基于事實證據(jù)的深度學(xué)習(xí)教學(xué)課例研究

王明

摘要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中明確指出化學(xué)課堂要以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，要重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立指向深度學(xué)習(xí)的事實證據(jù)鏈化學(xué)教學(xué)的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境、進階策略、評價體系和教學(xué)案例等，引導(dǎo)學(xué)生從“淺層學(xué)習(xí)”走向“深度學(xué)習(xí)”，培育深度學(xué)習(xí)素養(yǎng)，提升學(xué)生證據(jù)推理能力和問題解決能力。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);事實證據(jù);課堂教學(xué);學(xué)科素養(yǎng)

指向深度學(xué)習(xí)的中學(xué)化學(xué)事實證據(jù)鏈教學(xué)是指在教學(xué)中基于事實證據(jù)鏈的鋪陳，讓學(xué)生通過分析推理加以證實或證偽，建立觀點、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，以發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理和實際問題解決的能力，從而解決目前高中化學(xué)課堂存在的“虛假學(xué)習(xí)”與“淺層學(xué)習(xí)”問題，進而走向深度學(xué)習(xí)。具體而言，教師在教學(xué)實踐中，一方面可以通過事實證據(jù)鏈的引導(dǎo)可以促進學(xué)生學(xué)科思想、學(xué)科觀念的養(yǎng)成;通過事實證據(jù)鏈的構(gòu)建來優(yōu)化學(xué)生模型構(gòu)建和證據(jù)推理的能力，從而最終達成學(xué)生科學(xué)的探究意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);另一方面，可以通過事實證據(jù)鏈的挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷生動的問題情景、交互的具身體驗、意義的自主整合、批判的自我反思和真實的問題解決實現(xiàn)公共知識的個人意義達成，增強學(xué)習(xí)的意義感、自我感和獲得感，追尋知識、自我和環(huán)境的整合統(tǒng)一。

酸堿中和滴定在教材中所在單元主要分為兩個部分，第一部分主要介紹了溶液酸堿性與溶液中氫離子濃度及氫氧根離子濃度的關(guān)系、pH的概念、與溶液酸堿性的關(guān)系、常用測量方法;第二部分主要從原理、實驗方法等角度介紹了一種常用的測定酸堿濃度的方法——酸堿中和滴定，同時綜合了物質(zhì)的量濃度的計算、溶液的pH、酸堿指示劑的變色范圍、作用原理和應(yīng)用、滴定儀器的使用等知識，使化學(xué)研究從定性分析轉(zhuǎn)化為定量研究。所以筆者在教材中首先從溶液pH的應(yīng)用入手，了解溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用;其次解釋了什么叫酸堿中和滴定，并重點介紹了滴定管的使用方法;接著教材以NaOH標(biāo)準(zhǔn)液溶液滴定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液為例，利用pH計詳細(xì)地討論了滴定過程中溶液pH的變化，根據(jù)突變范圍選擇合適的指示劑，來準(zhǔn)確判斷酸堿中和滴定的終點;最后通過學(xué)生實驗來進一步鞏固所學(xué)知識。本節(jié)課主要是利用學(xué)生實驗將理論應(yīng)用于實踐，通過讓學(xué)生動手實驗、繪制滴定曲線等事實證據(jù)來發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想” “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力，以達到深度學(xué)習(xí)的目的。

一、基于事實證據(jù)的情境引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

本節(jié)課是通過大量的真實的情境來達成的課題引入，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。首先要求學(xué)生課前檢索關(guān)于溶液酸堿性的應(yīng)用，通過自主檢索的事實證據(jù)做好課題引入的鋪墊，然后教師分別通過pH在人體中、生活中、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中、工業(yè)生產(chǎn)中等四個方面來說明pH在生產(chǎn)生活中的重要性，并通過具體的事實證據(jù)來佐證說明（見圖1）。在介紹中始終強調(diào)溶液酸堿性對生活生產(chǎn)的重要性，強調(diào)該如何測定溶液的酸堿性，以及如何調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，在此過程中，讓學(xué)生體會到pH與生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，老師則順勢介紹血液分析化驗單與新型冠狀病毒檢測原理，引入定量分析，為滴定原理打下基礎(chǔ)。

二、基于事實證據(jù)的新知學(xué)習(xí)，建構(gòu)學(xué)生認(rèn)知模型

1.基于事實情境，進行原理探析

在本節(jié)課之前，學(xué)生經(jīng)過對必修1、2的學(xué)習(xí)，已充分掌握離子反應(yīng)的相關(guān)知識，能夠通過書寫酸堿中和反應(yīng)的離子方程式，從中理解反應(yīng)的實質(zhì)（H++OH— = H2O），同時對酸堿指示劑、相關(guān)儀器也有初步了解，都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在教師講解中用“用0.1100mol·L-1的HCl溶液滴定23.00mL未知濃度的NaOH溶液，當(dāng)?shù)味ㄇ『猛瓿蓵r，用去HCl溶液29.00mL，測得NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？”此例題讓學(xué)生自主解決，然后提出“如果將上題中HCl改成H2SO4，則NaOH的物質(zhì)的量濃度為多少？”利用這兩個事實情境來引出酸堿中和滴定實質(zhì)與原理，即：c（H+）·V酸=c（OH-）·V堿。

2.基于事實問題，進行儀器選擇

根據(jù)事實問題“如何取23.00mL未知濃度的NaOH溶液？”來進一步講解儀器的選擇問題及使用注意事項，通過拿出真實的移液管、量筒、滴定管等量取液體的儀器，一一講解，讓學(xué)生自主討論，量取23.00ml未知濃度的NaOH溶液應(yīng)該選擇哪種儀器，并進一步講解酸堿滴定管的使用及注意事項就顯得一切水到渠成了，學(xué)生的自主總結(jié)滴定管的使用步驟更是錦上添花（見圖2）。

在此過程中，學(xué)生體會到發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的快樂。這種問題引領(lǐng)的教學(xué)，教師不是以一味灌輸?shù)姆绞缴嵊蔡兹o學(xué)生，而是通過一些循序漸進的問題，引領(lǐng)學(xué)生想象、探究、推理，自己尋找證據(jù)得到結(jié)論，在預(yù)測驗證推演式的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，片段性的知識間建立了聯(lián)系，他們的認(rèn)知得到更深入的發(fā)展，推進證據(jù)推理科學(xué)思維發(fā)展，促進證據(jù)推理能力的養(yǎng)成，建構(gòu)認(rèn)知模型，為自主學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。（圖3）

三、基于事實證據(jù)的難點探究，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)

1.基于真實數(shù)據(jù)，繪制滴定曲線

通過上述滴定原理的分析，進一步向?qū)W生提問如何確定兩者恰好完全反應(yīng)？學(xué)生自主分析討論可以得出當(dāng)酸堿恰好完全中和時pH應(yīng)為7，可以利用酸堿指示劑，這時進一步展示事實證據(jù)指示劑變色范圍（圖4），引發(fā)了學(xué)生的“認(rèn)知沖突”，讓學(xué)生主動思考如何解決這一難題，這時候引入真實的實驗情境，用0.1000 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol·L-1 的HC溶液，借助Dis-Lab 數(shù)字化實驗來繪制滴定曲線，運用這一事實證據(jù)來解決這一難題（圖5）。通過滴定曲線的繪制，讓學(xué)生進一步了解并構(gòu)建滴定曲線模型，培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力，通過模型的建構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生分析解決指示劑的選擇問題，并結(jié)合學(xué)生動手實驗操作，運用事實證據(jù)引導(dǎo)學(xué)生建立一種“動態(tài)”“變化”的觀點。

通過滴定終點與反應(yīng)終點的問題沖突學(xué)習(xí)突變范圍來進一步激發(fā)學(xué)生的求知欲，通過實驗前的分析預(yù)測和對實驗現(xiàn)象的分析解釋、實驗方案、結(jié)論進行完整論證，進一步發(fā)展了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.基于真實實驗，進行誤差分析

在講解完滴定實驗原理之后，結(jié)合實驗儀器的使用注意事項，學(xué)生開始動手實驗，在實驗過程中，教師不再過多的提醒學(xué)生實驗步驟與注意事項，只是作為一名觀察者，記錄好每一位學(xué)生的操作錯誤點并及時做好梳理，待學(xué)生實驗完成后，逐一分析錯誤事項并進行誤差分析，面對一手資料的講解分析，學(xué)生印象深刻，教師講解輕松，很快完成了教學(xué)任務(wù)。在此環(huán)節(jié)中學(xué)科知識應(yīng)用與實際應(yīng)用水乳交融，在此活動中進一步解決了酸堿中和滴定的知識問題，而實際應(yīng)用是解決現(xiàn)實中的問題，在解決實際問題時不斷去遷移學(xué)科知識，認(rèn)清研究思路與方法，有助于實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

四、基于事實證據(jù)的方法總結(jié)，達成學(xué)生深度學(xué)習(xí)

本節(jié)課總計有四個活動單元，每個活動單元均基于事實證據(jù)，證據(jù)由酸堿中和滴定原理而貫穿在一起，學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)、經(jīng)歷學(xué)習(xí)活動的同時也實現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。教師始終堅持真實情境、以知識建構(gòu)為核心、以問題解決為目標(biāo)、以事實證據(jù)為依據(jù)，大膽結(jié)合教材知識開發(fā)可探究的教學(xué)資源，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的科學(xué)探究機會，在每一個教學(xué)活動中均采用了“發(fā)現(xiàn)問題→提出猜想→設(shè)計實驗一探索研究→解決問題”的證據(jù)鏈教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)出發(fā)，貫穿了整個課堂教學(xué)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力，讓學(xué)生在不知不覺中掌握了酸堿中和滴定的原理，滴定曲線、滴定突變以及誤差分析，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)探究的過程，在過程中汲取科學(xué)的工作方式和思維方式，從而為學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)科素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)，讓學(xué)生更加深入的理解化學(xué)教材內(nèi)容的本質(zhì)和內(nèi)涵，建立量化實驗操作的認(rèn)知模型（見圖6），進而走向深度學(xué)習(xí)。

高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包含“證據(jù)推理與模型認(rèn)識”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等方面，基于事實證據(jù)鏈的化學(xué)教學(xué)正是實現(xiàn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)識”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的有效路徑。本節(jié)課適時的歸納總結(jié)以及最后的結(jié)尾都是在幫助學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知模型、無論是本節(jié)課的主線（學(xué)習(xí)框架圖、如圖6），還是最后的課堂小結(jié)（如圖6），均用模型構(gòu)建來解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和認(rèn)知規(guī)律，實現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。