基于深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)探究實驗教學(xué)策略

張小蕓

深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)探究實驗教學(xué)通常能對學(xué)生建構(gòu)化學(xué)理論知識起作用，促使學(xué)生通過實驗探究形成學(xué)科思維和提高科學(xué)探究力。因此，在高中化學(xué)的探究實驗具體教學(xué)中，教師需注重深度學(xué)習(xí)及對其應(yīng)用的意義進行分析，并提出深度學(xué)習(xí)運用于高中化學(xué)探究實驗教學(xué)的策略。 深度學(xué)習(xí)是立足于深層思維不斷發(fā)展的一種解析式學(xué)習(xí)，主要是讓學(xué)生充分理解教學(xué)內(nèi)容的同時，應(yīng)用批判性思維引導(dǎo)學(xué)生對新知識進行解析，并將其合理地滲透已有的知識框架，并在此基礎(chǔ)上，將已有的知識內(nèi)化與遷移到新知識的學(xué)習(xí)情境中，以促使學(xué)生實現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。因此，高中化學(xué)的探究實驗教學(xué)中，教師需注重深度學(xué)習(xí)的運用，以充分激發(fā)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)積極性的同時，促使學(xué)生將自身已具備的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和實際生活相聯(lián)系，從而實現(xiàn)學(xué)生自身的實驗?zāi)芰μ嵘?，并做到學(xué)以致用。

一、深度學(xué)習(xí)及其應(yīng)用于化學(xué)探究實驗的意義

首先，有助于學(xué)生構(gòu)建完善的知識結(jié)構(gòu)。深度學(xué)習(xí)的運用下，高中化學(xué)的探究實驗中，不僅需創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的教學(xué)情境，驗證化學(xué)理論知識，還要實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容的豐富。在高中化學(xué)的探究實驗教學(xué)中，教師可運用化學(xué)實驗的開展，對化學(xué)知識的內(nèi)在規(guī)律以及元素結(jié)構(gòu)進行探究，將信息轉(zhuǎn)變成自己的知識，從而使學(xué)生對化學(xué)知識進行有效建構(gòu)。

其次，有助于學(xué)生形成化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)思維。將深度學(xué)習(xí)運用于化學(xué)的探究實驗中，其不僅對實驗課堂的學(xué)習(xí)效率提出了更高的要求，還能對學(xué)生自身的創(chuàng)新思維進行培養(yǎng)。學(xué)生經(jīng)過深度實驗的學(xué)習(xí)，不僅能對化學(xué)實驗中的相關(guān)元素變量實施控制，還能經(jīng)過證據(jù)的搜集，合理推斷實驗結(jié)果，從而使學(xué)生形成相應(yīng)的化學(xué)實驗思維。

最后，有助于學(xué)生的探究能力提高?；瘜W(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)中的探究能力培養(yǎng)通常需在實驗中實施具體化，其屬于學(xué)生經(jīng)過實驗實現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化的能力。學(xué)生經(jīng)過深度實驗學(xué)習(xí)后，通過深度思考，就能實現(xiàn)自身的探究能力提高。

二、高中化學(xué)實驗教學(xué)的常見問題

第一，學(xué)生的參與積極性不高。雖然教育部門開展的課程在不斷變革，但地區(qū)高考的模式仍舊比較傳統(tǒng)，且應(yīng)試教育也對教師開展教學(xué)的方式造成了嚴(yán)重的影響。而應(yīng)試教育對化學(xué)教師的教學(xué)方式也產(chǎn)生了明顯的影響。高中化學(xué)的實驗教學(xué)開展中，化學(xué)實驗是化學(xué)課堂教學(xué)的重要內(nèi)容，若沒有實驗，學(xué)生就無法深入掌握相關(guān)化學(xué)知識，并制約學(xué)生對化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)積極性與興趣，從而影響學(xué)生在化學(xué)實驗中的學(xué)習(xí)效率提高。相關(guān)調(diào)查表明，學(xué)生對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣會隨著其年級的不斷增長而下降，并隨著年級增長，教師開展教學(xué)時，也會依據(jù)考試的內(nèi)容進行教學(xué)計劃設(shè)計，而忽視了化學(xué)實驗具備的重要性，課堂的教學(xué)也更注重對教材或試卷的講解，從而影響化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量提高。

第二，教師綜合素質(zhì)亟待提高。高中化學(xué)的教學(xué)中，教師通常會以各種各樣的教學(xué)手段促進化學(xué)實驗的教學(xué)效率提高，其主要目的就是激發(fā)學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)興趣。但是，由于教師的化學(xué)實驗教學(xué)素養(yǎng)有待提高，無法正確指導(dǎo)學(xué)生。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師只需對教材教學(xué)進行備課，但在實驗教學(xué)開展后，教師備課的效率顯著降低，這就會影響實驗教學(xué)的開展。

第三，學(xué)校對化學(xué)實驗的重視度不夠。高中化學(xué)的探究實驗開展中，通常存有實驗室內(nèi)缺失實驗設(shè)備的現(xiàn)象，學(xué)校也沒有對化學(xué)實驗的設(shè)施實施及時補充與完善，這不僅會影響化學(xué)實驗的教學(xué)開展，還會影響化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量提高。面對高中學(xué)校中化學(xué)教師的實驗?zāi)芰ο鄬^差的狀況，學(xué)生也缺乏相關(guān)教學(xué)培訓(xùn)的開展，這就會影響教師的實驗?zāi)芰υ鰪?，從而影響化學(xué)實驗的教學(xué)效果提升。

三、基于深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)探究實驗教學(xué)策略

（一）改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念

相較于其他學(xué)科，高中化學(xué)實驗教學(xué)的學(xué)科特點決定了在教學(xué)實踐展開的過程中，應(yīng)以學(xué)生的創(chuàng)新動手能力提升為主要培養(yǎng)方向，實現(xiàn)更加高效的學(xué)習(xí)和綜合性更強的培育。教師在教學(xué)實驗展開前應(yīng)該根據(jù)高中化學(xué)實驗教學(xué)的特點確定教學(xué)目標(biāo)，從情感目標(biāo)、知識目標(biāo)、能力目標(biāo)三個角度著手，構(gòu)建三位一體的教學(xué)內(nèi)容，以此落實新課程改革對高中化學(xué)實驗教學(xué)提出的要求。例如，在講述“鈉和鈉的化合物”這一節(jié)課時，教師可以將教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為通過化學(xué)實驗教學(xué)，學(xué)生可以正確、規(guī)范、有效地利用實驗器材，在實驗的過程中明確碳酸鈉和碳酸氫鈉兩者之間的區(qū)別。為了強化對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和思維的培育，教師可以在教學(xué)目標(biāo)設(shè)定后明確主要的探究方法，以及實踐教學(xué)目標(biāo)的落實原則。比如，給予學(xué)生更大的發(fā)揮空間和操作空間，讓學(xué)生結(jié)合課本知識以及實踐過程中擁有的實驗器材自行規(guī)劃具體的實踐操作方案和步驟，在實踐過程中，因為學(xué)生的個人能力始終有限，遇到問題難以及時有效地解決，所以教師可以讓學(xué)生在實踐操作的過程中通過互相交流的方式解決實際問題，學(xué)生可以與同學(xué)交流，也可以與教師進行交流，在探究和分析的過程中解決問題，這樣可以給予學(xué)生更強烈的自信心和成就感，實現(xiàn)更加綜合全面的培育。教師還可以注重對生活化教學(xué)的應(yīng)用，展開化學(xué)實驗時要加強和生活的聯(lián)系，從而激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能幫助學(xué)生解決在生活中遇到的部分難題。比如，以家庭生活為主的小實驗，不僅能讓學(xué)生加強對化學(xué)的認(rèn)識，還能讓學(xué)生將化學(xué)帶入生活，幫助家庭處理一些小問題，進而提高學(xué)生對化學(xué)的認(rèn)識以及對化學(xué)實驗的興趣。

（二）基于深度學(xué)習(xí)的實驗?zāi)繕?biāo)確定

深度學(xué)習(xí)通常能使學(xué)生自身的知識、態(tài)度、技能等得到有效改變，并促使學(xué)生在智力、情感、道德、審美、身體、精神等各個層次都得到相應(yīng)的發(fā)展與成長。對深度學(xué)習(xí)而言，其與淺層學(xué)習(xí)通常存有明顯差異，更關(guān)注對學(xué)生需具備的高階思維進行培養(yǎng)，更關(guān)注學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的綜合素養(yǎng)培養(yǎng)。鑒于此，高中化學(xué)的探究實驗具體教學(xué)中，教師需立足于深度學(xué)習(xí)，明確實驗教學(xué)的目標(biāo)?；瘜W(xué)教師可將理解、記憶、應(yīng)用作為基礎(chǔ)，對學(xué)生分析化學(xué)實驗現(xiàn)象、評價化學(xué)實驗的結(jié)果、創(chuàng)新化學(xué)實驗的方案等各項能力進行培養(yǎng)，從而使達成學(xué)生自身高階思維有效發(fā)展的目標(biāo)。例如，在對“糖類”開展教學(xué)時，化學(xué)教師需開展葡萄糖的探究實驗，立足于深度學(xué)習(xí)的理念，明確實驗教學(xué)的目標(biāo)，對葡萄糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)實施探究，以此使學(xué)生經(jīng)過探究，深入了解與掌握葡萄糖的相關(guān)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)，并理解結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途的辯證關(guān)系。同時，化學(xué)教師需引導(dǎo)學(xué)生對有機化合物的具體方法與步驟進行學(xué)習(xí)與掌握，掌握有機物模型，并引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變溫度、酸堿度等相關(guān)條件，以促使學(xué)生形成對實驗條件進行控制的意識。

（三）基于深度學(xué)習(xí)的教材實驗資源挖掘

化學(xué)教材中的實驗通常是依據(jù)本節(jié)課具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的，其關(guān)注的焦點相對單一且教學(xué)功能相對單薄，化學(xué)教師應(yīng)深度開發(fā)以及精心設(shè)計，注重實驗中相關(guān)實驗技能以及實驗?zāi)芰Φ耐诰?，以促進學(xué)生的實驗探究以及創(chuàng)新意識的高中化學(xué)的學(xué)科素養(yǎng)落實。例如，在對“比較醋酸和碳酸酸性強弱”開展教學(xué)時，教師需注重對教材中的實驗資源進行深度挖掘?；瘜W(xué)教師可以將“由強酸制作弱酸”的設(shè)計思路講解給學(xué)生，然后對化學(xué)教材中的實驗進行深度挖掘，并設(shè)計相應(yīng)的問題：1.在化學(xué)實驗室中，若缺乏啟普發(fā)生器，可通過其他的儀器進行代替嗎？通過該問題，則能啟發(fā)學(xué)生通過啟普發(fā)生器的制氣原理，思考簡易的啟普發(fā)生器，或其他固液不加熱的制氣裝置。2.化學(xué)實驗室中若缺乏碳酸鈣固體，可以通過其他的藥品代替嗎？通過該問題，學(xué)生就能明確了解到強酸制弱酸具體的反應(yīng)模型，即強酸+弱酸鹽=強酸鹽+弱酸。因此，學(xué)生就會明白碳酸氫鈉、碳酸鈉等相關(guān)碳酸鹽固體均可以代替碳酸鈣。3.在檢驗CO2的實驗中，澄清石灰水能否有代替的試劑？CaCl2溶液是否可以？可通過Ba（OH）2溶液進行替代，但是不可以用CaCl2溶液或BaCl2溶液代替。通過該問題，不僅能實現(xiàn)學(xué)生的思維發(fā)散，達到實驗的目的，而且能了解到化學(xué)實驗的藥品、儀器、試劑等都有其他的方案可以替代，并實現(xiàn)實驗的優(yōu)化。同時，CO2不能使CaCl2溶液或BaCl2溶液變得渾濁，這就能深化學(xué)生對“強酸制弱酸”的原理學(xué)習(xí)與掌握。

（四）基于深度學(xué)習(xí)的實驗內(nèi)容整合

高中化學(xué)的探究實驗教學(xué)中，教師可通過學(xué)生已具備的知識基礎(chǔ)以及實驗素材，對實驗教學(xué)的相關(guān)資源實施整合，以促進實驗探究以及思維遷移的過程強化，以此對學(xué)生自身的探究能力進行發(fā)展，并促使學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ玫接行岣?。例如，在對“元素周期表的?yīng)用”中的“認(rèn)識同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律”開展教學(xué)時，化學(xué)教師可先引導(dǎo)學(xué)生對元素周期律的有關(guān)知識進行回顧，并以此為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生對比第三周期Na、Mg、Al的原子核半徑大小之間的關(guān)系，以促使學(xué)生分析得出三種金屬的失電子能力的強弱，并回答相應(yīng)的判斷依據(jù)。此時，大部分學(xué)生會立足于結(jié)構(gòu)的角度實施分析，建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其化學(xué)性質(zhì)之間的聯(lián)系。同時，也有部分學(xué)生會立足于金屬活動性的角度實施回答，此時，教師需引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注金屬的失電子能力和金屬活動性之間的聯(lián)系和區(qū)別。根據(jù)理論分析，化學(xué)教師需指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)教材中提供的儀器以及實際開展實驗設(shè)計以及操作。因為在元素化合物的性質(zhì)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)充分認(rèn)識到金屬具備的化學(xué)性質(zhì)，此時，學(xué)生就能更好地進行實驗設(shè)計與操作，并經(jīng)過觀察、分析、對比實驗的現(xiàn)象，獲得Na、Mg、Al的金屬失電子能力的強弱。通過該實驗探究活動的開展，化學(xué)教師將相關(guān)化學(xué)知識實施整合，并構(gòu)建相應(yīng)的知識框架，引導(dǎo)學(xué)生通過已有知識以及實驗技能，自主設(shè)計以及探究歸納同周期的金屬元素的失電子能力的強弱規(guī)律，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時，把理論與實驗相結(jié)合，從而真正實現(xiàn)化學(xué)知識的遷移與應(yīng)用。

（五）基于深度學(xué)習(xí)的實驗問題設(shè)計

高中化學(xué)的探究實驗教學(xué)中，教師需指導(dǎo)學(xué)生完成具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與實驗探究，以促使學(xué)生形成深度思維?；瘜W(xué)教師可依據(jù)化學(xué)實驗的內(nèi)容，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的實驗問題，讓學(xué)生回答，在問題設(shè)計時，需確保問題是以新課標(biāo)作為基礎(chǔ)的，依據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀況，通過問題促進實驗?zāi)康牡耐瓿?，并確保問題具有顯著的真實性以及可操作性。同時，教師可引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實驗問題組織開展相關(guān)學(xué)習(xí)活動，經(jīng)過化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)活動，構(gòu)建完善的知識體系，并深化學(xué)生對實驗問題的探究，以達成深度學(xué)習(xí)的同時，實現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與質(zhì)量提升。例如，對“鐵及其化合物”開展教學(xué)時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了Fe、Fe2+、Fe3+的相關(guān)轉(zhuǎn)化內(nèi)容。此時，想要使學(xué)生能通過學(xué)習(xí)的化學(xué)知識解決具體化學(xué)問題，教師就需引導(dǎo)學(xué)生實施深度的實驗學(xué)習(xí)。化學(xué)教師可提出問題：“有瓶補鐵劑，其露置于空氣中一段時間，通過怎樣的實驗設(shè)計，才能探究出其被氧化了？”與此同時，化學(xué)教師可引導(dǎo)學(xué)生通過該問題實施小組探究，并設(shè)計相應(yīng)的化學(xué)實驗。大部分學(xué)生都依據(jù)教師的提問，設(shè)計了相應(yīng)的實驗，也就是通過KSCN溶液與酸性高錳酸鉀溶液對其有無氧化進行檢驗。通過問題的提出，不僅能激發(fā)學(xué)生對化學(xué)知識的探究欲，還能使學(xué)生自身的綜合水平與能力得到顯著提高。

（六）基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)評價

依據(jù)深度學(xué)習(xí)具備的特征，立足于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)效果評價，通常也是多元的。因此，學(xué)生能否積極參與課堂教學(xué)通常是對深度學(xué)習(xí)進行判斷的重要依據(jù)，而學(xué)生在課堂的參與度也是對深度學(xué)習(xí)進行評價的重要指標(biāo)。在高中化學(xué)的實驗教學(xué)中，學(xué)生是否做到高情感投入，全身心參與化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)，通常對學(xué)生的體驗感具有決定性影響。同時，高中化學(xué)的實驗教學(xué)中，學(xué)生能否發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的問題，并提出有見地、有思考的高質(zhì)量問題，則能充分反映學(xué)生的思維發(fā)展;學(xué)生能否經(jīng)過所學(xué)，通過討論交流進行問題的分析與解決，則能展現(xiàn)知識的高效運用與遷移。由此可知，化學(xué)實驗的深度學(xué)習(xí)評價中，主要包含過程與結(jié)果共兩方面，其中，過程性評價通常指學(xué)生的課堂參與度及發(fā)展問題的整個過程，其是多元化評價;結(jié)果性評價則是學(xué)生在完成知識學(xué)習(xí)后，進行實際問題解決的能力。

綜上所述，為了更好地適應(yīng)新課改要求，在高中化學(xué)的探究實驗教學(xué)中，教師就需立足于深度學(xué)習(xí)積極開展實驗教學(xué)，并與學(xué)生的實際狀況及教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)實驗進行深度學(xué)習(xí)以及探究，從而使學(xué)生的探究能力以及綜合素質(zhì)得到切實提高。

注：本文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題“學(xué)習(xí)進階理論下高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)策略研究”（課題立項號：GS[2020]GHB4385）的研究成果。

（宋行軍）