在高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)中促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的策略

謝培林

[摘 要]深度學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的高價思維能力為教學(xué)目標(biāo)，致力于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)中應(yīng)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。在高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)中采取“設(shè)置認(rèn)知沖突，解決具體問題；案例整合，聯(lián)系新舊知識；自主建構(gòu)，實現(xiàn)思維深化”的策略，可有效促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞]高三化學(xué)；深度學(xué)習(xí)；二輪復(fù)習(xí)；策略

[中圖分類號] G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-6058（2018）11-0056-03

一、問題背景

1.時代的變化

在當(dāng)今信息爆炸的時代，“百度搜索”為我們查找信息帶來了很多便利。因此，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息，吸收整合并解決相應(yīng)問題的能力尤為重要。而這正是高階思維能力的體現(xiàn)。可見，時代的發(fā)展對學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)提出了較高的要求，也促使我們的教育理念要從“教育是為了知識”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R是為了教育”。

2.高考的變化

縱觀近幾年的高考化學(xué)試題，試題素材陌生度高，情境呈現(xiàn)方式新穎，大部分的題目都需要學(xué)生利用所學(xué)知識進(jìn)行“應(yīng)用、分析、評價及創(chuàng)造”，這正是對學(xué)生高階思維能力的考查。較為直觀地說，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”。

3.認(rèn)識深度學(xué)習(xí)

“深度學(xué)習(xí)”是美國學(xué)者Ference Marton和Roger Saljo針對孤立記憶和非批判性接受知識的淺層學(xué)習(xí)而提出來的一個概念。近年來，深度學(xué)習(xí)愈來愈受到教育研究者的關(guān)注。2013年4月，《麻省理工學(xué)院技術(shù)評論》將深度學(xué)習(xí)列為2013年十大突破性技術(shù)之首。

按照布盧姆認(rèn)知領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)分類所對應(yīng)的“記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價及創(chuàng)造”六個層次，淺層學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平只停留在“記憶、理解”這兩個層次；而深度學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平則對應(yīng)“應(yīng)用、分析、評價及創(chuàng)造”這四個較高層次。淺層學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)習(xí)者解決簡單問題所需的基本知識與技能，教學(xué)目標(biāo)定位于培養(yǎng)低階思維能力；而深度學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力為教學(xué)目標(biāo)，學(xué)習(xí)者在理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上把握學(xué)科觀念、本質(zhì)、思想和方法，注重批判理解?？梢?，深度學(xué)習(xí)致力于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

在經(jīng)歷過一輪復(fù)習(xí)之后，學(xué)生對各個知識點已經(jīng)有了全面的了解，但在二輪復(fù)習(xí)當(dāng)中，很多學(xué)生容易陷入“題海”，知識的獲取能力和解題能力的提升只是依靠大量重復(fù)機(jī)械的訓(xùn)練，而這種復(fù)習(xí)方法容易造成知識和思維的碎片化和表面化。基于以上背景，我們亟須在高三二輪復(fù)習(xí)中促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，同時提高學(xué)生的高階思維能力。

黎加厚教授曾對深度學(xué)習(xí)進(jìn)行了界定，即在理解學(xué)習(xí)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，能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中。基于此，筆者嘗試在二輪復(fù)習(xí)中通過以下策略以“點—線—面”為主線索促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

二、教學(xué)策略及案例

1.設(shè)置認(rèn)知沖突，解決具體問題

認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)不能用頭腦中已有的知識來解釋一個新問題或發(fā)現(xiàn)新知識與頭腦中已有的知識相悖時，就會產(chǎn)生認(rèn)知失衡。為了重新保持平衡，就會激發(fā)學(xué)習(xí)者探索未知領(lǐng)域的強(qiáng)烈愿望，而這正是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，發(fā)展高階思維的有效時期。

【教學(xué)片段1】《溶液中的離子平衡》的復(fù)習(xí)。

[提出問題]在復(fù)習(xí)《溶液中的離子平衡》專題時，筆者引領(lǐng)學(xué)生回顧眾多資料書在《鈉鹽》一節(jié)中注明的“CaCl2溶液可以鑒別Na2CO3和NaHCO3”這一知識點，提出“是否真的如資料書所說的，Na2CO3會產(chǎn)生白色沉淀，而NaHCO3沒有明顯現(xiàn)象”這一思考問題。學(xué)生此時陷入思考，眾說紛紜。

[產(chǎn)生沖突]筆者在課堂上做了以下三組對比實驗（如圖1）。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：除了第③組很低濃度的CaCl2和NaHCO3鈉溶液混合觀察不到明顯現(xiàn)象之外，其余都有產(chǎn)生白色渾濁的現(xiàn)象（和學(xué)生強(qiáng)調(diào)NaHCO3溶液沒變質(zhì)）。這明顯和資料書上說的不一致。

[提出猜想]既然濃度較高的CaCl2和NaHCO3溶液可以反應(yīng)，那么得到的白色沉淀是什么？筆者讓學(xué)生在小組內(nèi)先進(jìn)行探討，提出自己的猜想和探究方案，再進(jìn)行展示。筆者整理了部分小組方案，如下所示。

猜想一：是微溶物Ca（OH）2。

學(xué)生探究方案①：過濾出沉淀后取少量沉淀加水溶解，測溶液pH，若呈堿性，則證明沉淀是Ca（OH）2

實驗視頻：往沉淀中加水沒有明顯變化，pH試紙顏色沒有明顯變化。

結(jié)論：沉淀不是Ca（OH）2。

猜想二：生成溶解度較小的Ca（HCO3）2沉淀。

學(xué)生探究方案②：過濾出沉淀，干燥，置于試管中加熱，將氣相產(chǎn)物依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水，若看到無水硫酸銅變藍(lán)且澄清石灰水變渾濁，證明是Ca（HCO3）2沉淀。

教師：方案從理論上可行，實際操作難度較大，因為Ca（HCO3）2加熱干燥時易分解。（補(bǔ)充資料：常壓下，Ca（HCO3）2固體，很容易分解，不能從溶液中獲得。因此在通常條件下，溶液中不會產(chǎn)生大量的碳酸氫鈣。）

結(jié)論：沉淀不是Ca（HCO3）2。

猜想三：沉淀是CaCO3。

學(xué)生探究方案③：生成沉淀CaCO3的過程中，會導(dǎo)致HCO-3CO2-3+H+電離平衡正向移動，溶液中c（H+）增大，因此測定溶液pH是否呈現(xiàn)酸性可以證明是否生成CaCO3。

實驗視頻：往碳酸氫鈉溶液中持續(xù)滴加氯化鈣溶液，用pH計測得溶液pH的確在下降。

教師：溶液中HCO-3過量，溶液酸性增強(qiáng)，還會發(fā)生什么反應(yīng)，方程式怎么寫？

學(xué)生：H+還會和過量的HCO-3結(jié)合，方程式為：Ca2++2HCO-3=CaCO3↓+CO2↑+H2O。

[問題延伸]課堂上還有個別學(xué)生提出疑問：既然上述反應(yīng)可以進(jìn)行，為什么在第三組實驗中碳酸氫鈉溶液看不到明顯現(xiàn)象？

教師：判斷CaCl2能否和NaHCO3反應(yīng)生成沉淀的思路是先計算該濃度NaHCO3溶液的c（CO2-3）和CaCl2溶液的c（Ca2+），再利用溶度積規(guī)則判斷能否生成CaCO3。

限于課堂時間，最后的這個問題在課堂上僅講授方法，但也培養(yǎng)了學(xué)生定量分析的化學(xué)思想。學(xué)生認(rèn)識到溶液中離子反應(yīng)的本質(zhì)其實是離子平衡問題，不再停留在利用復(fù)分解反應(yīng)的條件定性、片面地分析問題，思維得到了升華。另外，考慮到實驗容量較大，與二輪復(fù)習(xí)較為緊張的復(fù)習(xí)時間相沖突，所以提前在實驗室錄制好視頻再在課堂上播放。

【設(shè)計意圖】建立在學(xué)生主觀猜測實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，依托真實的對比實驗，使學(xué)生產(chǎn)生與原有觀念相反的認(rèn)知沖突，促使學(xué)生一探究竟。通過小組討論猜測反應(yīng)產(chǎn)物和設(shè)計實驗方案，學(xué)生經(jīng)歷了從宏觀上感受實驗現(xiàn)象到微觀層面理解反應(yīng)本質(zhì)，利用給出的證據(jù)對物質(zhì)的變化提出自己的假設(shè)，利用平衡的觀念分析化學(xué)反應(yīng)的過程。這個過程培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，促使學(xué)生運用記憶中的知識進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，鍛煉了學(xué)生的高階思維。

2.案例整合，聯(lián)系新舊知識

【教學(xué)片段2】《電化學(xué)》的復(fù)習(xí)。

師：請根據(jù)反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2設(shè)計一個雙液原電池，并寫出電極反應(yīng)式（限選試劑：FeCl3溶液，KI溶液）。

生1：設(shè)計方案如圖2所示。

師（視頻演示實驗）：該電池可以發(fā)電，但后來電流慢慢減弱至零，請分析原因。

生2：可能反應(yīng)完全了。

師：如果反應(yīng)完全，兩邊溶液應(yīng)該不再有Fe3+或I-，如何證明？

生3：可以用KSCN檢驗Fe3+，用硝酸銀檢驗I-。

師：在這個檢驗方案中，I-的檢驗有沒有受到其他物質(zhì)的干擾？

生3：鹽橋移動過來的Cl-和未反應(yīng)完全的I2會干擾I-的檢測，因為I2的化學(xué)性質(zhì)與Cl2相似，與水反應(yīng)生成I-。

師：那么該如何排除干擾？請利用所學(xué)知識重新設(shè)計方案檢驗進(jìn)行。

生3：取少量溶液，用CCl4多次萃取除去I2，再向溶液中滴加少量雙氧水和幾滴淀粉溶液，若觀察到溶液變藍(lán)，則證明有I-。（實驗設(shè)計方案不止一種）

師（視頻演示）：Fe3+和I-均有剩余，說明沒有反應(yīng)完全，那么是什么原因?qū)е虏辉佼a(chǎn)生電流？

生4：這個反應(yīng)是可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時不再產(chǎn)生電流。

師：因此該反應(yīng)應(yīng)寫成2Fe3++2I-2Fe2++I2。如果希望該電池重新發(fā)電且電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與原來相反，可以采取怎樣的措施？

生5：根據(jù)平衡移動的原理，可以減少反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，如向甲燒杯中加入少量鐵粉。（答案不止一種）

師（視頻演示實驗結(jié)果）：老師在做實驗時甲燒杯裝的是20mL0.1mol/L的FeCl3溶液，乙燒杯裝的是20mL0.1mol/L的KI溶液，當(dāng)電流計的電流為0時，請設(shè)計一個實驗方案并用相關(guān)數(shù)據(jù)計算該反應(yīng)在常溫下的平衡常數(shù)。（此時會有較多學(xué)生想到用酸性高錳酸鉀滴定Fe2+，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意到Cl-的干擾，再給出正確答案。）

【設(shè)計意圖】本節(jié)課整合了原電池設(shè)計和原理分析、物質(zhì)檢驗、分離提純、化學(xué)平衡和定量分析等內(nèi)容，在問題解決過程中需要學(xué)生聯(lián)系新舊知識，避免在復(fù)習(xí)單一知識點時將知識看成是孤立的、無聯(lián)系的。整合類型按照所涉及知識面的多少來分，可以分為淺層整合和深度整合，教師在課堂上要根據(jù)自己的教學(xué)實際來決定采取哪種整合方式。無論哪種方式，目的都是促使學(xué)生梳理新舊知識的聯(lián)系，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

3.自主建構(gòu)，實現(xiàn)思維深化

（1）繪制思維導(dǎo)圖，完善知識體系

高中元素化合物知識較為零散，在復(fù)習(xí)元素化合物時筆者嘗試讓學(xué)生按照元素類別自行繪制思維導(dǎo)圖，再運用SOLO理論二維評價學(xué)生的思維導(dǎo)圖，客觀地判斷學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知水平，并提出有針對性的建議，從而優(yōu)化學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生知識的分化和泛化，完善知識體系。二維包括思維導(dǎo)圖當(dāng)中所表征的知識所屬專題領(lǐng)域的數(shù)量和內(nèi)在邏輯關(guān)系，內(nèi)在邏輯關(guān)系包含主體間的關(guān)系和知識間的聯(lián)系，如物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化、類屬關(guān)系、因果關(guān)系、化學(xué)觀、三重表征等。

如有學(xué)生繪制了以S元素為中心的思維導(dǎo)圖（如圖3），該思維導(dǎo)圖涉及硫元素相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的制備、水溶液中的離子平衡理論、氧化還原等知識，知識廣度較廣，但對于類別之間的轉(zhuǎn)化還沒體現(xiàn)到位。教師可以在課堂上展示這個思維導(dǎo)圖并繼續(xù)拓展延伸，促進(jìn)學(xué)生在知識建構(gòu)過程中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

（2）思維建模，觸類旁通

根據(jù)常考題型，和學(xué)生一起建立起分析與解決某類題型的思維模型，通過程序性知識的優(yōu)化，為問題解決提供清晰的路徑和可操作的方法，提升學(xué)生的高階思維能力。

如在電極方程式書寫的小專題復(fù)習(xí)中，筆者通過酸堿性甲烷燃料電池引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建思維模型（如圖4）。

三、結(jié)語

高三復(fù)習(xí)階段，很多知識教師一遍一遍地重復(fù)，學(xué)生還是一遍一遍地遺忘，或者知識雖記在心中，卻不會提取應(yīng)用。究其原因是，學(xué)生的學(xué)習(xí)只停留在“記憶、理解”的層次，屬于淺層學(xué)習(xí)，只發(fā)展了低階思維。因此，二輪復(fù)習(xí)中，教師要體系學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)。

二輪復(fù)習(xí)中，教師要在學(xué)生以往的易錯點和存在迷思概念的地方設(shè)置認(rèn)知沖突，解決針對性問題，這是“點”；在專題復(fù)習(xí)當(dāng)中利用案例整合知識，促使知識模塊間產(chǎn)生互聯(lián)，這是“線”；思維導(dǎo)圖和思維建?？梢詭椭鷮W(xué)生完善知識體系和方法技巧，讓學(xué)生感受到化學(xué)的規(guī)律之美，站在更高的高度整體認(rèn)識化學(xué)，這是“面”。筆者在實際教學(xué)中通過上述三種策略以“點—線—面”為主線索促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，取得了不錯的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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（責(zé)任編輯 羅 艷）