體現(xiàn)微粒觀和深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課教學(xué)實(shí)踐

李翠華 張智勇 楊斌斌

摘要：微粒觀是初中學(xué)生要建構(gòu)的一個(gè)重要的化學(xué)學(xué)科觀念。深度學(xué)習(xí)的理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課堂活動(dòng)與體驗(yàn)，讓學(xué)生在情境教學(xué)中自主建構(gòu)知識(shí)和掌握解決學(xué)科問題的能力。人教版九年級(jí)上冊(cè)教材是通過身邊的物質(zhì)及其化學(xué)變化這條明線組織的，而微觀變化則是一條暗線，把這條明線和暗線連接起來的是符號(hào)工具。本微粒觀復(fù)習(xí)主題課是通過讓學(xué)生形成并強(qiáng)化“宏一微一符”三重表征的思路，以學(xué)生活動(dòng)為抓手，通過問題導(dǎo)向，解題方法可視化，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；深度學(xué)習(xí)：微粒觀；學(xué)生活動(dòng)

文章編號(hào)：1008-0546（ 2022）11x-0066-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.017

一、前言

所謂深度學(xué)習(xí)，就是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。[1]《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中強(qiáng)調(diào)，要幫助學(xué)生形成化學(xué)概念，解決實(shí)際問題。[2]微粒觀是初中學(xué)生要建構(gòu)的一個(gè)很重要的學(xué)科基本觀念，其思維的形成對(duì)后續(xù)的學(xué)習(xí)有著重要的影響。筆者所在的備課組在九年級(jí)化學(xué)上學(xué)期新授課完成后，進(jìn)入九上的總復(fù)習(xí)階段，根據(jù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的微粒觀知識(shí)（見表1），制定基于大單元的復(fù)習(xí)課，以學(xué)生活動(dòng)為抓手，以“宏觀一微觀一符號(hào)”三重表征為核心貫穿其間，通過問題鏈促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，幫助初三學(xué)生突破微粒觀的學(xué)習(xí)，取得較好的教學(xué)效果。

二、體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課教學(xué)

1．體現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課教學(xué)的實(shí)踐模型

2005年，上海師范大學(xué)黎加厚教授首次提出深度學(xué)習(xí)的概念，并指出深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在理解的基礎(chǔ)上，批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí)，將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系，并將已有知識(shí)遷移到新情境中，解決新問題。[3]

深度學(xué)習(xí)倡導(dǎo)單元學(xué)習(xí)，它要求教師建立好學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)科核心內(nèi)容之間的關(guān)系，依據(jù)新課標(biāo)和教材，選擇有利于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的情境素材，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)開展課堂教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)性，并且在情境中對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”的一致性。復(fù)習(xí)課是上完新課之后，這就要求教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行二度開發(fā)。開展深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課有四個(gè)重要的環(huán)節(jié)：選擇學(xué)習(xí)主題、確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、開展持續(xù)性評(píng)價(jià)，見圖1。這是“深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐模型”四個(gè)要素。[1]

2．宏一微一符三重表征突破微粒觀教學(xué)難點(diǎn)

三重表征是指對(duì)知識(shí)進(jìn)行宏觀、微觀和符號(hào)三個(gè)層次的表征，三者之間既相互獨(dú)立，又可以相互轉(zhuǎn)化，對(duì)提升學(xué)生科學(xué)思維能力有著重要的作用。[4]對(duì)于初三學(xué)生而言，宏觀的物質(zhì)世界容易感知，微觀知識(shí)比較抽象，容易產(chǎn)生畏難情緒。如何突破教學(xué)難點(diǎn)？化學(xué)符號(hào)作為工具，能在宏觀的學(xué)習(xí)活動(dòng)中增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)，較好將微觀知識(shí)連接起來，從而在學(xué)生中建構(gòu)“宏一微一符”思維模型，當(dāng)學(xué)生的思維能力有了發(fā)展時(shí)，深度學(xué)習(xí)就比較容易實(shí)現(xiàn)。

三、體現(xiàn)微粒觀和深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課教學(xué)實(shí)踐

1．學(xué)習(xí)目標(biāo)

從課程標(biāo)準(zhǔn)來看，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了常見的物質(zhì)、物質(zhì)的分類、物質(zhì)變化的基本特征、質(zhì)量守恒定律、幾種化學(xué)反應(yīng)類型等，其中“身邊的物質(zhì)”“物質(zhì)的構(gòu)成奧秘”“物質(zhì)的化學(xué)變化”是課程標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)主題，“化學(xué)變化的基本特征”“質(zhì)量守恒定律”和“認(rèn)識(shí)幾種化學(xué)反應(yīng)”是其下的二級(jí)主題，主要包括質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)的類型、化學(xué)反應(yīng)的表示方法等內(nèi)容。以上所學(xué)習(xí)的內(nèi)容在教材中比較分散，教材通過身邊的物質(zhì)的化學(xué)變化這條明線進(jìn)行組織，它們的微觀變化是一條暗線，把這條明線和暗線連接起來的是符號(hào)工具。從學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)階的角度看．復(fù)習(xí)階段學(xué)生對(duì)化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)應(yīng)該有所提升。

本主題的復(fù)習(xí)課用2-3個(gè)課時(shí)完成。學(xué)習(xí)目標(biāo)是：

（1）通過微觀模型、符號(hào)表征，以化學(xué)式作為工具，建立純凈物、混合物的分類觀；

（2）認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中的物質(zhì)之間的變化，建立物質(zhì)的變化觀；

（3）通過對(duì)典型物理變化和化學(xué)變化的微觀分析，認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是微粒變化（拆分、重組），能夠從定量角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化（原子守恒），動(dòng)態(tài)建立化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，建立化學(xué)變化“宏一微一符”三重表征；

（4）聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際的化學(xué)問題，形成用微粒觀的思想解決實(shí)際問題的思路和方法。

本復(fù)習(xí)課學(xué)習(xí)目標(biāo)的三重表征可以用圖2來表示：

2．學(xué)習(xí)活動(dòng)

（1）突破物質(zhì)的分類

學(xué)生活動(dòng)一：根據(jù)模型書寫化學(xué)式，認(rèn)識(shí)純凈物的微觀構(gòu)成。

[圖片展示]（見圖3）

問題：①根據(jù)圖3的模型，判斷其中的物質(zhì)由什么粒子構(gòu)成？②化學(xué)式和模型間有什么關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：粒子的結(jié)構(gòu)決定化學(xué)式，化學(xué)式體現(xiàn)粒子的結(jié)構(gòu)。通過對(duì)模型的歸納，知道物質(zhì)的微觀構(gòu)成的特點(diǎn)，形成分類觀。知道化學(xué)式和微觀粒子構(gòu)成的相互關(guān)系，利用希沃電子白板平臺(tái)拍照上傳學(xué)生的答題情況，分析學(xué)生的思維障礙點(diǎn)問題。

學(xué)生活動(dòng)二：學(xué)生根據(jù)模型書寫化學(xué)式，建立純凈物、混合物的分類。

圖四中“●”“@”和“O”分別表示元素氫、碳、氧的原子，其中表示純凈物的是____，混合物的是____，單質(zhì)的是____，化合物的是____，氧化物的是 _____（均填數(shù)字）。

問題：①純凈物和混合物的化學(xué)語言（化學(xué)式）有何區(qū)別？②單質(zhì)和化合物的化學(xué)語言（化學(xué)式）有何區(qū)別？

設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生書寫化學(xué)式，讓學(xué)生自主總結(jié)物質(zhì)分類的定義，回歸課本的概念。

（2）體驗(yàn)物質(zhì)化學(xué)變化的微觀實(shí)質(zhì)

學(xué)生活動(dòng)三：進(jìn)行氧化汞分解的實(shí)驗(yàn)后，讓四個(gè)同學(xué)（分別兩個(gè)同學(xué)手牽手表示一個(gè)氧化汞分子，共兩個(gè)氧化汞分子）表演氧化汞的分解的微觀過程。

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生對(duì)熟悉的化學(xué)反應(yīng)的微觀過程的表演，能增加課堂的互動(dòng)性，暴露學(xué)生的思維，形象展示化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：分子拆分，原子重組，同時(shí)也讓學(xué)生理解物質(zhì)的微觀構(gòu)成，每?jī)蓚€(gè)氧原子結(jié)合成一個(gè)氧分子，氧氣是由氧分子構(gòu)成的，金屬汞是由原子構(gòu)成的。

學(xué)生活動(dòng)四：猜測(cè)陌生物質(zhì)分解的生成物。

[討論1]銅銹的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2（OH）2CO3]，堿式碳酸銅由 種元素組成。堿式碳酸銅受熱會(huì)分解，請(qǐng)你預(yù)測(cè)生成物中可能有什么物質(zhì)？依據(jù)是什么？

[討論2]圖5中“O”和“●”分別表示氫原子和氧原子，下列反應(yīng)的微觀示意圖有沒有體現(xiàn)出質(zhì)量守恒定律，為什么？

設(shè)計(jì)意圖：利用探究討論，引起學(xué)生思考，先從宏觀去猜測(cè)物質(zhì)的變化，再從微觀角度去解釋化學(xué)變化，從兩個(gè)角度理解質(zhì)量守恒。

（3）讓解題方法可視化

[應(yīng)用1]推斷組成物質(zhì)的元素種類。

[例題]某物質(zhì)在空氣中燃燒生成二氧化碳和水，該物質(zhì)含有

（ ）

A．只含有碳、氫、氧元素

B. 一定含有碳、氫、可能含有氧元素

C．一定只含有碳、氫元素

D．肯定只含有碳、氧元素

[問題引導(dǎo)]①反應(yīng)中的已知物質(zhì)是什么？請(qǐng)用化學(xué)式表示出來。②你是依據(jù)什么事實(shí)來判斷未知物質(zhì)的元素組成的？

[方法指導(dǎo)]利用反應(yīng)前后元素種類不變。先寫出反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式，再數(shù)出已知元素，最后推出未知物的組成元素。

[應(yīng)用2]推斷未知物質(zhì)的化學(xué)式X。

[例題]超氧化鉀（KO2）常備于急救器和消防隊(duì)員背包中，能迅速與水反應(yīng)放出氧氣：

2KO2+2H2O=2KOH+X+02↑則X的化學(xué)式為：____。

[方法指導(dǎo)]利用反應(yīng)前后原子種類和數(shù)量不變，先列出原子種類，再數(shù)出已有的原子個(gè)數(shù)，最后將余下的原子個(gè)數(shù)構(gòu)成未知物的化學(xué)式。

[應(yīng)用3]畫出化學(xué)變化的微觀變化圖。

請(qǐng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的微觀原理（見圖6）將圖中“反應(yīng)中”和“反應(yīng)后”補(bǔ)充完整。

[方法指導(dǎo)]一寫，二數(shù)，三方程。一是根據(jù)粒子模型寫出物質(zhì)化學(xué)式；二是數(shù)一數(shù)反應(yīng)前后原子數(shù)量是否守恒，注意有過量的情況；三是寫出化學(xué)方程式。

[遷移應(yīng)用]我國(guó)科學(xué)家成功合成新型催化劑，能將CO2高效轉(zhuǎn)化為甲醇（CH30H）。這不僅可以緩解碳排放引起的溫室效應(yīng)，還將成為理想的能源補(bǔ)充形式。該化學(xué)反應(yīng)的微觀過程見圖7。

（1）以上物質(zhì)屬于化合物的是一（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。

（2）物質(zhì)丁的化學(xué)式____。

（3）請(qǐng)用化學(xué)方程式表示上述反應(yīng)：____。

（4）參加反應(yīng)的甲、乙物質(zhì)分子個(gè)數(shù)比為

。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在解題討論中自我建構(gòu)解題思路，并總結(jié)出相應(yīng)的方法，讓解題思路可視化。通過不同的遷移應(yīng)用，在情境中評(píng)價(jià)學(xué)生的掌握程度，培養(yǎng)其解決學(xué)科問題的能力。

3．學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

通過學(xué)生活動(dòng)，隨時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握程度，通過遷移應(yīng)用暴露學(xué)生的思維，通過解決問題的思路可視化，讓學(xué)生形成解決問題的有序思維。實(shí)現(xiàn)微粒觀深度學(xué)習(xí)還有一個(gè)環(huán)節(jié)就是進(jìn)行有效的課后作業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)性的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。本節(jié)復(fù)習(xí)課讓學(xué)生不斷建構(gòu)物質(zhì)變化的“宏一微一符”三重表征，課后的作業(yè)如下。

作業(yè)1：物質(zhì)的分類

[宏觀辨識(shí)與微觀探析]●表示氫原子和O表示氧原子，請(qǐng)按要求畫出下列示意圖。

①請(qǐng)畫出一種含有氧原子的純凈物的微觀示意圖；

②請(qǐng)畫出一種只含有氧原子的混合物的微觀示意圖；

③請(qǐng)畫出一種含有氧原子的化合物的微觀示意圖；

④請(qǐng)畫出一種含有氧原子和氫原子的混合物的微觀示意圖；

⑤請(qǐng)畫出一種氧化物的微觀示意圖。

命題意圖：通過讓學(xué)生動(dòng)手畫，暴露學(xué)生對(duì)核心概念的微觀理解。

作業(yè)2：物質(zhì)的變化

[三重表征]二氧化碳和氫氣在一定條件下轉(zhuǎn)換為化工原料乙烯（C2H4），是我國(guó)科學(xué)研究的又一重大突破，其反應(yīng)微觀過程如下圖8所示，用化學(xué)方程式表示為____。該反應(yīng)中屬于單質(zhì)的物質(zhì)是____，不發(fā)生改變的微粒是

一（填化學(xué)符號(hào)）。請(qǐng)用微觀的觀點(diǎn)解釋化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)

。

命題意圖：考查學(xué)生利用微觀圖的能力。該題中還涉及過量的問題，要求學(xué)生根據(jù)微粒圖找到過量的反應(yīng)物，并能分析該化學(xué)變化的微觀過程。是微粒觀、分類觀、變化觀的綜合考查。

四、教學(xué)反思

1．教學(xué)目標(biāo)是深度學(xué)習(xí)的教學(xué)依據(jù)

基于深度學(xué)習(xí)理論進(jìn)行微粒觀深度學(xué)習(xí)的大單元復(fù)習(xí)課，可以打通教材的局限，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容和學(xué)生學(xué)情等制定教學(xué)目標(biāo)，研究教材知識(shí)的主線和明線，制定合適的大單元的教學(xué)主題和目標(biāo)。

2．教學(xué)活動(dòng)及問題導(dǎo)向是深度學(xué)習(xí)的主線

清晰的教學(xué)目標(biāo)使課堂深度學(xué)習(xí)有了明確的指引，這時(shí)教師需要思考怎樣的學(xué)生活動(dòng)，能充分體現(xiàn)學(xué)生的思維障礙點(diǎn)，并且可以在完成某項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)的活動(dòng)中，了解到學(xué)生的掌握情況，及時(shí)根據(jù)學(xué)生達(dá)成度進(jìn)行補(bǔ)償性教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的思維。比如，筆者通過設(shè)置合適的學(xué)生活動(dòng)，以化學(xué)式工具來突破物質(zhì)分類的微觀易錯(cuò)點(diǎn)，以宏觀物質(zhì)感知、微觀模型演示使學(xué)生了解物質(zhì)變化的微觀本質(zhì)，通過問題導(dǎo)向不斷培養(yǎng)學(xué)生“宏一微一符”之間的轉(zhuǎn)換，思維能力得到發(fā)展，通過給定情境的遷移應(yīng)用訓(xùn)練評(píng)價(jià)學(xué)生的掌握情況，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生思維的進(jìn)階。

3．教學(xué)評(píng)一體化是深度學(xué)習(xí)的途徑

深度學(xué)習(xí)要求課堂增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗(yàn)性，并且在情境中對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”的一致性。教、學(xué)、評(píng)一體化目的是促進(jìn)學(xué)生的學(xué)，改進(jìn)教師的教，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的目的。教師需要根據(jù)學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的思維進(jìn)階。

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