深度學(xué)習(xí)視野下的初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)探析

【摘要】基于深度學(xué)習(xí)視野開展初中化學(xué)有效實(shí)驗(yàn)，有利于豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)理念，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。基于深度學(xué)習(xí)視野有效地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要在課堂導(dǎo)入時(shí)做好深度準(zhǔn)備；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)做好深度探究；實(shí)驗(yàn)完成時(shí)做好應(yīng)用的深度思考；課堂總結(jié)時(shí)做好深度梳理；課后拓展時(shí)做好深度延伸。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)? 初中化學(xué)? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.8 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2023）05-0196-03

深度學(xué)習(xí)是相對(duì)于淺層學(xué)習(xí)來說的一種學(xué)習(xí)模式，是有意義的學(xué)習(xí)。這意味著學(xué)生在課堂上真正有價(jià)值地學(xué)習(xí)，并有能力在實(shí)踐中運(yùn)用所學(xué)。深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)是使學(xué)生在獲得豐富的認(rèn)知體驗(yàn)中理解和掌握知識(shí)，從而發(fā)展他們的能力[1]。基于深度學(xué)習(xí)的視野來開展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加有效。

1.基于深度學(xué)習(xí)視野開展初中化學(xué)有效實(shí)驗(yàn)的意義

1.1有利于豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

教師在教學(xué)中可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行不同的教學(xué)設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)來鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力，豐富課堂內(nèi)容，幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)知識(shí)[2-3]。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇不同的教學(xué)方式，例如在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析時(shí)可以采取多媒體技術(shù)來進(jìn)行教學(xué)。教師可以將一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用動(dòng)畫、圖片等形式展示給學(xué)生，讓學(xué)生了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的變化和原理。除此之外，教師還可以設(shè)計(jì)一些趣味小實(shí)驗(yàn)，如，將兩個(gè)相同的小燒杯同時(shí)放入水中，觀察水有何變化，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)。通過這樣的方式可以讓學(xué)生在輕松、快樂的氛圍中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提高他們對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的積極性。

1.2有利于轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)理念

傳統(tǒng)教學(xué)中教師是知識(shí)的傳授者，學(xué)生是知識(shí)的接受者。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生缺乏獨(dú)立思考能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)精神，課堂上教師說什么就聽什么，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏興趣，只會(huì)將化學(xué)理論知識(shí)死記硬背下來。而深度學(xué)習(xí)模式下，教師起到引導(dǎo)的作用，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生參與其中。比如在人教版化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)“實(shí)驗(yàn)探究：氧氣的性質(zhì)”的教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生根據(jù)自己的理解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過實(shí)驗(yàn)探究氧氣的性質(zhì)。老師可以選擇幾個(gè)具有代表性的實(shí)驗(yàn)方案讓學(xué)生進(jìn)行分析和比較，讓學(xué)生去思考和討論每個(gè)方案存在的優(yōu)勢(shì)和不足。在這種情況下，學(xué)生就會(huì)主動(dòng)參與到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中來，教師也能看到學(xué)生不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)。所以教師在教學(xué)中要轉(zhuǎn)變?cè)械慕虒W(xué)觀念，把自己當(dāng)作是一個(gè)參與者而不是知識(shí)的傳授者。教師要尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，讓學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主人。

1.3有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用深度學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生主動(dòng)掌握化學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中擁有更多的主動(dòng)權(quán)，使其在學(xué)習(xí)中形成一種良性循環(huán)[4]。具體來說，教師在教學(xué)過程中需要為學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的環(huán)境與條件，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中成為主動(dòng)學(xué)習(xí)的主體。例如，在講解“鎂在空氣中的燃燒”這一節(jié)知識(shí)時(shí)，教師可以為學(xué)生提供一些小實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生自由發(fā)揮。比如給學(xué)生提供幾根鎂條、火柴、實(shí)驗(yàn)容器，并將實(shí)驗(yàn)材料分別放入實(shí)驗(yàn)容器中。這時(shí)教師可以提出相關(guān)問題讓學(xué)生進(jìn)行思考：“當(dāng)鎂條在空氣燃燒時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？”“如果想要更好地觀察鎂在空氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，應(yīng)該如何做？”

2.基于深度學(xué)習(xí)視野開展初中化學(xué)有效實(shí)驗(yàn)的策略

如何基于深度學(xué)習(xí)視野有效地開展化學(xué)實(shí)驗(yàn)？為了更好地說明該問題，本文以人教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)中的“二氧化碳的制取和性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行闡述。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握二氧化碳的制取方法和性質(zhì)特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)是二氧化碳的制取，要求學(xué)生基于化學(xué)反應(yīng)式懂得實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和安裝。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)是二氧化碳的性質(zhì)探究，要求學(xué)生能自主設(shè)計(jì)驗(yàn)證二氧化碳性質(zhì)的方法。要想讓這樣的實(shí)驗(yàn)真正深度地、有效地實(shí)施，需要在課堂導(dǎo)入時(shí)做好深度準(zhǔn)備；實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)做好深度探究；實(shí)驗(yàn)完成時(shí)做好應(yīng)用的深度思考；課堂總結(jié)時(shí)做好深度總結(jié)。

2.1課堂導(dǎo)入：調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，為有效實(shí)驗(yàn)做好深度準(zhǔn)備

多數(shù)學(xué)生在初中化學(xué)學(xué)習(xí)之前未曾真正接觸過化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的、方法、原則等一概不知，處于一種茫然狀態(tài)。但是，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)所針對(duì)的化學(xué)現(xiàn)象，學(xué)生卻可能有著相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)，比如醋會(huì)讓雞蛋變軟、二氧化碳與全球氣候變暖有關(guān)、發(fā)芽變黑的馬鈴薯有毒等。在實(shí)驗(yàn)課堂導(dǎo)入時(shí)，教師可以利用做游戲、講故事、提問題等不同的手段，盡量利用學(xué)生既有的生活經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，創(chuàng)設(shè)起相應(yīng)的生活情景，引發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行深度的思考，激發(fā)其參與實(shí)驗(yàn)的欲望，為即將進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)做好深度準(zhǔn)備，也為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行提供前期心理保障。

對(duì)于“二氧化碳的制取與性質(zhì)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及的主要實(shí)驗(yàn)對(duì)象“二氧化碳”，從化學(xué)原理上學(xué)生并不了解，但生活經(jīng)驗(yàn)中接觸得并不少。所以實(shí)驗(yàn)課堂導(dǎo)入時(shí)，教師可以用“猜一猜”的活動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入情景：植物生長離不開它，消防滅火離不開它，全球變暖主要因?yàn)樗瑒?dòng)物呼出的主要有它，猜猜它是什么？教師可以讓盡量多的學(xué)生分享自己的答案，并說出理由。一般而言，基于生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生大多數(shù)能很快猜到“它”是“二氧化碳”。待學(xué)生大都認(rèn)定答案為“二氧化碳”之后，教師可以進(jìn)一步追問：“植物生長為什么需要二氧化碳？二氧化碳為什么能滅火？二氧化碳為什么會(huì)導(dǎo)致全球變暖？”這一串問題的追問，會(huì)引發(fā)學(xué)生進(jìn)行深度思考，激發(fā)起學(xué)生動(dòng)手探究的欲望，從而為接下來有效開展“二氧化碳的制取和性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。

2.2實(shí)驗(yàn)進(jìn)行：圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生做好深度思考

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，教師可以圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，設(shè)計(jì)系列引導(dǎo)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)開展問題探究活動(dòng)。探究和解決問題的過程也就是實(shí)驗(yàn)的過程，找到問題答案之時(shí)，也就是實(shí)驗(yàn)得以有效完成之時(shí)。

就“二氧化碳的制取和性質(zhì)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)來說，教師可以先給出一串問題：“二氧化碳如果在空氣中消失了會(huì)怎么樣？二氧化碳和空氣在密度上誰更大？”接著再拋給學(xué)生相關(guān)問題：“空氣中如果沒有二氧化碳會(huì)怎樣？二氧化碳如何制取？”并給出二氧化碳制取的化學(xué)反應(yīng)式“CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑”，讓學(xué)生以小組為單位，基于以上問題進(jìn)行思考和討論，進(jìn)一步激發(fā)探究欲望。然后指導(dǎo)學(xué)生基于教材介紹先對(duì)二氧化碳知識(shí)進(jìn)行淺層學(xué)習(xí)，對(duì)二氧化碳有了初步的認(rèn)知之后，再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)二氧化碳制取反應(yīng)式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并按規(guī)范安裝實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1所示），實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳知識(shí)的深度學(xué)習(xí)。

在制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)完成后，各小組的學(xué)生均制取了一定量的二氧化碳，接下來就要引導(dǎo)他們進(jìn)一步基于問題深度探究二氧化碳的性質(zhì)。比如，前面提到消防隊(duì)員用二氧化碳滅火，說明二氧化碳具有不可燃燒的性質(zhì)，那如何證明二氧化碳的這種性質(zhì)呢？實(shí)驗(yàn)要如何設(shè)計(jì)呢？學(xué)生以小組為單位基于這樣的問題開始探究，一般能很快想到實(shí)驗(yàn)辦法。比如，某小組就想到：用一炷燃燒著的煙香伸入二氧化碳中，如果煙香在二氧化碳中停止燃燒，就證明了二氧化碳具有不可燃燒的性質(zhì)。又比如，空氣中的二氧化碳密度比空氣大還是小？如何驗(yàn)證？學(xué)生很快想到了曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)——體積相等的情況下，密度越大，質(zhì)量就越大。于是想到了在天平兩端各放一個(gè)燒杯比較同體積的空氣和二氧化碳質(zhì)量，進(jìn)而確定誰的密度更大的實(shí)驗(yàn)方案。

不難看出，以上問題引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了深度的思考和探究，讓學(xué)生自主地完成了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和探究，實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)，并確保了實(shí)驗(yàn)的有效甚至高效。

2.3實(shí)驗(yàn)完成：應(yīng)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)解決生活問題，實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)深度內(nèi)化

實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)中獲得了相應(yīng)的知識(shí)。但是，靠教材和實(shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)還停留在外層記憶中，一般不夠牢靠。學(xué)生只有聯(lián)系生活實(shí)踐來對(duì)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用思考或應(yīng)用實(shí)踐之后，才會(huì)真正將知識(shí)深度內(nèi)化，從而發(fā)展出靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決生活問題的能力。這樣一來，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才具有長效性。

上述實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對(duì)有關(guān)問題進(jìn)行深度思考和探究之后，對(duì)二氧化碳的不可燃燒這一性質(zhì)有了較清晰的認(rèn)知。接下來就應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)他們進(jìn)一步思考：人進(jìn)入充滿二氧化碳的環(huán)境中會(huì)怎么樣？學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)，馬上知道二氧化碳密度過大的環(huán)境中人會(huì)缺氧，會(huì)有生命危險(xiǎn)。在此背景下，教師可以向?qū)W生介紹山洞探險(xiǎn)的故事，讓他們循故事情節(jié)進(jìn)一步思考和探究：幾名探險(xiǎn)人員進(jìn)入地下山洞探險(xiǎn)，里面很可能充滿二氧化碳，如果貿(mào)然進(jìn)入，會(huì)有生命危險(xiǎn)。為確保步步安全，探險(xiǎn)人員們應(yīng)當(dāng)怎么做？讓學(xué)生圍繞這個(gè)問題展開討論。很快，學(xué)生基于前面的實(shí)驗(yàn)成果提出了方案：可以帶著火把進(jìn)入，如果火把熄滅，就意味著二氧化碳濃度變大，探險(xiǎn)人員就應(yīng)當(dāng)立即撤出。很顯然，學(xué)生已經(jīng)懂得利用二氧化碳的性質(zhì)解決生活問題。在此基礎(chǔ)上，教師可以進(jìn)一步向?qū)W生介紹另外的檢驗(yàn)方式——利用二氧化碳會(huì)讓石蕊變紅的特點(diǎn)，探險(xiǎn)隊(duì)員隨身攜帶涂有石蕊的試紙，當(dāng)發(fā)現(xiàn)試紙變紅時(shí)，就立刻退出以確保生命安全。

通過上述生活應(yīng)用探究，學(xué)生對(duì)二氣化碳的性質(zhì)的認(rèn)知也就從理論到了應(yīng)用。有了生活應(yīng)用的支持，學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解也就有了較好的升華，利用化學(xué)知識(shí)解決生活問題的能力也得到了一次良好的訓(xùn)練和發(fā)展。

2.4課堂總結(jié)：回憶實(shí)驗(yàn)成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂的深度梳理

進(jìn)入課堂總結(jié)階段，教師可以引導(dǎo)學(xué)生一起回顧實(shí)驗(yàn)收獲，梳理實(shí)驗(yàn)過程中獲得的相關(guān)知識(shí)。可以采用概念圖或思維導(dǎo)圖的方式總結(jié)二氧化碳的性質(zhì)，具體涉及以下知識(shí)內(nèi)容：（1）二氧化碳制取的化學(xué)反應(yīng)式為“CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑”。（2）二氧化碳常溫下以氣體形式存在，無色無味，可通過視覺和味覺驗(yàn)證。（3）二氧化碳密度大于空氣，所以地窖或地下山洞中常有二氧化碳聚集。可以在天平上用兩個(gè)同容積的燒杯來驗(yàn)證。（4）二氧化碳本身不燃燒，也不支持燃燒。可用燃燒著的煙香或帶火星的木條伸入二氧化碳進(jìn)行驗(yàn)證。（5）二氧化碳可以讓石蕊由紫色變成紅色，因此可用石蕊來檢測(cè)二氧化碳的存在。

為確保效果，以上知識(shí)內(nèi)容的梳理盡量讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)完全靠記憶書寫，而不是逐條地從書上摘取。在充分熟悉以上內(nèi)容后，還應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生用自己的話來復(fù)述。這樣操作之后，學(xué)生才算真正實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂深度總結(jié)，并且真正地消化了實(shí)驗(yàn)過程中獲得的知識(shí)。

2.5課后拓展：調(diào)查生活中的化學(xué)，實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)知識(shí)應(yīng)用的深度延伸

實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)，可以給學(xué)生布置一些實(shí)踐性的拓展作業(yè)，比如讓學(xué)生調(diào)查生活中的化學(xué)應(yīng)用場景，明確相關(guān)生活場景所用到的化學(xué)知識(shí)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)知識(shí)應(yīng)用的深度延伸。上述“二氧化碳的制取和性質(zhì)”課結(jié)束時(shí)，就可以讓學(xué)生進(jìn)行一些調(diào)查：（1）生活中哪些地方容易有二氧化碳聚集？（2）生活中還有哪些方面用到二氧化碳？用了二氧化碳的什么性質(zhì)？

讓學(xué)生調(diào)查并撰寫簡單的調(diào)查報(bào)告，并在班級(jí)中交流分享。這樣一來，學(xué)生在調(diào)查成果的相互分享中獲得知識(shí)視野的擴(kuò)展，進(jìn)一步了解到了二氧化碳在生活中的應(yīng)用，比如碳酸飲料、人工降雨等等。這樣的課后拓展，就使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果得到進(jìn)一步放大，學(xué)生會(huì)有更好的獲得感和成就感。

3.結(jié)語

基于深度學(xué)習(xí)的視野開展初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)初中化學(xué)教學(xué)有積極的價(jià)值。要想較好地增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師需要注意把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，注意在課堂導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行、實(shí)驗(yàn)完成、課堂總結(jié)和課后拓展各階段引導(dǎo)學(xué)生開展深度的思考和探究，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)化學(xué)知識(shí)從不知到熟知，再從熟知到應(yīng)用，確保化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益最大化，確保實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)完美實(shí)現(xiàn)。

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作者簡介：

陳俐（1982年—），女，漢族，貴州金沙人，本科學(xué)歷，中小學(xué) 一級(jí)教師，研究方向：初中化學(xué)教育教學(xué)。