核心素養(yǎng)下的高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)研究

張翠霞 楊家勇

(恩施土家族苗族自治州高級(jí)中學(xué),湖北 恩施 445000)

深度學(xué)習(xí)作為一種新興的教育方法,能夠改變傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)的方式和效果.通過結(jié)合核心素養(yǎng)和深度學(xué)習(xí),教師可以為學(xué)生提供更有意義的學(xué)習(xí)體驗(yàn),進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力.

1 核心素養(yǎng)下開展高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)的重要性

首先,高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)要求學(xué)生不僅要掌握基本概念和知識(shí),還要能夠思考和解決復(fù)雜的化學(xué)問題.通過深入學(xué)習(xí),學(xué)生需要運(yùn)用批判思維來分析和評(píng)估信息,發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì),并提出合理的解決方案.這樣的學(xué)習(xí)過程可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力.其次,化學(xué)深度學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力.學(xué)生需要通過深入學(xué)習(xí),掌握化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)技巧,并將其應(yīng)用于實(shí)際問題中.這樣的學(xué)習(xí)過程可以讓學(xué)生深入了解科學(xué)研究的本質(zhì),培養(yǎng)他們觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的能力.最后,化學(xué)深度學(xué)習(xí)還可以促進(jìn)學(xué)科之間的融合與交叉.學(xué)生在深度學(xué)習(xí)的過程中,需要結(jié)合其他學(xué)科的知識(shí)和方法,探索化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系和應(yīng)用.這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維,拓寬視野,提高終身學(xué)習(xí)的能力.

2 核心素養(yǎng)下開展高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略

2.1 強(qiáng)調(diào)探究和實(shí)踐,發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

探究和實(shí)踐不僅僅是為了獲取知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維.學(xué)生通過提出問題、觀察現(xiàn)象、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)等過程,能夠培養(yǎng)邏輯思維、推理能力和判斷能力,這種科學(xué)思維的培養(yǎng)對(duì)于學(xué)生的學(xué)科發(fā)展和未來的科學(xué)研究具有重要意義.同時(shí),通過探究和實(shí)踐,學(xué)生可以親自參與到化學(xué)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)和分析中,激發(fā)他們對(duì)化學(xué)的興趣和好奇心.這種主動(dòng)參與和探索的過程能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓他們更深入地投入學(xué)習(xí)[1].

以滬科版高二化學(xué)上冊(cè)學(xué)習(xí)幾種定量測(cè)定方法中“測(cè)定1 mol氣體的體積”的教學(xué)為例,教師首先可以通過呈現(xiàn)一個(gè)實(shí)際場(chǎng)景或提出一個(gè)引人思考的問題導(dǎo)入,例如:“你曾經(jīng)在哪些情況下需要測(cè)定氣體的體積?如何準(zhǔn)確地測(cè)量氣體的體積?”或者展示一段視頻,展示測(cè)定氣體體積的實(shí)驗(yàn)過程.接著在課堂教學(xué)過程中,教師對(duì)測(cè)定1 mol氣體體積的幾種方法進(jìn)行簡要講解,包括容積法、密度法等.重點(diǎn)介紹各種方法的原理、操作步驟和注意事項(xiàng).與此同時(shí),學(xué)生可以分小組進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).教師鼓勵(lì)學(xué)生自主思考和探索,讓他們提出自己的實(shí)驗(yàn)方案.學(xué)生可以考慮使用不同的實(shí)驗(yàn)裝置和技術(shù)手段來測(cè)定氣體的體積,例如,他們可能會(huì)建議使用容積瓶、氣球或氣體收集器等裝置來測(cè)定1 mol氣體的體積.教師引導(dǎo)學(xué)生思考每種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍.隨后,學(xué)生選擇一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,并按照設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.教師可以要求學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)過程中的觀察結(jié)果和測(cè)量數(shù)據(jù),如氣體收集的體積和壓強(qiáng),同時(shí)學(xué)生還可以計(jì)算出1 mol氣體的體積,并比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值的偏差.學(xué)生在小組中分享和討論他們的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果.與此同時(shí)教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可能存在的誤差來源,并幫助他們深入分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性.最后,教師與學(xué)生一起總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容,包括不同的測(cè)定方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法等.教師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表觀點(diǎn),并引導(dǎo)他們進(jìn)行思考和歸納總結(jié),加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶.

2.2 引導(dǎo)思辨和創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思辨和創(chuàng)新意味著讓他們獨(dú)立思考和質(zhì)疑已有的觀點(diǎn)和理論.學(xué)生通過思辨性的討論和分析,能夠培養(yǎng)批判性思維,能夠更深入地理解和評(píng)價(jià)化學(xué)知識(shí).通過引導(dǎo)思辨和創(chuàng)新,學(xué)生能夠嘗試不同的思路和方法,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決復(fù)雜問題的能力.此外,思辨和創(chuàng)新需要學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題中,并進(jìn)行實(shí)踐操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).這將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力,從而實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)[2].

以滬科版高三化學(xué)全冊(cè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中“常見氣體的制備和凈化”的教學(xué)為例,教師首先可以通過提出問題或展示相關(guān)實(shí)際案例來引發(fā)學(xué)生思考,比如:“在生活中,你觀察到哪些常見氣體的制備和凈化過程?有哪些實(shí)驗(yàn)方法可以制備和凈化這些氣體?”引發(fā)學(xué)生的思考和好奇心.在教學(xué)過程中,教師需要簡要介紹常見氣體的制備方法和凈化原理,包括實(shí)驗(yàn)操作的步驟、反應(yīng)條件和注意事項(xiàng)等.重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)制備和凈化過程中的創(chuàng)新點(diǎn)和挑戰(zhàn),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).接著教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).例如,學(xué)生可以選擇其中一種氣體(如氧氣、氮?dú)獾?,并自主設(shè)計(jì)制備和凈化的實(shí)驗(yàn)方案.在實(shí)驗(yàn)過程中,教師鼓勵(lì)學(xué)生觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù),并注意觀察和思考實(shí)驗(yàn)過程中的創(chuàng)新點(diǎn)和問題.例如,在制備氧氣的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以思考如何提高反應(yīng)的效率,如何減少副反應(yīng)等.學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并與小組成員一起討論實(shí)驗(yàn)過程中的觀察現(xiàn)象、數(shù)據(jù)變化和解決方案.教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性和可行性,鼓勵(lì)他們提出創(chuàng)新的想法和改進(jìn)方案.同時(shí),學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論整理成報(bào)告、海報(bào)或演示文稿等形式,并進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目展示.在展示過程中,學(xué)生可以分享自己的創(chuàng)新思路、改進(jìn)方案和實(shí)驗(yàn)心得,激發(fā)其他同學(xué)的思考和交流.最后,教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反思和評(píng)價(jià),包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作技巧、數(shù)據(jù)處理等方面.學(xué)生可以總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),提出改進(jìn)的建議,并思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到其他相關(guān)場(chǎng)景中.

2.3 引入信息化教學(xué),拓寬學(xué)生化學(xué)視野

信息化教學(xué)可以為學(xué)生提供豐富多樣的學(xué)習(xí)資源,如教學(xué)視頻、模擬實(shí)驗(yàn)軟件、科學(xué)數(shù)據(jù)庫等.這些資源可以讓學(xué)生接觸到更多的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),拓寬他們的學(xué)習(xí)視野,豐富化學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式.同時(shí),信息化教學(xué)還可以幫助學(xué)生將化學(xué)與其他學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科的融合.學(xué)生可以通過信息化工具和技術(shù),將化學(xué)知識(shí)和技能應(yīng)用于解決實(shí)際問題和現(xiàn)實(shí)情境中,培養(yǎng)跨學(xué)科思維和應(yīng)用能力,提高綜合素養(yǎng)和解決問題的能力[3].

以滬科版高一化學(xué)下評(píng)說硫氮的功與過中“硫酸”的教學(xué)為例,教師首先可以使用多媒體教學(xué)工具或在線數(shù)據(jù)資源,引入有關(guān)硫酸的相關(guān)信息、實(shí)際應(yīng)用或化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的視頻、動(dòng)畫等.這些資源可以幫助學(xué)生更好地理解硫酸在化學(xué)領(lǐng)域中的重要性和廣泛應(yīng)用.接著教師可以鼓勵(lì)學(xué)生使用互聯(lián)網(wǎng)資源,如在線圖書館、學(xué)術(shù)搜索引擎等,獨(dú)立或小組研究與硫酸相關(guān)的領(lǐng)域,如硫酸的制備、性質(zhì)、用途、環(huán)境影響等.學(xué)生可以收集和整理相關(guān)資料,并歸納其重要方面.同時(shí),教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論,分享他們所收集到的硫酸相關(guān)信息,并探討硫酸的功與過.學(xué)生可以就硫酸在環(huán)境污染、安全與健康等方面的問題展開討論,提出自己的見解和觀點(diǎn),促進(jìn)彼此之間的交流和互動(dòng).為了讓學(xué)生更深入地了解硫酸的性質(zhì)和應(yīng)用,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐探究活動(dòng).例如,學(xué)生可以設(shè)計(jì)一些簡單的實(shí)驗(yàn),觀察硫酸的腐蝕性、溶解性等特性,并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果.通過實(shí)踐探究,學(xué)生能夠更加深入地理解硫酸的化學(xué)性質(zhì).學(xué)生可以將實(shí)踐探究結(jié)果和信息研究整理成創(chuàng)新項(xiàng)目報(bào)告或演示文稿,并進(jìn)行展示和分享.他們可以提出自己關(guān)于硫酸問題的創(chuàng)新想法、解決方案以及對(duì)未來科學(xué)發(fā)展的思考,從而促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng).在整個(gè)教學(xué)過程的最后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思和評(píng)價(jià).學(xué)生可以總結(jié)實(shí)踐探究、信息研究和討論的收獲和不足之處,并提出改進(jìn)的建議.教師也可以給予學(xué)生反饋和指導(dǎo),以促進(jìn)他們的深度學(xué)習(xí).

2.4 實(shí)施多元化評(píng)估,促進(jìn)學(xué)生深度思考

多元化評(píng)估要求學(xué)生不僅要通過簡單的記憶和應(yīng)用來展示他們的學(xué)習(xí)成果,還要進(jìn)行深度思考和綜合分析.通過多元化的評(píng)估方式,學(xué)生需要運(yùn)用批判性思維、問題解決能力和創(chuàng)新思維等高級(jí)認(rèn)知能力進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的呈現(xiàn),從而促進(jìn)他們對(duì)化學(xué)知識(shí)的深度理解和思考.與此同時(shí),通過不同形式的評(píng)估,教師還可以提供全面的學(xué)習(xí)反饋,指導(dǎo)學(xué)生發(fā)展他們的學(xué)科能力和學(xué)習(xí)策略,幫助學(xué)生更好地進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和反思.

以滬科版高三化學(xué)全冊(cè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中“物質(zhì)的提純與分離”的教學(xué)為例,教師首先可以引入“物質(zhì)的提取與分離”的概念,并提出相關(guān)問題,例如:“我們能否通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法將花瓣中的色素提取出來?如何利用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和提取?”這樣可以激發(fā)學(xué)生的思考和興趣.同時(shí)教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)方案,選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法和儀器,進(jìn)行物質(zhì)的提取和分離實(shí)驗(yàn).例如,學(xué)生可以通過溶劑萃取、蒸餾、結(jié)晶等方法分離和提取花瓣中的色素.學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作后,收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄.教師引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)方法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),例如計(jì)算提取率、比較不同方法的效果等,激發(fā)他們進(jìn)行深入的思考.通過分析數(shù)據(jù)和思考,學(xué)生可以深化對(duì)物質(zhì)提取與分離的理解.最后,教師可以采用多元化評(píng)估方法,例如,觀察評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中的技能和安全意識(shí)表現(xiàn),分析評(píng)估學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋和推論能力,與學(xué)生進(jìn)行交流評(píng)估學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果的深度思考能力.教師還可以設(shè)計(jì)開放性問題、解決問題任務(wù)或其他形式的評(píng)估來評(píng)估學(xué)生的分析和應(yīng)用能力.通過引入多元化評(píng)估并結(jié)合學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)和思考過程,教師能夠促進(jìn)學(xué)生深度思考,并開展高中化學(xué)深度學(xué)習(xí).教師在教學(xué)過程中充當(dāng)指導(dǎo)者和評(píng)估者的角色,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探究和合作,創(chuàng)造積極、互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍.這樣的教學(xué)方式可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí),推動(dòng)高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn).