楊恒建 貝偉浩

[摘? ?要]文章基于教育部下發(fā)的《關(guān)于做好2021年普通高校招生工作的通知》和高三教學(xué)生態(tài)背景思考教學(xué)的意義，簡要介紹淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵，以深度學(xué)習(xí)理論和必備知識整合為切入點(diǎn)，結(jié)合課堂案例分析，淺談高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)策略，即選取科學(xué)有價(jià)值的情境素材、創(chuàng)設(shè)多維有深度的問題系統(tǒng)、提煉分析裝置的觀念與模型和建立協(xié)同學(xué)習(xí)模式。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);高三化學(xué);實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）32-0061-03

一、背景

2021年2月，教育部下發(fā)了《關(guān)于做好2021年普通高校招生工作的通知》，其中在深化考試內(nèi)容改革方面指出，高考命題要堅(jiān)持立德樹人，加強(qiáng)對學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的考查和引導(dǎo)，減少死記硬背和機(jī)械刷題現(xiàn)象。該通知對高三教學(xué)有很好的啟示。那么復(fù)習(xí)備考時(shí)我們該如何引導(dǎo)學(xué)生減少死記硬背和機(jī)械刷題呢？我們該如何讓教學(xué)更有活力，更有意義呢？

2021年3月4日，在南寧市高三視導(dǎo)活動中，筆者有幸以“深度學(xué)習(xí)視角下的高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)”為主題與同行們進(jìn)行了交流探討，獲得了大家的肯定。本文以深度學(xué)習(xí)理論和必備知識整合為切入點(diǎn)，結(jié)合課堂案例分析，淺談高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)復(fù)習(xí)策略。

二、指向深度學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)策略

高三實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以復(fù)習(xí)課為主，學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)甚至觸摸實(shí)驗(yàn)器材的機(jī)會很少，有些教學(xué)生態(tài)是“背”字訣：背實(shí)驗(yàn)、背現(xiàn)象等，背熟后再輔以大量練習(xí)，然后再背再練，如此往復(fù)，機(jī)械記憶替代了有意義的理解，學(xué)生獲得的知識漸漸固化，思維逐漸惰化，情感也慢慢失活，這樣的學(xué)習(xí)方式是淺層化的。與淺層學(xué)習(xí)對應(yīng)的是深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)是起于理解，具有“理解認(rèn)知”“高階思維”“整體聯(lián)通”“創(chuàng)造批判”“專家構(gòu)建”等特征的學(xué)習(xí)[1]。簡單地講，深度學(xué)習(xí)就是建立在理解的基礎(chǔ)上，通過解決真實(shí)問題所進(jìn)行的可遷移學(xué)習(xí)。

以下是筆者結(jié)合學(xué)情，對指向深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)的嘗試。

1.選取科學(xué)有價(jià)值的情境素材

情境是學(xué)習(xí)的重要載體，是教學(xué)的邏輯起點(diǎn)和線索。好的情境素材能調(diào)動學(xué)生正向的情感體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)，利于學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)和價(jià)值觀的提升。情境主要有學(xué)習(xí)情境、生活情境、社會情境、學(xué)術(shù)情境等。從生活、社會或高深的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中加工提取科學(xué)有價(jià)值而且適合高三學(xué)情的情境素材并不容易，這可能需要時(shí)間和強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)。但作為高三一線教師，從教材和高考真題中尋找情境素材還是相對容易做到的。

【案例1】閱讀高中化學(xué)必修1第59頁有關(guān)硫酸鋁鉀的“資料卡片”。

思考鏈：①如何制備明礬？②制備明礬的實(shí)驗(yàn)原理是什么？③如何分離提純明礬？④明礬的產(chǎn)率是多少？⑤如何制備硫酸鐵銨？

分析：（1）情境素材源于教材又深于教材。教材的“資料卡片”中并沒有介紹明礬的制備方法，需查閱文獻(xiàn)。學(xué)生小組討論后得知：十八水硫酸鋁和硫酸鉀按等物質(zhì)的量投料，溶于熱水，降溫結(jié)晶后可得到明礬。素材分析激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬了學(xué)生的視野，提升了學(xué)生的認(rèn)知，同時(shí)呈現(xiàn)了從教材中挖掘素材的新模式。（2）構(gòu)建制備性實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。思考鏈涵蓋了制備方法、實(shí)驗(yàn)原理、產(chǎn)率計(jì)算等內(nèi)容，問題多元有深度，提高了學(xué)生對制備型實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識。硫酸鐵銨是由硫酸鐵和硫酸銨以等物質(zhì)的量反應(yīng)生成的，其制備問題的解決是基于明礬制備實(shí)驗(yàn)原理的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理的遷移運(yùn)用能力。（3）鼓勵(lì)質(zhì)疑，引導(dǎo)深入探究。思考⑤源自2019年高考全國Ⅰ卷化學(xué)第27題“利用廢鐵屑制備硫酸鐵銨”，筆者分析這道題時(shí)有學(xué)生在課堂上提出了疑問：過氧化氫為什么要分批加入？鐵屑上的油污從哪來？這些問題有深度、有價(jià)值，筆者引導(dǎo)學(xué)生小組共同探討并達(dá)成共識：過氧化氫在鐵離子的催化下反應(yīng)過快，會引發(fā)暴沸，同時(shí)也會造成試劑浪費(fèi);而工業(yè)上為防止機(jī)器切割鐵屑時(shí)的摩擦損耗，通常會在機(jī)器上涂油，因此鐵屑會沾上油污。學(xué)生敢于提出問題批判質(zhì)疑，這是令人欣慰的。深度學(xué)習(xí)課堂是提倡對話的，和自己對話，和他人對話，在對話互動中加深理解。當(dāng)然，如果條件允許，可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這更利于促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解。

2.創(chuàng)設(shè)多維有深度的問題系統(tǒng)

問題是教學(xué)進(jìn)行的推動力，好的問題系統(tǒng)有利于整合零散的知識，提升學(xué)生的化學(xué)表征能力，使學(xué)生形成學(xué)科大觀念。問題的設(shè)計(jì)應(yīng)起點(diǎn)低、有層次、有深度、多元化，從而形成思維進(jìn)階式的問題系統(tǒng)。

【案例2】二氧化硫化學(xué)性質(zhì)的復(fù)習(xí)（高三一輪復(fù)習(xí)）。

問題系統(tǒng)：①A、B、C、D、E、F（如圖1）中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？②若將褪色后的C試管加熱，會有什么現(xiàn)象？③各實(shí)驗(yàn)原理是什么？④如何書寫各反應(yīng)方程式？⑤若將試管F中的溴水替換成硝酸鋇溶液[2]，會有什么現(xiàn)象？⑥若將硝酸鋇溶液換成氯化鋇溶液，是否會有白色沉淀生成？為什么？⑦向BaCl2溶液中通入SO2氣體為什么沒有白色沉淀生成？請運(yùn)用相關(guān)原理進(jìn)行解釋。（常溫下，H2SO3：[Ka1=1.0×10-2]，[Ka2=6.0×10-8];BaSO3：Ksp=5.0 × 10-7）⑧哪些方法可以使通入SO2的BaCl2溶液中產(chǎn)生沉淀？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行驗(yàn)證。

分析：（1）構(gòu)建必備知識結(jié)構(gòu)圖。將有關(guān)二氧化硫的重要反應(yīng)嵌入整個(gè)裝置系統(tǒng)中，呈現(xiàn)了真實(shí)的反應(yīng)情境，有利于學(xué)生將“虛”的孤立的反應(yīng)個(gè)體和“實(shí)”的儀器藥品裝置關(guān)聯(lián)復(fù)位，形成直觀、整體的認(rèn)識，加深對化學(xué)三重表征的理解。通過對問題①②③④的分析，學(xué)生學(xué)會從學(xué)科概念去思考，較容易地梳理提取出二氧化硫化學(xué)性質(zhì)的必備知識，即酸性氧化物、特性（漂白性）、氧化性（弱）、還原性（強(qiáng)）等。但這些必備知識點(diǎn)依然有些孤立，知識點(diǎn)之間有沒有聯(lián)系呢？筆者引導(dǎo)學(xué)生再次思考試管A、B、C和試管D、E、F中反應(yīng)的特點(diǎn)，學(xué)生分析得出二氧化硫在體現(xiàn)酸性和漂白性的反應(yīng)過程中化合價(jià)不變，而體現(xiàn)氧化性和還原性時(shí)化合價(jià)變了，進(jìn)而形成基于價(jià)態(tài)觀的新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖（如圖2）。

（2）必備知識結(jié)構(gòu)圖的應(yīng)用。對于問題⑤，學(xué)生能較快回答出有“白色沉淀”，也能回答出大致原因是硝酸氧化二氧化硫產(chǎn)生的硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，思維有一定的邏輯性但還不夠清晰。筆者追問：硝酸根離子能氧化二氧化硫嗎？硝酸中的氫離子從哪來？學(xué)生討論分析得出：二氧化硫通入硝酸鋇溶液中，二氧化硫和水反應(yīng)產(chǎn)生亞硫酸，亞硫酸電離產(chǎn)生氫離子，硝酸根離子在有氫離子的酸性環(huán)境中氧化性增強(qiáng)，氧化二氧化硫生成硫酸根離子，硫酸根離子和鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀。在“宏微”分析中，學(xué)生對該反應(yīng)的認(rèn)識逐漸清晰化，思維逐漸顯性化。對于問題⑥，學(xué)生很快回答出“沒有白色沉淀”，并給出一致性經(jīng)驗(yàn)解釋：弱酸不能制強(qiáng)酸。筆者追問：為什么亞硫酸不能制鹽酸呢？你的證據(jù)是什么？問題⑦的設(shè)計(jì)培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)推理能力，使學(xué)生的思維實(shí)現(xiàn)縱深發(fā)展，認(rèn)知也有了新的提升。問題⑧讓學(xué)生運(yùn)用必備知識進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，而基于一維價(jià)態(tài)觀的必備知識的調(diào)用還不能很好地完成此任務(wù)，為此筆者引導(dǎo)學(xué)生從二維價(jià)類觀支配必備知識去完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生設(shè)計(jì)了加入氫氧化鈉、過氧化氫、次氯酸鈉、硝酸、氯水、氯化鐵等溶液多種方案并進(jìn)行了評價(jià)，最后結(jié)合實(shí)際條件選取一些方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。整個(gè)課堂有多元的“思”，有興致的“動”，充滿了活力和生機(jī)。

3.提煉分析裝置的觀念與模型

實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)驗(yàn)本體發(fā)生的場所，能整合意義相關(guān)的內(nèi)容，能呈現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)探究情境。正確理解實(shí)驗(yàn)裝置在探究過程中承載的作用，既有利于學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)過程的理解，又利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

【案例3】廣口瓶的用途： 一瓶多用。

分析：（1）提煉“進(jìn)出觀”。圖3中裝置A有收集作用，B有收集和測量作用，C有洗氣作用，D有混合作用，E可作安全瓶。廣口瓶的用途是實(shí)驗(yàn)原理必備知識，各用途之間有沒有關(guān)聯(lián)呢？為此，筆者提出“進(jìn)出觀”的概念，即廣口瓶無論是用于收集還是洗氣，其實(shí)就是考慮誰進(jìn)誰出、怎么進(jìn)怎么出、從哪進(jìn)從哪出以及進(jìn)出的速度等問題。當(dāng)然“進(jìn)出觀”不是化學(xué)本原觀，只是一種分析實(shí)驗(yàn)裝置的方法觀。如可用“進(jìn)出觀”思考：圖3中G裝置能否替代F裝置？液溴是快進(jìn)還是慢進(jìn)？

（2）構(gòu)建基于“進(jìn)出觀”的綜合實(shí)驗(yàn)裝置分析模型。先通過分析教材中制備氯氣的裝置，構(gòu)建基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)裝置模型：發(fā)生—除雜—收集—尾氣處理;再基于“進(jìn)出觀”，按照氣流進(jìn)出方向和速度分析2020年高考全國Ⅲ卷化學(xué)第26題，涉及制備氯酸鉀和次氯酸鉀的裝置，由產(chǎn)生氯氣、除去氯化氫、制備氯酸鉀和次氯酸鉀、處理氯氣尾氣四部分組成。教師和學(xué)生探討互動，建構(gòu)出復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置模型： 產(chǎn)氣—除雜—主反應(yīng)—處理，這是基礎(chǔ)模型的遷移和發(fā)展。

4.建立協(xié)同學(xué)習(xí)模式

在深度學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生還可以通過小組研究性學(xué)習(xí)以及合作交流，達(dá)到對自己、對他人甚至對社會的深入理解。共同體式的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生情感外顯，思維互補(bǔ)，共享共贏。協(xié)同學(xué)習(xí)的類型可以是項(xiàng)目主體型、興趣自選型、深度持續(xù)型等;研究內(nèi)容有學(xué)科閱讀、試卷分析、方法優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)本體研究等。如在復(fù)習(xí)有關(guān)裝置氣壓原理問題時(shí)，教師給學(xué)習(xí)小組布置了課后研究性任務(wù)：量氣管的使用及誤差分析。某男生通過和組內(nèi)同學(xué)交流探討，利用醫(yī)用輸液管模擬自制了量氣管裝置并準(zhǔn)確分析了液面調(diào)節(jié)引起的誤差問題?？梢韵胂笤诮窈蠛荛L的歲月里，若這位男生去醫(yī)院打點(diǎn)滴，肯定會想到曾經(jīng)在班上的美好，或許這就是深度學(xué)習(xí)中情感的“深”吧。

三、教學(xué)反思

化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)雜多變，能力要求高，是有著良好的育人功能的載體。實(shí)驗(yàn)教學(xué)復(fù)習(xí)需著眼于化學(xué)研究的四個(gè)維度，即宏觀、微觀、符號和建模，聚焦高考考查內(nèi)容，即必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)和核心價(jià)值，而深度學(xué)習(xí)是很好的途徑。筆者認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)的邏輯順序是“知識—理解—遷移—遠(yuǎn)遷移”，即通過運(yùn)用必備知識實(shí)現(xiàn)理解，再在陌生情境中靈活運(yùn)用實(shí)現(xiàn)遷移，最后在復(fù)雜的情境中熟練地運(yùn)用必備知識實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遷移。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 付亦寧.深度學(xué)習(xí)的教學(xué)范式[J].全球教育展望，2017（7）： 47-56.

[2]? 張瀟.高三化學(xué)復(fù)習(xí)課學(xué)案的編制與應(yīng)用研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2016.

（責(zé)任編輯 羅 艷）