基于深度學(xué)習(xí)理念的教學(xué)實(shí)踐與探索

張麗群

摘?要：通過(guò)對(duì)深度學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和“氫氧化鋁的制備和性質(zhì)”課堂教學(xué)實(shí)踐與反思，探索在化學(xué)課堂教學(xué)中如何基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)理念設(shè)計(jì)有效的教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);化學(xué)核心;素養(yǎng)

近年來(lái)，深度學(xué)習(xí)作為一種重要而有效的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)理念已引起教師和教學(xué)研究群體的普遍關(guān)注。作為教師，在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，認(rèn)真落實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是義不容辭的職責(zé)。如果說(shuō)核心素養(yǎng)培養(yǎng)和提高是最終的目標(biāo)，那么深度學(xué)習(xí)就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的路徑。

一、 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與特征

深度學(xué)習(xí)（deep learning）是美國(guó)學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo在1976年提出的，與淺層學(xué)習(xí)（surface learning）相對(duì)應(yīng)。布魯姆將教育目標(biāo)分為六類(lèi)，從低級(jí)到高級(jí)分別為：識(shí)記（knowledge）、理解（comprehension）、應(yīng)用（application）、分析（analysis）、綜合（synthesis）、評(píng)價(jià)（evaluation）。淺層學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平停留在識(shí)記和理解兩個(gè)層面上，深層學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平則對(duì)應(yīng)后面四個(gè)層面，它指在基于理解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，并將其融入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境中，作出決策，解決問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)的特征包括：批判思維、信息整合、知識(shí)構(gòu)建、遷移與應(yīng)用、問(wèn)題解決、協(xié)同合作、創(chuàng)造力和想象力，深度學(xué)習(xí)提倡主動(dòng)終身。

二、 教學(xué)實(shí)踐案例及實(shí)施策略

下面以蘇教版必修一“氫氧化鋁制備和性質(zhì)”的教學(xué)為例，在課堂教學(xué)中滲透深度學(xué)習(xí)理念。

（一） 精心設(shè)計(jì)引入環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

本節(jié)課以實(shí)驗(yàn)引入，取兩杯混濁的水，其中一杯加入白色晶體。一段時(shí)間后，加晶體的水變澄清，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比，親身體驗(yàn)，產(chǎn)生好奇心，從而發(fā)現(xiàn)想要探知的問(wèn)題：（1）白色晶體什么？（2）為什么能凈水？此時(shí)教師展示白色晶體標(biāo)簽是明礬[KAl（SO4）2·12H2O]，指出起凈水作用的是其在水溶液中生成了一種新物質(zhì)氫氧化鋁膠體。

（二） 探究氫氧化鋁Al（OH）3的制備，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

1. 學(xué)生猜想，設(shè)計(jì)方案

請(qǐng)學(xué)生觀察氫氧化鋁的組成及物質(zhì)類(lèi)別推測(cè)需要的試劑，說(shuō)出反應(yīng)原理。初中學(xué)生對(duì)堿很熟悉，所以學(xué)生很快能將Al（OH）3歸入堿的行列，并想到用含有鋁離子（Al3+）的鹽和堿反應(yīng)來(lái)制備氫氧化鋁Al（OH）3。

2. 實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

教師提供試劑及儀器：氯化鋁溶液、氫氧化鈉溶液、氨水、試管、滴管若干。學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并進(jìn)行解釋和整理。

小組1：取一支試管先加入2毫升氯化鋁溶液，后滴加氫氧化鈉溶液，觀察到有白色膠狀沉淀。

小組2：取一支試管先加入2毫升氯化鋁溶液，后滴加氫氧化鈉溶液，觀察到有白色膠狀沉淀，繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，沉淀消失，再滴入氫氧化鈉依然沒(méi)有沉淀。

小組3：取一支試管先加入2毫升氫氧化鈉溶液，后滴加氯化鋁溶液，觀察到少量白色膠狀沉淀，振蕩很快消失，繼續(xù)滴加氯化鋁溶液沉淀增加，再滴加氯化鋁溶液沉淀也不消失。

小組4：取一支試管先加入2毫升氯化鋁溶液，后滴加氨水至過(guò)量，觀察到有白色膠狀沉淀。

根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，大家一致認(rèn)為白色膠狀沉淀就是氫氧化鋁，說(shuō)明氫氧化鋁難溶于水。但為什么小組2沉淀會(huì)消失，小組3開(kāi)始沒(méi)有沉淀后來(lái)沉淀又產(chǎn)生了呢？

3. 分析問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

學(xué)生討論分析認(rèn)為：小組1向2毫升氯化鋁溶液，滴加氫氧化鈉溶液，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)AlCl3+3NaOHAl（OH）3+3NaCl;小組2沉淀消失是因?yàn)榧託溲趸c溶液過(guò)量，氫氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成了可溶于水的新物質(zhì)NaAlO2;小組3在氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液，由于堿過(guò)量氫氧化鋁不能存在，直接生成可溶于水的新物質(zhì)NaAlO2，繼續(xù)加氯化鋁溶液與之反應(yīng)生成氫氧化鋁。小組4在氯化鋁溶液中滴加氨水至過(guò)量，有白色膠狀沉淀，說(shuō)明可獲得氫氧化鋁，且氫氧化鋁不溶于氨水。此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生歸納制備氫氧化鋁的方法并選擇合理方案，同時(shí)也能得出氫氧化鋁的性質(zhì)能溶于強(qiáng)堿，但不溶于弱堿。

4. 發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，做出新判斷

通過(guò)以上分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁組成上看似堿，卻具有酸的性質(zhì)，能溶于強(qiáng)堿，那它能溶于酸嗎？帶著這個(gè)問(wèn)題學(xué)生又做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：a. 在氫氧化鋁沉淀中滴加過(guò)量的鹽酸;b. 在氫氧化鋁中通入過(guò)量的二氧化碳，發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁能溶于鹽酸卻不溶于碳酸。于是得出結(jié)論，氫氧化鋁也能溶于強(qiáng)酸。像氫氧化鋁這樣既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物稱(chēng)為兩性氫氧化物。于是學(xué)生提出我們是否可在偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量的二氧化碳來(lái)制備氫氧化鋁，學(xué)生認(rèn)為可以，教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)與自己想法一致。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生歸納氫氧化鋁的制備方法，并比較選擇工業(yè)制備氫氧化鋁的最佳方案。

（三） 基于實(shí)驗(yàn)探究，歸納整理氫氧化鋁的性質(zhì)和用途

根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)歸納出氫氧化鋁的性質(zhì)：難溶于水的白色膠狀沉淀、兩性氫氧化物（能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，難溶于弱酸、弱堿）。此時(shí)回到明礬凈水實(shí)驗(yàn)，理解明礬[KAl（SO4）2·12H2O]凈水原理是因?yàn)殇X離子與水反應(yīng)生成氫氧化鋁膠體吸附水中的懸浮物使之沉降。那么氫氧化鋁還有什么性質(zhì)，工業(yè)上有什么用途？作為氫氧化物，它跟氫氧化銅、氫氧化鐵一樣可加熱分解得到氧化鋁，工業(yè)上電解氧化鋁可得到金屬鋁，所以氫氧化鋁也是生成氧化鋁的原料。且氫氧化鋁在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，受熱分解時(shí)大量吸熱，放出水蒸氣，而且不會(huì)產(chǎn)生有毒、可燃或有腐蝕性的氣體，因此可用作阻燃劑，利用其與酸反應(yīng)的性質(zhì)可用于治療胃酸過(guò)多。教師再次引導(dǎo)學(xué)生歸納整理本節(jié)課的主要內(nèi)容，并將所學(xué)知識(shí)形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

三、 基于深度學(xué)習(xí)理念的教學(xué)反思

本節(jié)課是基于深度學(xué)習(xí)理念的課堂教學(xué)，不僅是對(duì)教學(xué)效率的要求，更應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生高階思維，發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)。教師從生活實(shí)際出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、建立假設(shè)或猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象，再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析交流、完善實(shí)驗(yàn)方案、得出結(jié)論。在學(xué)生體會(huì)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，不僅鍛煉了解決問(wèn)題的能力，更讓學(xué)生的思維方式、學(xué)習(xí)方法等方面有了新的改變，在發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象的時(shí)候，學(xué)會(huì)依托已有知識(shí)，通過(guò)獨(dú)立思考或合作學(xué)習(xí)的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息、解決問(wèn)題的能力和批判性思維品質(zhì)，這樣既符合深度學(xué)習(xí)理念，也有利于培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。