從深度學(xué)習(xí)視角反思實驗教學(xué)創(chuàng)新

艾進達 田雅玲 賈光弟 盧天宇

摘要：基于區(qū)域近年經(jīng)典的實驗教學(xué)創(chuàng)新案例，從深度學(xué)習(xí)理念視角探尋一線初中化學(xué)教師實驗教學(xué)創(chuàng)新的嬗變。發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)新實驗教學(xué)中，教師逐漸形成對教材實驗“聯(lián)系與構(gòu)建、批判與質(zhì)疑、遷移與應(yīng)用”來解決實驗教學(xué)問題的一種學(xué)習(xí)方式。實驗教學(xué)創(chuàng)新能夠促進教師的專業(yè)發(fā)展，深化教師對新課改理念的理解與應(yīng)用，有效落實化學(xué)課程核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);實驗教學(xué)創(chuàng)新;教師專業(yè)發(fā)展;化學(xué)核心素養(yǎng)

文章編號：1008-0546（2022）10-0095-03中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

實驗是化學(xué)的靈魂，義務(wù)教育課程標準（2011版）強調(diào)：“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)以實驗為主的科學(xué)探究活動，有助于激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、實驗和交流討論中學(xué)習(xí)化學(xué)知識，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。教師在教學(xué)中應(yīng)高度重視和加強實驗教學(xué)，充分發(fā)揮實驗的教育功能?！盵1]在新一輪課程改革中，實驗教學(xué)創(chuàng)新成為優(yōu)質(zhì)課堂出彩的有力抓手之一，圍繞實驗教學(xué)創(chuàng)新舉辦的各級各類比賽點燃了一線初中化學(xué)教師的“創(chuàng)”勁。在教學(xué)實踐層面，涌現(xiàn)出不少“探討如何通過化學(xué)實驗教學(xué)創(chuàng)新撬動學(xué)生的深度學(xué)習(xí)”的優(yōu)質(zhì)案例。“以實驗教學(xué)創(chuàng)新促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)”已成為當(dāng)前研究熱點。教學(xué)相長，有效的深度學(xué)習(xí)設(shè)計必將促進教師的專業(yè)發(fā)展。受此啟發(fā)，我們梳理深圳市龍崗區(qū)近6年初中化學(xué)實驗創(chuàng)新展示課及比賽的優(yōu)秀案例，從深度學(xué)習(xí)視角反思實驗教學(xué)創(chuàng)新，探尋一線教師實驗教學(xué)創(chuàng)新的嬗變。

一、區(qū)域?qū)嶒灲虒W(xué)創(chuàng)新優(yōu)質(zhì)案例

2017年至2021年期間，深圳市龍崗區(qū)初中化學(xué)教師響應(yīng)課改的新思想，形成了一批優(yōu)秀實驗教學(xué)創(chuàng)新案例（見表1）。表中從“年份與作者、實驗教學(xué)主題、獲獎或展示情況、創(chuàng)新概述及發(fā)表情況”呈現(xiàn)了區(qū)域典型案例的概況。

二、從深度學(xué)習(xí)視角審視實驗教學(xué)創(chuàng)新的變化

何謂深度學(xué)習(xí)？深度學(xué)習(xí)指在理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實，并將它們?nèi)谌胍延械恼J知結(jié)構(gòu)中，能夠在眾多思想間建立聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，以此作為問題決策和解決的一種學(xué)習(xí)方式。[2]教師在創(chuàng)新實驗教學(xué)過程中，實則是基于對教材實驗和學(xué)情理解的基礎(chǔ)上，聯(lián)系眾多實驗方案構(gòu)建創(chuàng)新設(shè)計，批判地將其它實驗方法或?qū)嶒灩ぞ呷谌虢滩脑袑嶒灝?dāng)中，并將個人已有的實驗教學(xué)經(jīng)驗遷移到新的情境當(dāng)中，以此形成解決實驗教學(xué)問題的一種學(xué)習(xí)方式。

1.注重聯(lián)系與構(gòu)建，為推陳出新而創(chuàng)

從歷屆實驗教學(xué)創(chuàng)新比賽作品看，類似鄧七梅等老師“聚焦經(jīng)典實驗，優(yōu)化實驗裝置”占比較大。此類創(chuàng)新的主題主要包括：測定空氣中氧氣的含量、探究蠟燭燃燒的產(chǎn)物、O2的實驗室制取與性質(zhì)一體化裝置設(shè)計、CO2的實驗室制取與性質(zhì)一體化裝置設(shè)計等。創(chuàng)新的思路一般是：審視教材所設(shè)計實驗的局限性→立足文獻資料調(diào)研→改進實驗裝置或?qū)嶒灹鞒?。從深度學(xué)習(xí)視角看，教師緊扣實驗教學(xué)所遇到的問題，將“教材實驗、文獻資料”二者關(guān)聯(lián)起來，厘清二者相對應(yīng)的實驗原理、實驗裝置及實驗操作的異同點、優(yōu)劣點，調(diào)整原理、重組裝置及流程，構(gòu)建出互補增值點。如何出新意，是“舊瓶裝新藥”，還是“新瓶裝舊藥”？“就想找到加分的創(chuàng)新點”是諸多教師們“求新而創(chuàng)”的本位思考。從學(xué)習(xí)的思維層級來看，此類創(chuàng)新是在建立多點知識結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)，屬于從低階思維過渡到高階思維的進階范疇，即深度學(xué)習(xí)的“起跑階段”。

2.啟發(fā)批判與質(zhì)疑，為驅(qū)動探究而創(chuàng)

類似秦婕老師的“探究NaOH溶液與CO2反應(yīng)”，不僅對實驗裝置進行優(yōu)化，還對實驗教學(xué)方法進行改進。通過創(chuàng)設(shè)實驗激發(fā)認知沖突，“密閉的兩只礦泉水瓶中，CO2分別與等量的H2O、NaOH溶液振蕩”。兩個瓶子均發(fā)生形變。CO2一定與NaOH溶液反應(yīng)了嗎？怎么設(shè)計方案找到更加直接有力的證據(jù)？教師站在學(xué)生的已有認知水平上，聯(lián)系新舊知識，對教材實驗進行批判與質(zhì)疑，找到了開啟學(xué)生思考與探究的著力點。盧天宇老師的“質(zhì)量守恒定律實驗教學(xué)創(chuàng)新”，通過比較多版本教材，聯(lián)系生活經(jīng)驗，使用帶濾網(wǎng)水杯創(chuàng)設(shè)牢靠的密閉體系，實現(xiàn)密閉體系與敞開體系的自由切換，利于學(xué)生進行分組實驗探究，自主解決心中質(zhì)疑“為什么有氣體生成的化學(xué)反應(yīng)前后看起來質(zhì)量不守恒”[3]。這一類創(chuàng)新的一般思路是：跳出教材實驗設(shè)計脈絡(luò)→聯(lián)系文獻資料、批判質(zhì)疑實驗教學(xué)邏輯→構(gòu)架驅(qū)動學(xué)生探究的新情境、新問題。創(chuàng)新的著力點是：創(chuàng)設(shè)“不憤不啟，不悱不發(fā)”的教學(xué)新情境，驅(qū)動學(xué)生在實驗中真探實究。此類創(chuàng)新需要教師在聯(lián)系新舊經(jīng)驗之上進行批判質(zhì)疑，進而重構(gòu)實驗教學(xué)方法，處于拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。即教師能運用已形成的實驗教學(xué)模型分析評價不同的實驗教學(xué)，并能預(yù)測所用模型分析的效果。從學(xué)習(xí)進階看，屬于高階認知水平，即深度學(xué)習(xí)的“加速階段”。顯然，這類實驗教學(xué)創(chuàng)新對教師的專業(yè)綜合素養(yǎng)要求更高。盤點區(qū)域每屆實驗教學(xué)創(chuàng)新參賽作品，此類佳作占比較少。

3.強化遷移與應(yīng)用，為素養(yǎng)發(fā)展而創(chuàng)

當(dāng)很多初中化學(xué)教師感嘆“教材僅有九年級上、下兩冊，實驗教學(xué)創(chuàng)新的點無處可尋”之時，在高中化學(xué)課程的改革思潮，部分教師轉(zhuǎn)向為發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)而創(chuàng)新實驗教學(xué)的新路徑。田雅玲老師的“利用高吸水樹脂優(yōu)化中學(xué)化學(xué)實驗”“利用超聲霧化技術(shù)優(yōu)化‘侯氏制堿模擬實驗”，靈感均來自《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》所倡導(dǎo)的主題教學(xué)與項目式學(xué)習(xí)。教師將“初中化學(xué)教材實驗、文獻資料與高中課標思想”三者相關(guān)聯(lián)，從主題教學(xué)與項目學(xué)習(xí)的維度展開批判質(zhì)疑，融入新理念、新方法，重塑模型，強化學(xué)生的遷移與應(yīng)用能力。盧天宇老師的“分子與原子的概念教學(xué)”，實驗教學(xué)創(chuàng)新的目標是充分發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

教師在“遷移與應(yīng)用”的摸索間，嘗試根據(jù)已形成的實驗教學(xué)知識選擇創(chuàng)新的方式解決陌生情境的教學(xué)任務(wù)，并在解決新問題時提出有創(chuàng)造性的實驗方案并付諸實踐，體現(xiàn)出一定的創(chuàng)造能力。教師設(shè)計主題教學(xué)與項目學(xué)習(xí)，實則已沉浸在高階認知層面，進入深度學(xué)習(xí)的“沖刺階段”。此時，教師能夠從課程標準要求、教材編排用意、學(xué)生認知水平等綜合地理解實驗，引入“大單元、大概念、綜合實踐活動”等重構(gòu)實驗方案，對教材實驗的理解更全面、更系統(tǒng)，真正將化學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)化為學(xué)科教學(xué)知識。

三、反思與啟示

1.實驗教學(xué)創(chuàng)新能夠促進教師專業(yè)深度發(fā)展進行實驗教學(xué)創(chuàng)新是教師浸染在深度學(xué)習(xí)的一種反思型學(xué)習(xí)狀態(tài)，一定程度反映出化學(xué)教師主動提升專業(yè)素養(yǎng)，積極克服職業(yè)倦怠，嘗試終身學(xué)習(xí)的立德樹人追求。龍崗區(qū)大部分教師在新課改的影響下，已成為實驗教學(xué)創(chuàng)新的“知之者”，注重聯(lián)系與構(gòu)建，在區(qū)域教研的講座或比賽中，熟知了“聯(lián)系生活與生產(chǎn)、知網(wǎng)查新、整合裝置”等創(chuàng)新實驗教學(xué)的技巧。小部分教師有興趣研究實驗教學(xué)，成為實驗創(chuàng)新的“好之者”，將初中實驗相關(guān)的素材融會貫通，辯證地批判和發(fā)展實驗方案。少數(shù)老師晉升為“樂之者”，把實驗教學(xué)創(chuàng)新服務(wù)于課堂、服務(wù)于學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展，樂此不疲。區(qū)域?qū)嶒灲虒W(xué)創(chuàng)新比賽雖不能維持參賽作品“今年花勝去年紅”的持續(xù)攀升，但可見“歲歲年年人不同”的教師成長蛻變。

2.實驗教學(xué)創(chuàng)新需要站在立德樹人的制高點

科學(xué)技術(shù)需要傳承與發(fā)展以適應(yīng)社會發(fā)展的需求，深度學(xué)習(xí)還應(yīng)該面向未來。做實驗教學(xué)創(chuàng)新，教師的學(xué)習(xí)思維不能拘泥在教材實驗，還要聯(lián)系到化學(xué)發(fā)展史及化學(xué)前沿資訊;實驗的教學(xué)目標不能還停留在學(xué)生會寫實驗探究題、能夠順利完成實驗操作考試，應(yīng)當(dāng)致力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于發(fā)問與質(zhì)疑，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力?？茖W(xué)研究必須實事求是，師德為先，一線教師切不可因為求“新”心切，忘乎學(xué)術(shù)規(guī)范剽竊他人成果。實驗教學(xué)創(chuàng)新的終極意義是為了學(xué)生的發(fā)展，教師們不需要人人成為實驗教學(xué)創(chuàng)新能手，只需秉承“學(xué)生為本”的專業(yè)發(fā)展理念，掌握實驗教學(xué)的多元手法，在化學(xué)課堂教會學(xué)生科學(xué)探究的要領(lǐng)，喚醒學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新的基因。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]何玲，黎加厚.促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)[J].計算機教與學(xué)，2005（5）：29-30.

[3]盧天宇，艾進達.質(zhì)量守恒定律探究實驗再改進[J].化學(xué)教與學(xué)，2019（6）：91-92.