基于真實情境的深度學習

商建波 楊玉琴

摘要： “溶液的形成”是初中化學學習混合物體系的代表性內(nèi)容。以“自制鹽汽水”為情境，延伸至利用鹽汽水配制雞尾酒、提取雞尾酒中的色素及屠呦呦提取菁蒿素，學生在真實的系列情境所引發(fā)的探究活動中，不僅自主建構(gòu)結(jié)構(gòu)化知識，而且領(lǐng)悟?qū)W科觀念、方法和價值，實現(xiàn)深度學習。

關(guān)鍵詞： 真實情境; 深度學習; 溶液的形成; 學科核心素養(yǎng)

文章編號： 10056629（2020）12003506

中圖分類號： G6338

文獻標識碼： B

隨著《普通高中化學課程標準（2017年版）》的頒布，“以素養(yǎng)為本的教學”成為當前化學教學改革的主旋律。核心素養(yǎng)本質(zhì)上是解決復雜問題的能力，需要在真實的問題情境以及具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中借助問題解決的實踐逐漸培育起來。以灌輸和訓練的方式教授知識，知識的積累反而導致素養(yǎng)的衰減甚至泯滅[1]。核心素養(yǎng)的屬性決定了其習得必然依賴于深度學習的過程。深度學習將學生置于真實的情境中，建立情境、問題（任務(wù)）與學生活動三位一體的教學關(guān)系，基于真實情境產(chǎn)生需要解決的問題，通過探究問題解決的學習活動，建立新知與舊知的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學生的高階思維能力[2]。

“溶液的形成”位于人教版九年級《化學》下冊第九單元課題1，是初中化學學習混合物體系的代表性內(nèi)容?！叭芤骸辈粌H在生產(chǎn)、生活及科學實驗中具有廣泛的應(yīng)用，其“形成過程”尤其是本質(zhì)特征更是深入理解酸、堿、鹽之間化學反應(yīng)的重要基礎(chǔ)，同時也是發(fā)展學生“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”等學科核心素養(yǎng)的重要載體。但在“溶液的形成”的常態(tài)教學中，往往存在淺層學習的隱憂。如按照教材實驗“照方抓藥”式的活動只能讓學生獲得對溶液概念的表面理解，不能將學生置于真實的問題解決情境中形成對溶液本質(zhì)特征及學習價值的深刻理解，亦不能與已有知識之間形成邏輯關(guān)聯(lián)等。因此，在學科核心素養(yǎng)視域下，充分挖掘課題背后的學科觀念、方法、價值等對發(fā)展學生素養(yǎng)更富“營養(yǎng)”價值的隱性內(nèi)容[3]，創(chuàng)設(shè)符合學情的真實情境，將知識鑲嵌于高度情境化的真實場景中，以結(jié)構(gòu)化問題引導探究過程，促進學生對學習內(nèi)容的持久理解和高階思維能力的發(fā)展[4]，成為當前教師教學設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)。

1課程標準要求和教材分析

課程標準（2011年版）對該課題的要求是“認識溶解現(xiàn)象，知道溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的;知道水是最重要的溶劑，酒精、汽油等也是常見的溶劑;了解溶液在生產(chǎn)、生活中的重要意義”[5]。教材以與學生的生活經(jīng)驗相關(guān)的蔗糖與食鹽的溶解作為溶液概念形成的事實依據(jù)，但定義中的“幾種物質(zhì)”“均一、穩(wěn)定”等卻未能建立在實驗及模型認知基礎(chǔ)上，教師一般以強調(diào)的方式講解;教材中碘、高錳酸鉀分別在水和汽油中的溶解實驗雖很經(jīng)典，但遠離學生的生活經(jīng)驗，亦不能解決實際問題;教材中通過幾幅圖片介紹溶液在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，顯然不能讓學生深切感受到溶液的學習價值。這些都有可能造成淺層學習，需要對教材進行二次開發(fā)。

本課例巧妙設(shè)計了“自制鹽汽水”“利用鹽汽水配制雞尾酒”“提取雞尾酒中的色素”等連續(xù)的情境任務(wù)，逐步揭示隱含于學習任務(wù)中的知識及學科觀念和方法，變傳統(tǒng)的講解灌輸為學生的主動發(fā)現(xiàn)，使有關(guān)溶液的知識結(jié)構(gòu)化和功能化，從而弘揚學科價值，達到深度學習的目的。

2教學目標

（1） 能夠在動手做和觀察實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，歸納溶液的定義、特征等，初步運用模型示意圖表示溶液的宏觀特征與微觀本質(zhì)的關(guān)聯(lián)。

（2） 能夠判斷溶液中的溶質(zhì)、溶劑，列舉常見的溶劑，會依據(jù)對比實驗分析歸納影響溶解性的內(nèi)因。

（3） 能夠列舉溶液在生產(chǎn)、生活及科學實驗中的應(yīng)用;通過屠呦呦利用乙醚提取青蒿素的事例體悟?qū)W科價值，增強民族自豪感和自信心。

3教學流程

本節(jié)課的情境線、問題線和活動線設(shè)置如圖1所示。

4教學過程

4.1情境引入： 生產(chǎn)生活中的碳酸飲料

[展示]碳酸飲料大家并不陌生，老師帶來了一些（展示雪碧、芬達等），還有一種中國人自己發(fā)明的碳酸飲料，雖然在日常生活中不常喝，但在特殊情形下卻大顯身手。

[播放]馬未都采訪視頻： 煉鋼工人在高溫工作時飲用鹽汽水。

[提出問題]為什么煉鋼工人高溫下要喝鹽汽水？你認為鹽汽水的主要成分是什么？

[生]為了降溫，補充鹽分。主要成分有鹽、二氧化碳等。

[展示、追問]鹽汽水標簽（見圖2）。的確，主要成分與同學們分析的一樣，這說明食鹽、糖、二氧化碳等物質(zhì)具有怎樣的性質(zhì)呢？（生答： 食鹽、糖、二氧化碳能夠溶解于水）

[師]這節(jié)課我們就用身邊的物質(zhì)一起自制鹽汽水，并且從化學的視角去認識它。

設(shè)計意圖： 利用生活、生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)情境提出問題，引出本節(jié)課的第一個任務(wù)“自制鹽汽水”。貼近生活，激發(fā)學生學習興趣，并激活學生已有認知中的相關(guān)知識： 某些物質(zhì)具有溶解性。

4.2學習任務(wù)1： 自制鹽汽水

[問題]利用提供的原料（見表1），比較配料表，說說如何將“鹽”和“汽”等溶解于水？

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[學生發(fā)現(xiàn)問題]碳酸飲料中需要二氧化碳，二氧化碳從哪里來？

[師生共同分析]提供的原料中有小蘇打，主要成分為碳酸氫鈉，與檸檬酸混合可產(chǎn)生二氧化碳。

[學生設(shè)計方案]①將四種粉末分別溶解于水中，然后再混合到一起;②把蔗糖、食用鹽、檸檬酸、小蘇打一起放入純凈水中混合。

[師]同學們剛才都提到一個關(guān)鍵詞“混合”，即配制的是一種混合物。下面我們動手混一混，觀察所得到的混合物具有什么特征（提示： 方案①得到的4種混合物先不混合）。

[學生分組實驗]按照方案分組進行實驗。觀察： 方案①中所得到的4種混合物及方案②中所得到的1種混合物。

[分組實驗]取適量檸檬酸晶體和小蘇打的混合粉末于兩支試管中，其中一支直接套上氣球，另一支注入約1/4試管的蒸餾水后，再迅速套上氣球，觀察現(xiàn)象。

[事實歸納]（1）生活中很多的營養(yǎng)品、藥劑都是配成溶液，可以幫助人們補充營養(yǎng)、戰(zhàn)勝疾病;（2）植物所需的營養(yǎng)物質(zhì)通常溶解在水中，利于植物的吸收;（3）物質(zhì)以分子或離子的形式分散在水中時，往往能夠加快反應(yīng)的速率，所以許多化學反應(yīng)都是在溶液中進行的。

[資料卡]晉時，葛洪《肘后備急方》有關(guān)“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的截瘧記載，給了屠呦呦靈感和啟發(fā)。

[播放視頻]屠呦呦的采訪視頻： 提取菁蒿素，造福人類，榮獲諾貝爾獎。

[小結(jié)]許多藥物的提取都利用了物質(zhì)的溶解性。溶液在生產(chǎn)及科學研究中具有重要價值。學好化學，以屠呦呦為榜樣，為中華民族的偉大復興多做創(chuàng)新性貢獻。

設(shè)計意圖： 對物質(zhì)用途的學習不是泛泛而談，而是讓學生通過實驗對比、事實列舉以及在榜樣人物的事例中，獲得深刻體驗，真切感受到化學學科的巨大價值。

4.6歸納整合： 知識結(jié)構(gòu)化

[師生歸納]從溶液的特征、組成、構(gòu)成及影響物質(zhì)溶解性的內(nèi)因等4個角度歸納本節(jié)知識，如圖8所示。

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[課后探究]教材實驗92。

設(shè)計意圖： 深度學習強調(diào)信息整合。引導學生從四個方面（角度）歸納整合，將所學知識進一步結(jié)構(gòu)化，形成宏觀辨識與微觀探析，物質(zhì)組成與性質(zhì)、物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的關(guān)聯(lián)，有利于知識的遷移。將教材中的經(jīng)典實驗移到課后探究中，加深學生對影響物質(zhì)溶解性內(nèi)因的理解。

5教學效果及反思

本節(jié)課教學設(shè)計通過4個連續(xù)的學習任務(wù)，讓學生圍繞特定目標，從已有經(jīng)驗出發(fā)，以解決真實問題為主線，在問題解決過程中，付出持續(xù)的努力，通過分析判斷、創(chuàng)造性思維以及反省認知等復雜的思維活動，形成對知識的深度理解。

課堂觀察中發(fā)現(xiàn)，學生學習相當投入，同學間合作高效，發(fā)言踴躍、正確率較高。課后訪談中同學們說：“有趣的任務(wù)和實驗讓每一個人沉浸在快樂的課堂中，完成課后作業(yè)時，思路比平時更加清晰，上課時合作探究的結(jié)論都能派上用場”;“屠呦呦用乙醚作溶劑，從黃花蒿中提取青蒿素，這與老師做的用乙醇提取葉綠素的實驗十分相似，看起來高深的實驗，其實原理很簡單，關(guān)鍵在于要有發(fā)現(xiàn)的眼光”;“化學不僅有趣更有用，要學好化學，為祖國多做貢獻……”等等。學生的課后作業(yè)批閱結(jié)果也顯示，知識遷移能力得到了有效提升，體現(xiàn)了深度學習的高效性。該課例在江蘇省名師課堂展播中獲得了專家及一線教師的好評[6]。

當然，基于真實情境的深度學習設(shè)計并非易事。本教學設(shè)計初始，“自制鹽汽水”這一任務(wù)情境只在引入新課和溶液、溶質(zhì)、溶劑概念的建構(gòu)中起到作用，在探究影響物質(zhì)溶解性的內(nèi)因這一環(huán)節(jié)中仍然用的是教材實驗。在對本課的研討中，大家認為，“碘、高錳酸鉀分別加入水和汽油中的四個實驗”遠離學生的生活經(jīng)驗，且脫離了“鹽汽水”這條主線，也不能為呈現(xiàn)屠喲呦用乙醚提取青蒿素這一素材做出鋪墊。如何將情境延續(xù)就成了教學設(shè)計的難點。筆者從七年級《生物學》上冊教材“酒精脫色”這一實驗中找到了靈感，將該實驗改為利用“酒精和水分別提取葉綠素”的對比實驗，不僅能承上——解決了“鹽汽水”配制的雞尾酒中天然色素如何提取的問題，讓學生的高階思維得到發(fā)展，又能啟下——使得屠呦呦提取青蒿素這一素材的呈現(xiàn)顯得自然且可理解，學生能夠?qū)⑿聦W知識遷移到新情境中。這樣的改進和創(chuàng)新，保證了教學敘事的完整性與結(jié)構(gòu)性，也與學生已有經(jīng)驗相關(guān)，促進了學生的理解性學習。

參考文獻：

[1]張華. 論核心素養(yǎng)的內(nèi)涵[J]. 全球教育展望， 2016， 45（4）： 10～24.

[2][4]楊玉琴， 倪娟. 深度學習： 指向核心素養(yǎng)的教學變革[J]. 當代教育科學， 2017， （8）： 43～47.

[3]楊玉琴， 倪娟. 學科核心素養(yǎng)視域下的教學目標： 科學研制與準確表達[J]. 化學教學， 2019， （3）： 1～7.

[5]中華人民共和國教育部制定. 義務(wù)教育化學課程標準（2011年版）[S]. 北京： 北京師范大學出版社， 2012.

[6]江蘇省教研室“教學新時空名師課堂”走進鹽城活動簡報[EB/OL]. （20191231）[20200427]. http：//hx.jssjys.com/Html/Article/4078/.