基于真實(shí)情境的深度學(xué)習(xí)

商建波 楊玉琴

摘要： “溶液的形成”是初中化學(xué)學(xué)習(xí)混合物體系的代表性內(nèi)容。以“自制鹽汽水”為情境，延伸至利用鹽汽水配制雞尾酒、提取雞尾酒中的色素及屠呦呦提取菁蒿素，學(xué)生在真實(shí)的系列情境所引發(fā)的探究活動(dòng)中，不僅自主建構(gòu)結(jié)構(gòu)化知識(shí)，而且領(lǐng)悟?qū)W科觀念、方法和價(jià)值，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞： 真實(shí)情境; 深度學(xué)習(xí); 溶液的形成; 學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號(hào)： 10056629（2020）12003506

中圖分類號(hào)： G6338

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

隨著《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的頒布，“以素養(yǎng)為本的教學(xué)”成為當(dāng)前化學(xué)教學(xué)改革的主旋律。核心素養(yǎng)本質(zhì)上是解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，需要在真實(shí)的問(wèn)題情境以及具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中借助問(wèn)題解決的實(shí)踐逐漸培育起來(lái)。以灌輸和訓(xùn)練的方式教授知識(shí)，知識(shí)的積累反而導(dǎo)致素養(yǎng)的衰減甚至泯滅[1]。核心素養(yǎng)的屬性決定了其習(xí)得必然依賴于深度學(xué)習(xí)的過(guò)程。深度學(xué)習(xí)將學(xué)生置于真實(shí)的情境中，建立情境、問(wèn)題（任務(wù)）與學(xué)生活動(dòng)三位一體的教學(xué)關(guān)系，基于真實(shí)情境產(chǎn)生需要解決的問(wèn)題，通過(guò)探究問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)活動(dòng)，建立新知與舊知的邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力[2]。

“溶液的形成”位于人教版九年級(jí)《化學(xué)》下冊(cè)第九單元課題1，是初中化學(xué)學(xué)習(xí)混合物體系的代表性內(nèi)容。“溶液”不僅在生產(chǎn)、生活及科學(xué)實(shí)驗(yàn)中具有廣泛的應(yīng)用，其“形成過(guò)程”尤其是本質(zhì)特征更是深入理解酸、堿、鹽之間化學(xué)反應(yīng)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體。但在“溶液的形成”的常態(tài)教學(xué)中，往往存在淺層學(xué)習(xí)的隱憂。如按照教材實(shí)驗(yàn)“照方抓藥”式的活動(dòng)只能讓學(xué)生獲得對(duì)溶液概念的表面理解，不能將學(xué)生置于真實(shí)的問(wèn)題解決情境中形成對(duì)溶液本質(zhì)特征及學(xué)習(xí)價(jià)值的深刻理解，亦不能與已有知識(shí)之間形成邏輯關(guān)聯(lián)等。因此，在學(xué)科核心素養(yǎng)視域下，充分挖掘課題背后的學(xué)科觀念、方法、價(jià)值等對(duì)發(fā)展學(xué)生素養(yǎng)更富“營(yíng)養(yǎng)”價(jià)值的隱性內(nèi)容[3]，創(chuàng)設(shè)符合學(xué)情的真實(shí)情境，將知識(shí)鑲嵌于高度情境化的真實(shí)場(chǎng)景中，以結(jié)構(gòu)化問(wèn)題引導(dǎo)探究過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的持久理解和高階思維能力的發(fā)展[4]，成為當(dāng)前教師教學(xué)設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)。

1課程標(biāo)準(zhǔn)要求和教材分析

課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）對(duì)該課題的要求是“認(rèn)識(shí)溶解現(xiàn)象，知道溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的;知道水是最重要的溶劑，酒精、汽油等也是常見的溶劑;了解溶液在生產(chǎn)、生活中的重要意義”[5]。教材以與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的蔗糖與食鹽的溶解作為溶液概念形成的事實(shí)依據(jù)，但定義中的“幾種物質(zhì)”“均一、穩(wěn)定”等卻未能建立在實(shí)驗(yàn)及模型認(rèn)知基礎(chǔ)上，教師一般以強(qiáng)調(diào)的方式講解;教材中碘、高錳酸鉀分別在水和汽油中的溶解實(shí)驗(yàn)雖很經(jīng)典，但遠(yuǎn)離學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，亦不能解決實(shí)際問(wèn)題;教材中通過(guò)幾幅圖片介紹溶液在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，顯然不能讓學(xué)生深切感受到溶液的學(xué)習(xí)價(jià)值。這些都有可能造成淺層學(xué)習(xí)，需要對(duì)教材進(jìn)行二次開發(fā)。

本課例巧妙設(shè)計(jì)了“自制鹽汽水”“利用鹽汽水配制雞尾酒”“提取雞尾酒中的色素”等連續(xù)的情境任務(wù)，逐步揭示隱含于學(xué)習(xí)任務(wù)中的知識(shí)及學(xué)科觀念和方法，變傳統(tǒng)的講解灌輸為學(xué)生的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，使有關(guān)溶液的知識(shí)結(jié)構(gòu)化和功能化，從而弘揚(yáng)學(xué)科價(jià)值，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

2教學(xué)目標(biāo)

（1） 能夠在動(dòng)手做和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，歸納溶液的定義、特征等，初步運(yùn)用模型示意圖表示溶液的宏觀特征與微觀本質(zhì)的關(guān)聯(lián)。

（2） 能夠判斷溶液中的溶質(zhì)、溶劑，列舉常見的溶劑，會(huì)依據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析歸納影響溶解性的內(nèi)因。

（3） 能夠列舉溶液在生產(chǎn)、生活及科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用;通過(guò)屠呦呦利用乙醚提取青蒿素的事例體悟?qū)W科價(jià)值，增強(qiáng)民族自豪感和自信心。

3教學(xué)流程

本節(jié)課的情境線、問(wèn)題線和活動(dòng)線設(shè)置如圖1所示。

4教學(xué)過(guò)程

4.1情境引入： 生產(chǎn)生活中的碳酸飲料

[展示]碳酸飲料大家并不陌生，老師帶來(lái)了一些（展示雪碧、芬達(dá)等），還有一種中國(guó)人自己發(fā)明的碳酸飲料，雖然在日常生活中不常喝，但在特殊情形下卻大顯身手。

[播放]馬未都采訪視頻： 煉鋼工人在高溫工作時(shí)飲用鹽汽水。

[提出問(wèn)題]為什么煉鋼工人高溫下要喝鹽汽水？你認(rèn)為鹽汽水的主要成分是什么？

[生]為了降溫，補(bǔ)充鹽分。主要成分有鹽、二氧化碳等。

[展示、追問(wèn)]鹽汽水標(biāo)簽（見圖2）。的確，主要成分與同學(xué)們分析的一樣，這說(shuō)明食鹽、糖、二氧化碳等物質(zhì)具有怎樣的性質(zhì)呢？（生答： 食鹽、糖、二氧化碳能夠溶解于水）

[師]這節(jié)課我們就用身邊的物質(zhì)一起自制鹽汽水，并且從化學(xué)的視角去認(rèn)識(shí)它。

設(shè)計(jì)意圖： 利用生活、生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)情境提出問(wèn)題，引出本節(jié)課的第一個(gè)任務(wù)“自制鹽汽水”。貼近生活，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并激活學(xué)生已有認(rèn)知中的相關(guān)知識(shí)： 某些物質(zhì)具有溶解性。

4.2學(xué)習(xí)任務(wù)1： 自制鹽汽水

[問(wèn)題]利用提供的原料（見表1），比較配料表，說(shuō)說(shuō)如何將“鹽”和“汽”等溶解于水？

=

[學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題]碳酸飲料中需要二氧化碳，二氧化碳從哪里來(lái)？

[師生共同分析]提供的原料中有小蘇打，主要成分為碳酸氫鈉，與檸檬酸混合可產(chǎn)生二氧化碳。

[學(xué)生設(shè)計(jì)方案]①將四種粉末分別溶解于水中，然后再混合到一起;②把蔗糖、食用鹽、檸檬酸、小蘇打一起放入純凈水中混合。

[師]同學(xué)們剛才都提到一個(gè)關(guān)鍵詞“混合”，即配制的是一種混合物。下面我們動(dòng)手混一混，觀察所得到的混合物具有什么特征（提示： 方案①得到的4種混合物先不混合）。

[學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)]按照方案分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察： 方案①中所得到的4種混合物及方案②中所得到的1種混合物。

[分組實(shí)驗(yàn)]取適量檸檬酸晶體和小蘇打的混合粉末于兩支試管中，其中一支直接套上氣球，另一支注入約1/4試管的蒸餾水后，再迅速套上氣球，觀察現(xiàn)象。

[事實(shí)歸納]（1）生活中很多的營(yíng)養(yǎng)品、藥劑都是配成溶液，可以幫助人們補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、戰(zhàn)勝疾病;（2）植物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通常溶解在水中，利于植物的吸收;（3）物質(zhì)以分子或離子的形式分散在水中時(shí)，往往能夠加快反應(yīng)的速率，所以許多化學(xué)反應(yīng)都是在溶液中進(jìn)行的。

[資料卡]晉時(shí)，葛洪《肘后備急方》有關(guān)“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的截瘧記載，給了屠呦呦靈感和啟發(fā)。

[播放視頻]屠呦呦的采訪視頻： 提取菁蒿素，造福人類，榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。

[小結(jié)]許多藥物的提取都利用了物質(zhì)的溶解性。溶液在生產(chǎn)及科學(xué)研究中具有重要價(jià)值。學(xué)好化學(xué)，以屠呦呦為榜樣，為中華民族的偉大復(fù)興多做創(chuàng)新性貢獻(xiàn)。

設(shè)計(jì)意圖： 對(duì)物質(zhì)用途的學(xué)習(xí)不是泛泛而談，而是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比、事實(shí)列舉以及在榜樣人物的事例中，獲得深刻體驗(yàn)，真切感受到化學(xué)學(xué)科的巨大價(jià)值。

4.6歸納整合： 知識(shí)結(jié)構(gòu)化

[師生歸納]從溶液的特征、組成、構(gòu)成及影響物質(zhì)溶解性的內(nèi)因等4個(gè)角度歸納本節(jié)知識(shí)，如圖8所示。

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[課后探究]教材實(shí)驗(yàn)92。

設(shè)計(jì)意圖： 深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)信息整合。引導(dǎo)學(xué)生從四個(gè)方面（角度）歸納整合，將所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化，形成宏觀辨識(shí)與微觀探析，物質(zhì)組成與性質(zhì)、物質(zhì)性質(zhì)與用途之間的關(guān)聯(lián)，有利于知識(shí)的遷移。將教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)移到課后探究中，加深學(xué)生對(duì)影響物質(zhì)溶解性內(nèi)因的理解。

5教學(xué)效果及反思

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)4個(gè)連續(xù)的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生圍繞特定目標(biāo)，從已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，以解決真實(shí)問(wèn)題為主線，在問(wèn)題解決過(guò)程中，付出持續(xù)的努力，通過(guò)分析判斷、創(chuàng)造性思維以及反省認(rèn)知等復(fù)雜的思維活動(dòng)，形成對(duì)知識(shí)的深度理解。

課堂觀察中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)相當(dāng)投入，同學(xué)間合作高效，發(fā)言踴躍、正確率較高。課后訪談中同學(xué)們說(shuō)：“有趣的任務(wù)和實(shí)驗(yàn)讓每一個(gè)人沉浸在快樂(lè)的課堂中，完成課后作業(yè)時(shí)，思路比平時(shí)更加清晰，上課時(shí)合作探究的結(jié)論都能派上用場(chǎng)”;“屠呦呦用乙醚作溶劑，從黃花蒿中提取青蒿素，這與老師做的用乙醇提取葉綠素的實(shí)驗(yàn)十分相似，看起來(lái)高深的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于要有發(fā)現(xiàn)的眼光”;“化學(xué)不僅有趣更有用，要學(xué)好化學(xué)，為祖國(guó)多做貢獻(xiàn)……”等等。學(xué)生的課后作業(yè)批閱結(jié)果也顯示，知識(shí)遷移能力得到了有效提升，體現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的高效性。該課例在江蘇省名師課堂展播中獲得了專家及一線教師的好評(píng)[6]。

當(dāng)然，基于真實(shí)情境的深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)并非易事。本教學(xué)設(shè)計(jì)初始，“自制鹽汽水”這一任務(wù)情境只在引入新課和溶液、溶質(zhì)、溶劑概念的建構(gòu)中起到作用，在探究影響物質(zhì)溶解性的內(nèi)因這一環(huán)節(jié)中仍然用的是教材實(shí)驗(yàn)。在對(duì)本課的研討中，大家認(rèn)為，“碘、高錳酸鉀分別加入水和汽油中的四個(gè)實(shí)驗(yàn)”遠(yuǎn)離學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，且脫離了“鹽汽水”這條主線，也不能為呈現(xiàn)屠喲呦用乙醚提取青蒿素這一素材做出鋪墊。如何將情境延續(xù)就成了教學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。筆者從七年級(jí)《生物學(xué)》上冊(cè)教材“酒精脫色”這一實(shí)驗(yàn)中找到了靈感，將該實(shí)驗(yàn)改為利用“酒精和水分別提取葉綠素”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，不僅能承上——解決了“鹽汽水”配制的雞尾酒中天然色素如何提取的問(wèn)題，讓學(xué)生的高階思維得到發(fā)展，又能啟下——使得屠呦呦提取青蒿素這一素材的呈現(xiàn)顯得自然且可理解，學(xué)生能夠?qū)⑿聦W(xué)知識(shí)遷移到新情境中。這樣的改進(jìn)和創(chuàng)新，保證了教學(xué)敘事的完整性與結(jié)構(gòu)性，也與學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，促進(jìn)了學(xué)生的理解性學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張華. 論核心素養(yǎng)的內(nèi)涵[J]. 全球教育展望， 2016， 45（4）： 10～24.

[2][4]楊玉琴， 倪娟. 深度學(xué)習(xí)： 指向核心素養(yǎng)的教學(xué)變革[J]. 當(dāng)代教育科學(xué)， 2017， （8）： 43～47.

[3]楊玉琴， 倪娟. 學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)目標(biāo)： 科學(xué)研制與準(zhǔn)確表達(dá)[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2019， （3）： 1～7.

[5]中華人民共和國(guó)教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S]. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2012.

[6]江蘇省教研室“教學(xué)新時(shí)空名師課堂”走進(jìn)鹽城活動(dòng)簡(jiǎn)報(bào)[EB/OL]. （20191231）[20200427]. http：//hx.jssjys.com/Html/Article/4078/.