基于深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)研究

樂鳳楹

[摘 要]文章基于高三化學(xué)復(fù)習(xí)中學(xué)生存在的問題，依據(jù)深度學(xué)習(xí)理論，以“滴定曲線”復(fù)習(xí)課為例，展示核心素養(yǎng)導(dǎo)向下促進(jìn)高三學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施過程?！暗味ㄇ€”復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)了建構(gòu)模型、強(qiáng)化模型、延伸模型、運(yùn)用模型四個(gè)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生的復(fù)習(xí)效果，發(fā)展了學(xué)生的高階思維，提升了學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]深度學(xué)習(xí);滴定曲線;高三化學(xué);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（2022）14-0054-04

一、教學(xué)背景

（一）關(guān)于深度學(xué)習(xí)

近年來，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)已經(jīng)成為全球基礎(chǔ)教育的發(fā)展趨勢之一。2015年，美國新媒體聯(lián)盟和美國學(xué)校網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合會合作完成了基礎(chǔ)教育版《地平線報(bào)告》。該報(bào)告指出，深度學(xué)習(xí)是以創(chuàng)新的方式向?qū)W生傳遞豐富的核心學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)他們有效學(xué)習(xí)并能將其所學(xué)付諸應(yīng)用;基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)、基于探究的學(xué)習(xí)、基于挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生獲得更多主動學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，都是深度學(xué)習(xí)的方式[1]。

我國教育部基礎(chǔ)教育課程教材發(fā)展中心“深度學(xué)習(xí)總項(xiàng)目組”（以下簡稱“總項(xiàng)目組”）把深度學(xué)習(xí)定義為： 在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在此基礎(chǔ)上，“總項(xiàng)目組”提出深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)四要素： 挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)主題、深度學(xué)習(xí)目標(biāo)、深度學(xué)習(xí)活動、持續(xù)性評價(jià)[2]。

（二）深度學(xué)習(xí)在高三復(fù)習(xí)教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)需求

1.新高考的需要

縱觀近幾年的高考化學(xué)試題，題目素材陌生度高，情境呈現(xiàn)方式新穎，大部分題目都需要學(xué)生對所學(xué)知識進(jìn)行運(yùn)用、分析與創(chuàng)新，這正是對學(xué)生高階思維能力的考查。也就是說，現(xiàn)在的高考題已經(jīng)很少考查“是什么”，而更多地考查“為什么”。此外，在2019年版高考評價(jià)體系說明中，明確要求教師要引導(dǎo)教學(xué)，重視教材，夯實(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，給學(xué)生提供深度學(xué)習(xí)和思考的空間[3]。

2.高三復(fù)習(xí)的需要

經(jīng)過前期的復(fù)習(xí)，學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)完中學(xué)化學(xué)所有模塊的知識，初步掌握必備的化學(xué)基礎(chǔ)知識與基本技能。但是，目前的高三復(fù)習(xí)教學(xué)中仍然存在一些不太令人滿意的現(xiàn)象，且多采用“重現(xiàn)知識、分析例題、鞏固練習(xí)”的教學(xué)模式。這樣的復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師滔滔不絕地復(fù)述，因內(nèi)容不再有新意，學(xué)生難以提起興趣;學(xué)生機(jī)械重復(fù)訓(xùn)練，“三天一小考，五天一大考”，效果卻不盡如人意。而基于深度學(xué)習(xí)的高三復(fù)習(xí)教學(xué)可改變這一現(xiàn)狀，有效提升復(fù)習(xí)教學(xué)效率。

二、基于深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施

化學(xué)學(xué)科有兩類主題：促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識能力發(fā)展類主題和實(shí)際問題解決類主題[2]。其中，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識能力發(fā)展類主題，主要以促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)識能力發(fā)展為目標(biāo)。下面，筆者以認(rèn)識能力發(fā)展類主題“滴定曲線”為例，展示核心素養(yǎng)導(dǎo)向下促進(jìn)高三學(xué)生深度學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施過程，以期為實(shí)施“素養(yǎng)為本”教學(xué)提供參考。

（一）考點(diǎn)分析

“滴定曲線”類試題是每年高考化學(xué)的必考題，并且難度較大，區(qū)分度較高。在近5年高考全國新課標(biāo)卷中就有9套試卷考査了這類題型。此類題型充分體現(xiàn)了對圖形認(rèn)知能力和圖形分析能力的考查，涉及的知識面廣，靈活性高，綜合性強(qiáng)，還考查了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)。近5年高考全國新課標(biāo)卷中“滴定曲線”的考查內(nèi)容及試題分布如表1所示。

（二）學(xué)情分析

經(jīng)過前期的復(fù)習(xí)，學(xué)生看似掌握了酸堿中和滴定的相關(guān)知識，也建立了四大平衡的基本思維模型，但在考試中這方面問題的得分率仍舊較低，可見學(xué)生對相關(guān)知識理解尚淺，沒有形成系統(tǒng)解決問題的思維模型。因此，在后期的復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識解決實(shí)際問題，幫助學(xué)生牢固掌握“滴定曲線”的相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

（三）教學(xué)目標(biāo)

1.讓學(xué)生通過對酸堿中和滴定曲線繪制過程的學(xué)習(xí)，重溫酸堿滴定規(guī)律，感受到化學(xué)知識的實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。

2.通過聯(lián)系學(xué)生已有的酸堿中和滴定知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析溶液中特殊點(diǎn)的微粒分布、酸堿性，掌握三大守恒間的關(guān)聯(lián)以及相關(guān)計(jì)算等知識，提升學(xué)生的微觀探析、證據(jù)推理等核心素養(yǎng)。

3.通過引導(dǎo)學(xué)生自主探究，使學(xué)生學(xué)會遷移運(yùn)用知識，提升圖形認(rèn)知能力和圖形分析能力，實(shí)現(xiàn)知識、能力、素養(yǎng)的全面提升。

（四）教學(xué)流程

本節(jié)課依據(jù)新課標(biāo)和高考評價(jià)體系的要求，參考深度學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)四要素，以滴定曲線的繪制為情境素材，關(guān)注高三學(xué)生的認(rèn)知水平，進(jìn)行“素養(yǎng)為本”的專題復(fù)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。具體地，通過微觀分析、曲線表征、模型建構(gòu)等，幫助學(xué)生深入理解，形成高階思維，實(shí)現(xiàn)知識、能力、素養(yǎng)的全面提升。教學(xué)流程如圖1所示。

（五）教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

【創(chuàng)設(shè)情境】播放“酸堿中和滴定曲線的繪制”視頻：室溫下，向20 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液中逐滴加入 0.10 mol·L-1 NaOH溶液。試計(jì)算各個(gè)時(shí)刻的pH值并畫出滴定曲線。

【提問】

（1）滴定曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)對應(yīng)的pH值分別是多少？曲線的走向如何變化？

（2）曲線數(shù)據(jù)有什么規(guī)律？可以選擇哪種指示劑？

【學(xué)生活動】小組交流討論，展示計(jì)算結(jié)果（見表2）和繪制的滴定曲線（如圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)熟悉的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。通過提問，關(guān)聯(lián)學(xué)生學(xué)過的中和滴定知識，幫助學(xué)生深刻理解滴定曲線的表征功能。

2.聯(lián)系舊知，建構(gòu)模型

【教師活動】引導(dǎo)學(xué)生簡單回顧滴定曲線，強(qiáng)調(diào)滴定曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、走向等，同時(shí)提出問題：如果把HCl換成CH3COOH會有何區(qū)別，終點(diǎn)溶液的酸堿性有何變化？如果用HCl滴定NaOH或者NH3·H2O，曲線怎樣變化，終點(diǎn)溶液的酸堿性有何變化？

【學(xué)生活動】小組交流討論。

【評析】分析幾種滴定曲線的起點(diǎn)、突變范圍、終點(diǎn)pH值等分別有何特點(diǎn)。

【投影】強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿、強(qiáng)酸滴定弱堿以及強(qiáng)堿滴定弱酸pH曲線的比較。

【結(jié)論】（1）起點(diǎn)：堿滴酸，起點(diǎn)在下;酸滴堿，起點(diǎn)在上。（2）突變范圍：強(qiáng)與強(qiáng)，突變大;強(qiáng)與弱，突變小。（3）終點(diǎn)pH值：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿，終點(diǎn)pH=7;強(qiáng)堿與弱酸，pH>7;強(qiáng)酸與弱堿，pH<7。

設(shè)計(jì)意圖：通過回顧各種滴定曲線，并提出問題引發(fā)思考，幫助學(xué)生深刻理解滴定曲線的表征功能，初步建構(gòu)滴定曲線的思維模型，提高學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力，發(fā)展學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)。

3.原理探析，強(qiáng)化模型

【投影】常溫下，用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH（Ka=1.75×10-5）溶液，可得滴定曲線如圖3所示?；卮鹨韵聠栴}：

（1）分析圖中各點(diǎn)對應(yīng)的溶質(zhì)、溶液中離子濃度大小關(guān)系以及存在哪些平衡。

（2）能否求出a點(diǎn)對應(yīng)的pH值？反之，若已知pH值，能否求出Ka值？

【學(xué)生活動】小組交流討論，展示成果（見表3）。

設(shè)計(jì)意圖：通過引導(dǎo)學(xué)生探析原理，幫助學(xué)生確定溶質(zhì)種類及量的關(guān)系，掌握電離理論、水解理論、三大守恒等必備知識，培養(yǎng)學(xué)生高階思維，發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)。

4.質(zhì)疑再探，延伸模型

【提問】如果將曲線圖的縱坐標(biāo)改為n（Y），（Y=CH3COOH、CH3COO-），曲線的變化趨勢如何？

【學(xué)生回答】n（CH3COOH）隨著V（NaOH）的增大而減小，n（CH3COO-）隨著V（NaOH）的增大而增大。

【追問】

（1）如果把曲線圖的縱坐標(biāo)改為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ（Y），曲線的變化趨勢如何？

[已知δ（Y）=c（Y）c（CH3COOH）+c（CH3COO-）]

（2）若將CH3COOH改為H2A，溶液中H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如何變化？

【學(xué)生活動】小組交流討論，展示成果（如圖4、圖5）。

設(shè)計(jì)意圖：通過改變圖像坐標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生換位思考，厘清溶液中微粒的分布情況，深入了解二元酸滴定曲線的特點(diǎn)，進(jìn)而提高學(xué)生的遷移運(yùn)用能力，幫助學(xué)生掌握分析二元酸滴定曲線的基本思路。

5.調(diào)用知識，運(yùn)用模型

【投影】（2017年高考全國Ⅱ卷第12題改編）改變0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中H2A、HA-、A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[δ（X）]隨pH的變化如圖6所示[已知 δ（X）=c（X）c（H2A）+c（HA-）+c（A2-）]。回答以下問題：

（1）寫出H2A的電離方程式及電離平衡表達(dá)式。

（2）分別列出 pH=1.2、pH=4.2時(shí)溶液中微粒間的守恒關(guān)系。

（3）分別計(jì)算常溫下的Ka1（H2A）、Ka2（H2A）。

（4）比較常溫下 NaHA 溶液中c（OH-）與 c（H+）的大小關(guān)系。

【學(xué)生活動】小組交流討論。

設(shè)計(jì)意圖：通過探討高考改編題，幫助學(xué)生深刻理解分析滴定曲線的基本思路，發(fā)展學(xué)生高階思維，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

6.小結(jié)

（1）比較溶液中粒子濃度大小的思維模型：

（2）求電離平衡常數(shù)的思維模型：

三、基于深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)反思

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)

真實(shí)的問題情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，同時(shí)能為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供真實(shí)的展現(xiàn)機(jī)會[4]。本節(jié)課創(chuàng)設(shè)了一個(gè)學(xué)生熟悉的“滴定曲線繪制”情境，并結(jié)合學(xué)生已有知識，提出相關(guān)問題讓學(xué)生進(jìn)行探究，擺脫了傳統(tǒng)復(fù)習(xí)教學(xué)效率低、“炒冷飯”的困境。而教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)且有價(jià)值的問題情境，既可讓學(xué)生在解決問題的過程中感受到化學(xué)知識的實(shí)用性，又可激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。

（二）設(shè)計(jì)多重問題，驅(qū)動思維模型建構(gòu)與轉(zhuǎn)化

教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中設(shè)計(jì)探究性、批判性的問題，可驅(qū)動學(xué)生思維模型的建構(gòu)與轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的高階思維。本節(jié)課設(shè)計(jì)了多組探究性問題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究、深入思考，深度復(fù)習(xí)了滴定反應(yīng)原理，突破了電離平衡常數(shù)計(jì)算的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生的定量思維和數(shù)據(jù)分析處理能力。

（三）落實(shí)“教、學(xué)、評”一體化，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展

在高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)對學(xué)生即學(xué)即評，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化，以提高學(xué)生的復(fù)習(xí)效率。本節(jié)課改編了一道二元酸滴定曲線分析題，要求計(jì)算Ka1（H2A）、Ka2（H2A），比較NaHA溶液中c（OH-）與c（H+）的大小關(guān)系。這些答題要求具有較大的挑戰(zhàn)性，多數(shù)學(xué)生無從下手，這就需要教師不斷地根據(jù)學(xué)生反饋的信息去啟發(fā)引導(dǎo)，反復(fù)矯正。基于深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)只有重視教學(xué)反思與評價(jià)，充分發(fā)揮教學(xué)評價(jià)的催化作用，落實(shí)“教、學(xué)、評”一體化，才能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 焦建利.《地平線報(bào)告》2015基礎(chǔ)教育版簡評[J].中國信息技術(shù)教育，2015（21）：31-32.

[2]? 胡久華，羅濱，陳穎.指向“深度學(xué)習(xí)”的化學(xué)教學(xué)實(shí)踐改進(jìn)[J].課程·教材·教法，2017（3）：90-96.

[3]? 教育部考試中心.中國高考評價(jià)體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019.

[4]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018：73.

（責(zé)任編輯 羅 艷）