地掌握化學知識的同時，也能夠提升科學能力和綜合水平。

（二）設計任務驅動問題，引導學生自主探究

在深度學習視角下，高中化學實驗教學的大單元教學應充分運用任務驅動問題來培養學生的自主探索能力。基于此，通過精心設計的問題激發學生的興趣，同時要有一定的難度，要讓學生自己去探索，而不是單純傳授知識。因此，合理的問題可以激發學生的學習積極性和實踐動手能力，讓學生積極地進行學習，進而讓學生在實驗操作過程中逐漸融入其所蘊含的原理和規律之中。在這個時期，教師扮演引導者的角色，引導學生進行獨立思考，共同探索、尋求解決問題的途徑，從而使課堂的教學效果在潛移默化中得到提升。

比如，在高中化學實驗課堂教學中，教師要扮演一個引導學生進行自主探究的角色。因此，針對人教版高中化學必修一第二章“海水中的重要元素——鈉和氯”的實驗教學，教師要合理地設置好單元結構，明確學習目的和實驗任務，然后結合小組合作學習的模式，同時，還可以根據不同的實驗教學場景，通過合理的任務驅動問題來幫助學生進行深度學習。首先，利用多媒體手段，向學生呈現波瀾壯闊的海洋風光、豐富多彩的生物，進而建立生動而真實的教學情境，讓學生置身于自然的魅力之中，并探索：“在這片孕育無數生命的蔚藍大海中，哪些元素以何種姿態占據著主導地位？尤其那些對生命非常重要的金屬元素和非金屬元素，它們究竟蘊含著怎樣的化學奧秘？”這個問題像磁鐵一樣，可以緊緊抓住學生的注意，使學生自覺地將“鈉”“氯”這兩個重要的元素主動地回顧并聯想，激發學生的濃厚興趣。其次，運用探究式的情境教學，教師用令人印象深刻的鈉與水反應的實驗來引發學生的好奇與探究。在此基礎上，教師設計一系列循序漸進的實驗，讓學生以小組形式獨立設計和完成各類化學實驗，并深入研究。從切割鈉、燃燒鈉到鈉與水反應的方案設計與操作，通過對氧化鈉性質的探究、對碳酸鈉與碳酸氫鈉性質進行檢驗，直至揭示焰色反應的奧秘等方面的研究。基于此，每一個任務都緊密圍繞核心知識點，引導學生運用已有的知識，提出假設、設計實驗、驗證假設，逐漸形成對鈉及其化合物的完整深刻的認識。因此，設計任務驅動問題的實驗教學模式，使學生在主動探究的基礎上，學會怎樣學習、怎樣面對未知、怎樣解決問題。此外，在教學中還可以加入諸如焰色反應等有意思的實驗，讓學生感受到與現實生活的聯系，并激起學生對未知的事物的好奇心[1]。

（三）通過實驗探索，促進學生創新思維

在高中化學實驗大單元的教學中，基于深度學習的視角下，在做化學實驗的時候，教師要結合具體的課程內容，引導學生用實驗探究化學知識，在此基礎上，對學生進行創造性思維能力的培養。因此，在高中化學課堂上，教師要根據課程內容，設計各種各樣類型的化學實驗，進而通過這些實驗對化學知識進行探索，這樣才能使學生對所學的知識有更加深刻的理解和把握。因此，基于深度學習的視角，教師要積極地轉變傳統的教育觀念，運用大單元的教學方法，豐富高中化學實驗的課堂內容，讓學生自主地進行探索和思考，使學生能夠通過實驗來研究化學知識，培養學生的核心素質和創造性思維能力。

比如，人教版高中化學必修第一冊第一章 《從實驗學化學》作為開篇章節，大單元教學的設計，其特色與重要意義尤為突出。通過將深度學習理念與大單元教學方式有機地融合在一起，圍繞“物質的分離與提純”“離子反應與離子檢驗”等核心內容，進行一系列有層次、有聯系的實驗探索。首先，教師通過設計“粗鹽提純”實驗，對學生進行溶解、過濾、蒸發等基本實驗過程的講解，讓學生探討溫度變化、溶解度、堿性等因素對其提純效果的作用。在這一階段，學生要自主制定實驗方案，對實驗結果進行預測，并以小組合作的方式對實驗結果進行檢驗，從而使學生對混合物分離原理有一個較為深入的認識。其次，教師結合“離子反應”在教學中引入“自制酸堿指示劑并檢驗溶液酸堿性”這一創新實驗，并將其應用于教學實踐。基于此，利用生活中的各種自然物質如花瓣、瓜果、蔬菜等進行色素的提取，在這個過程中，既可提高學生的學習興趣，又可鍛煉學生的創意思維及動手能力。因此，通過對比指示劑在各種酸、堿條件下的顏色變化，使學生對離子反應進行直觀的認識，從而明確對溶液酸堿性的判斷方法。在此基礎上，通過對“未知溶液中的離子鑒定”的綜合性實驗，進一步加深對離子檢驗的理解，進而結合已有的理論和實踐經驗，設計出一套完整的離子檢驗流程。同時，通過小組合作，學生在遇到復雜的問題時，要充分考慮到離子間的相互干擾，在檢驗方法上要有靈活性選擇，在此基礎上，讓學生在課堂上交流自己的研究成果。總之，通過一系列富有挑戰性的、貼近生活的實驗探索，從而達到知識傳遞與素質提升的雙目標，使深度學習與大單元教學模式深度結合。

（四）利用信息技術手段，優化學習體驗

基于深度學習的視角下，在高中化學實驗大單元的教學中恰當地利用信息技術能夠高效地優化教學效果，進而將原來較為抽象和難懂的化學實驗課堂變得生動有趣，在此基礎上，進一步培養學生自主學習與深度學習的能力，并使學生體驗到最優的學習體驗。

比如，在“鈉及其化合物”這一高中化學實驗大單元教學中，教師以“鈉的神奇旅程”為主題，通過對各種信息技術資源的有效整合，將分散的知識點進行合理的組織，形成一個具有較強學習能力的知識系統，從而讓學生可以更好地理解和掌握實驗內容，并讓教師建立起深度學習和應用研究相結合的教學環境。本單元以從元素到化合物、從性質到應用這一共性為主線，教師通過一系列有針對性的活動，使學生對鈉的認識更加深刻。在此基礎上，教師通過教學內容的整合，讓學生更好地進行實驗活動。首先，教師利用三維分子模型軟件，讓學生看到鈉原子的立體結構。在這個過程中，學生可以通過動態旋轉與拆解來體驗原子內部的秘密，同時也為后續的實驗和日后的學習打下扎實的微觀基礎。在此基礎上，教師利用虛擬實驗平臺讓學生親身體驗一次真正的實驗場景，并進行經典的“鈉與水”反應實驗。在此過程中學生不但目睹鈉塊在水面上的壯觀景象，而且還能從實驗數據的采集與分析中，探究其反應機理與能量轉化規律，達到由現象到本質的深刻認識。其次，在深度學習階段，教師也會利用交互式網絡平臺，公布一系列有關鈉化合物性質與應用的研究課題，并以小組為單位進行研討。利用線上平臺，學生可以搜集資料、制訂實驗計劃、線上討論等，最后制作報告進行展示。在此過程中，信息技術不但能讓學生獲得豐富的學習資源與便利的溝通途徑，而且能提升學生的學習動力與創新能力。最后，教師通過數字化資料庫，讓學生了解鈉化合物在生活中的用途。通過案例展示鈉化合物在清潔劑、食品添加劑、醫藥、電池等方面的應用，使學生更好地認識到化學知識與現實生活的關系。基于此，整個課程圍繞“鈉的神奇旅程”這一主題展開，通過信息技術進行教學內容優化，使原本難以理解的化學知識變得形象有趣和易懂，并能幫助學生進行自主學習與深度學習[2]。

結束語

總之，在深度學習視角下，高中化學實驗大單元教學顯示出空前的生機與潛能。基于此，將教學內容進行有機整合，建立一個完整的知識體系，使學生能夠從一個更寬廣的視角，進行實驗活動，進而讓學生更加深刻地認識到化學的本質與規律；而將信息技術與化學教學相結合，可以將抽象的概念形象化，將復雜的實驗過程形象化，極大地豐富學生的學習經驗。同時，在教育實踐中，要注重培養學生的創新思維能力、動手能力和自主探究能力，為今后的實驗研究打下堅實的基礎。因此，應持續深化研究高中化學大單元實驗教學，促進學生的全面發展。

參考文獻

[1]杜曾.探究核心素養下的高中化學大單元教學策略[J].中學課程輔導，2024（25）：120-122.

[2]鄭益哈.主題統攝情境 激發任務驅動：“素養為本”的化學大單元教學設計[J].教學月刊·中學版（教學參考），2024（Z2）：8-12.