五化?五求：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度學(xué)習(xí)策略

如何促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度學(xué)習(xí)，是化學(xué)教師亟待的教學(xué)思考。而深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生批判性地學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，把它們納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，將已有的知識(shí)、技能方法遷移到新的情境中，從而解決實(shí)際問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)致力于發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程，不斷探索新知識(shí)的奧秘，深入剖析知識(shí)的內(nèi)在本質(zhì)，提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

筆者通過(guò)人教版初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例實(shí)踐，提出“五化”“五求”：初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度學(xué)習(xí)的策略：實(shí)驗(yàn)情境脈絡(luò)化，力求深度探究的沉浸與連貫體驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)化，務(wù)求深度探究的綠色與安全實(shí)施；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，追求深度探究的精準(zhǔn)與科學(xué)水平；實(shí)驗(yàn)拓展自主化，謀求深度探究的應(yīng)用與完善發(fā)展；實(shí)驗(yàn)反思常態(tài)化，尋求深度探究的高度與廣度提升。

一、實(shí)驗(yàn)情境脈絡(luò)化，力求深度學(xué)習(xí)的沉浸與連貫

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)至關(guān)重要?？稍O(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的問(wèn)題導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，使他們積極參與到實(shí)驗(yàn)探究中，能夠更直觀感受化學(xué)的魅力，從而幫助學(xué)生更深入理解化學(xué)知識(shí)和原理，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

經(jīng)過(guò)筆者的親身實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行脈絡(luò)化處理，并生動(dòng)呈現(xiàn)給學(xué)生，并引導(dǎo)他們?nèi)谌肫渲?，使他們沉浸在?shí)驗(yàn)情境中。借助情境貫穿整個(gè)探究過(guò)程，有效推動(dòng)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮個(gè)人學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

例如，在探究金屬性質(zhì)中，筆者創(chuàng)設(shè)一個(gè)故事場(chǎng)景，首飾專賣店柜臺(tái)上有兩件外觀一模一樣的黃金項(xiàng)鏈和黃銅（銅鋅合金）項(xiàng)鏈，并標(biāo)上廣告語(yǔ)：“若以假當(dāng)真，買一賠十?！睘榱朔乐棺约菏茯_，你能想出鑒別黃金和黃銅的方法有哪些？

問(wèn)題一：你能想出幾種物理方法鑒別首飾真假的方案？（方法①：測(cè)密度，并比較大小。方法②：互相刻畫，比較硬度。）

問(wèn)題二：化學(xué)方法鑒別首飾真假的方案又有幾種？（方法①：高溫灼燒，假黃金由于含有銅，在火烤下會(huì)被氧化成黑色的氧化銅。方法②：放入稀酸里面，有氣泡冒出的是假的，假貨摻有鋅，會(huì)與酸反應(yīng)。方法③：放入硫酸銅溶液或硝酸銀溶液里面，因?yàn)榧儇洆接袖\和銅，會(huì)與硫酸銅溶液或硝酸銀溶液反應(yīng)，置換出銅或銀。）

問(wèn)題三：家庭廚房中可以用化學(xué)方法鑒別首飾真假嗎？若能鑒別，如何設(shè)計(jì)方案？（通過(guò)鑒別首飾真假的實(shí)驗(yàn)情境，以此展開探究脈絡(luò)“物理方法鑒別—化學(xué)方法鑒別—家庭廚房中用化學(xué)方法鑒別—設(shè)計(jì)鑒別方案”。）

二、實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)化，務(wù)求深度學(xué)習(xí)的綠色與安全

化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)既要符合科學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)需求，又要保證安全，確保使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員和環(huán)境造成危害。為了提升實(shí)驗(yàn)裝置的效能，嚴(yán)格把控安全風(fēng)險(xiǎn)，著力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的全面評(píng)價(jià)化，務(wù)求在實(shí)驗(yàn)裝置的每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到精益求精，從而提高實(shí)驗(yàn)探究的精準(zhǔn)性。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)數(shù)字化，追求深度學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)與科學(xué)

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)打破了很多傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的定性模式，轉(zhuǎn)為定量模式，通過(guò)高精度傳感器、自動(dòng)化控制等手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的精確控制和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。學(xué)生對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、深入理解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)、深度歸納，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)。如果在化學(xué)教學(xué)中，將一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，不但使實(shí)驗(yàn)更具有科學(xué)性，而且促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的深度分析。

例如，教材中酸和堿的中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，使用酚酞溶液來(lái)判斷酸與堿發(fā)生了反應(yīng)，但是不少學(xué)生認(rèn)為溶液由紅色裉為無(wú)色，pH等于7，氫氧化鈉溶液和稀鹽酸已經(jīng)反應(yīng)完。為了揭開學(xué)生的迷惑，筆者設(shè)計(jì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，采用Arduino和pH傳感器，通過(guò)pH的采集系統(tǒng)，在電腦的上位機(jī)中輸出pH等于7的曲線，和實(shí)時(shí)的pH曲線。學(xué)生比較曲線的變化，就能夠得出溶液中pH的變化情況。

通過(guò)比較常規(guī)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)數(shù)字化能精確呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)深度探究和歸納，得出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：利用指示劑變色只能判斷酸和堿發(fā)生了反應(yīng)，而不能判斷酸和堿已經(jīng)反應(yīng)完?；诰_的數(shù)據(jù)和曲線，大大提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解。

四、實(shí)驗(yàn)拓展自主化，謀求深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用與完善

在化學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)實(shí)施拓展實(shí)驗(yàn)，是引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的重要手段。不僅讓學(xué)生深入思考，更能提升他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。筆者選擇與日常生活緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)主題，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)可行實(shí)驗(yàn)方案，注重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析，幫助學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識(shí)、完善認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并解釋生活中的化學(xué)。

例如，當(dāng)學(xué)習(xí)完溶液酸堿性的檢驗(yàn)后，筆者讓學(xué)生閱讀教材P64內(nèi)容——洗發(fā)劑和護(hù)發(fā)劑的酸堿性。據(jù)測(cè)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各類洗發(fā)液的pH差別較大，約在7-9之間，護(hù)發(fā)素的pH均略小于7。請(qǐng)同學(xué)們聯(lián)想一下洗發(fā)、護(hù)發(fā)的程序，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液的酸堿度對(duì)頭發(fā)的影響。

學(xué)生經(jīng)過(guò)深入探究后得出結(jié)論：溶液的堿性越強(qiáng)，對(duì)頭發(fā)的影響越大。他們深刻認(rèn)識(shí)到，洗發(fā)過(guò)程中先使用洗發(fā)液，再涂抹護(hù)發(fā)素，是基于洗發(fā)液與護(hù)發(fā)素之間的中和反應(yīng)原理，從而調(diào)整頭發(fā)的酸堿度至中性或弱酸性狀態(tài)，這樣有利于頭發(fā)的健康與生長(zhǎng)。

五、實(shí)驗(yàn)反思常態(tài)化，尋求深度學(xué)習(xí)的高度與廣度

反思過(guò)程不僅是一個(gè)不斷探索和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，也是教學(xué)評(píng)價(jià)的一種方式。為避免實(shí)驗(yàn)結(jié)束就大功告成，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思，反思設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)操作的優(yōu)缺點(diǎn)；反思實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出切實(shí)可行的改進(jìn)建議；反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較預(yù)期與實(shí)際的差異。分享各自的反思，促進(jìn)思想的碰撞與交融，進(jìn)一步拓展思維，尋求深度探究的高度與思考，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的深度和廣度。

例如，在粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除的探究中，學(xué)生感言有的小組得出的精鹽產(chǎn)率大于理論值，有的小組得出的精鹽產(chǎn)率小于理論值，基于精鹽產(chǎn)率的困惑，筆者順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反思。

通過(guò)反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生經(jīng)過(guò)討論、分析 、歸納實(shí)驗(yàn)中的困惑和產(chǎn)生誤差的操作原因。助力學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能、深化對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)；助力教師優(yōu)化教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量。

責(zé)任編輯 黃博彥