聚焦深度學習 助力化學實驗教學

謝玲星

摘要：化學是一門在九年級才開設的新課程，是微觀世界和宏觀世界、理論和實際的有機結合，對學生的抽象思維能力有著較高的要求.在以往的初中化學教學中，受教學時間有限、教程短等因素的影響，不少內容的講授都停留在淺層，影響化學學科核心素養的發展，因而深度學習應運而生.以滬教版教材中的“酸堿中和反應”為例，以如何通過聚焦深度學習助力化學實驗教學為研究對象，分享個人教學案例.

關鍵詞：深度學習;化學實驗教學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2024）11-0113-03

深度學習最早起源于布魯姆的目標教學，通常認為知道、領會和運用這三個層次屬于淺層學習范疇，分析、綜合和評價這三個層次則歸屬于深度學習范疇.九年級作為初中階段的最后一個學年，是幫助學生形成關鍵能力、必備品格與樹立正確價值觀念的關鍵時期.實驗教學作為初中化學教學中的重要組成部分，教師需聚焦深度學習為實驗教學提供更多助力與支持，帶領學生高效學習化學知識，透徹理解化學原理，增強思維能力[1].

1 教學背景分析

1.1 教材分析

“酸堿中和反應”以學習常見酸與堿的性質及用途為前提.學生在已經初步學會基于微觀角度研究溶液中的微粒的基礎上，進一步探究酸與堿之間發生中和反應時微粒的組合與變化情況，以此理解中和反應的微觀實質，知道中和反應在現實生活中的應用原理，為后續學習鹽類化學性質、用途和中和滴定實驗奠定基礎.

1.2 學情分析

學生通過對前面內容的學習，已經了解一些常見酸和堿的結構、性質和用途，以及酸堿指示劑的顏色變化規律，會通過對比法完成實驗，還會根據實驗現象有無明顯變化判斷出反應是否發生.但是稀鹽酸和氫氧化鈉溶液發生的中和反應不會出現明顯現象，所以教師應引領他們基于酸堿指示劑的變色規律展開分析和思考，且借助pH計傳感器、信息技術等手段探究酸堿發生中和反應的實質.借此培養學生的實驗能力和邏輯推理能力，使其掌握歸納學習的方法，促進深度學習，初步建立起微粒觀[2].

2 教學目標設計

（1）通過實驗探究活動明確酸與堿之間會發生中和反應，構建物質的變化觀，培養敢于提出問題、大膽創新和實踐的科學精神.

（2）利用實驗驗證猜想培養科學探究意識；訓練制定和評價實驗方案的能力，會采用控制變量與對比的實驗方法，體驗由感性至理性、由現象至本質、由宏觀至微觀、由個別至一般的科學思維.

（3）利用現代教育技術拓展學生的視野，了解酸堿中和反應的實際應用；知道化學同人類生產、生活與健康的密切聯系，體會到化學在社會中的作用和價值.

3 教學過程設計

3.1 運用趣味導入方式，激起學生學習興趣

在初中化學課堂教學上，利用趣味、新奇的導入方式，能夠吸引學生的目光，引發學習新知識的熱情.在本節課開始環節，教師拿出魔術道具，是兩瓶裝在透明塑料瓶中的無色溶液.A組是加有1 mL酚酞50 mL質量分數為10%的稀鹽酸，B組是50 mL質量分數為10%氫氧化鈉溶液.從每瓶溶液中都倒出一半至另外一個空塑料瓶里面，讓學生從A組溶液中任意選擇一瓶，再從B組溶液中任意選擇一瓶，把A組溶液放到左手里面，B組溶液則放到右手里面，教師則把剩余的兩瓶拿起來，左手拿B組溶液，右手拿A組溶液.之后，教師把右手中拿的溶液慢慢倒入左手溶液中，學生進行同樣的操作.教師手中的兩種溶液混合以后變為紅色，而學生手中的兩種溶液卻沒有發生變化，初步建立物質的變化觀，并對科學探究充滿激情，為深度學習的實現做好鋪墊[3].

3.2 制造實踐探究機會，促進核心知識學習

教師現場演示實驗：把鹽酸溶液滴入到盛有氫氧化鈉溶液的小燒杯里面，引出問題：酸與堿是否會發生反應？教師利用多媒體展示“溫馨提示”化學反應通常伴隨著沉淀、氣體的產生、發光、發熱、變色等現象，這些現象常幫我們判斷一個化學反應是否發生.對于無明顯現象的化學反應，我們通常可以從以下視角進行探究：（1）驗證反應物減少或消失；（2）驗證生成物存在.引導學生從復分解反應的條件分析，氫氧化鈉與稀鹽酸能發生反應，并嘗試寫出反應的化學方程式.結合化學方程式分析該實驗無明顯現象的原因.

學生結合方程式和老師提供的藥品，思考、交流、討論、小組合作設計實驗方案.小組代表分享實驗方案.

方案1：向裝有氫氧化鈉溶液的試管中滴加2～3滴石蕊溶液，再加入稀鹽酸，觀察現象；

方案2：向裝有氫氧化鈉溶液的試管中滴加2～3滴酚酞溶液，再加入稀鹽酸，觀察現象；

方案3：向裝有稀鹽酸的試管中滴加2～3滴石蕊溶液，再加入氫氧化鈉溶液，觀察現象；

方案4：向裝有稀鹽酸的試管中滴加2～3滴酚酞溶液，再加入氫氧化鈉溶液，觀察現象.

與學生共同分析實驗方案，找出最優方案：方案2.

接著，教師指導學生親自動手操作方案2的實驗.教師結合實驗設置問題：向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液里面滴入稀鹽酸，可以看到什么現象？學生根據剛才的觀察得出“紅色慢慢變淡，最后完全消失，變為無色”，借機追問：氫氧化鈉溶液紅色慢慢變淡的原因是什么？學生提出猜想：可能是鹽酸與酚酞反應.也可能是鹽酸與氫氧化鈉反應.追問：如何設計實驗驗證你的猜想.引導學生討論，設計并進行以下實驗：（1）取剛實驗后的溶液于一支潔凈的試管中，繼續滴加酚酞，觀察現象；（2）取剛實驗后的溶液于另一支潔凈的試管中，繼續滴加氫氧化鈉溶液，觀察現象.引出問題：結合實驗現象說明什么事實？學生分析：實驗（1）無明顯現象，說明溶液不顯堿性，氫氧化鈉參加反應；實驗（2）中溶液由無色變成紅色，說明酚酞沒有發生反應.

學生分析與歸納氫氧化鈉溶液漸漸消失的原因，由此說明氫氧化鈉溶液與稀鹽酸之間的確有化學反應發生，然后講述：現在大家已經知道酸和堿之間會發生反應，當滴入稀鹽酸讓溶液顏色剛好變呈現無色，這說明反應達到什么程度？使其簡單思考以后輕松說出“酸與堿之間剛好完全反應”.之后，教師講述：從剛才的實驗得出的結論來說，稀鹽酸與氫氧化鈉溶液之間會發生反應，從滴加酚酞與不滴加的兩種不同情形來看，大家有什么發現？學生綜合分析以后意識到通過滴加酚酞溶液顏色的變化情況能夠判斷出反應的發生與終點，教師加以補充：酚酞在這個實驗中具有指示作用，可以判斷稀鹽酸與氫氧化鈉溶液之間是否發生反應以及反應終點.隨后教師引領學生結合實驗現象寫出表述上述化學反應的方程式，即為：NaOH+HClNaCl+H2O，借此機會布置知識遷移類學習任務，要求他們替換為其他酸堿模仿上述化學方程式寫出幾個類似的化學方程式，如：2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O或者Ca（OH）2+2HClCaCl2+H2O.與其一起歸納，從酸與堿之間反應后生成物質的種類來說，都會產生水.另外一種則是金屬陽離子與酸根離子結合在一起的化合物，由此引出鹽的概念，酸與堿之間發生反應生成鹽與水，揭示中和反應的定義.在本環節中，教師著重培養學生的物質變化觀，利用實驗操作、實踐探究等方式搜集證據和進行推理，增強他們的科學探究意識，使其經歷從無現象到現象明顯，自覺主動地接受酸與堿之間會發生反應，從一種物質擴展至一類物質，從一個反應拓展到一類反應，掌握酸堿中和反應的核心知識[4].

3.3 注重微觀探析安排，真正揭示反應實質

教師給出問題：為什么酸和堿發生反應均會生成鹽和水？告知學生在這一宏觀現象中有著微觀粒子相互作用的通性，同步播放氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應的微觀動畫，要求學生思考問題：氧化鈉溶液與稀鹽酸反應過程中到底有哪些離子真正參與反應？他們結合直觀化的動畫發現在該反應過程中，Na+與Cl-始終沒有發生變化，變化的是鹽酸中的H+與氫氧化鈉中的OH-結合生成H2O，使其順利得出酸與堿發生中和反應的實質是H++OH-H2O，基本反應類型是復分解反應，從能量變化角度來看屬于放熱反應.在這一教學環節中，教師引導學生基于微觀粒子視角形象直觀地理解酸堿中和反應的本質.利用動態化演示讓他們樹立起物質觀、微粒觀與轉化觀，使其微觀探析和宏觀辨識素養得到很好的培養，促進化學學科核心素養的形成[5].

3.4 理論緊密聯系實際，達到學以致用目的

教師在多媒體課件中出示酸堿中和反應在現實生活具體應用的圖片，且加以介紹.如工業上，在硫酸廠廢水中通過加入熟石灰的方式來治理；農業上，通過噴灑熟石灰的方式來治理酸性土壤，達到中和的目的；飲食上，當面食與皮蛋有澀味時可以加入適量的食醋來調味；醫療上，治療胃酸過多的病人時服用主要成分是氫氧化鋁的胃舒平等.要求學生結合所學知識寫出相應的化學反應方程式，或者分析其中的化學原理.接著，教師要求學生根據生活經驗與常識再舉出類似實例，拓展學習空間，使其體會到化學同生活之間的緊密聯系及化學知識的實用性.實現理論同實踐的有機結合，鞏固與深化對酸堿中和反應的認知，自覺樹立社會責任意識，形成端正的化學價值觀[6].

4 結束語

總而言之，深度學習就是學生在教師引導下進行挑戰性學習，極力調動學生在學習活動中的主觀能動性.教師應以深度學習為聚焦點，重新設計與優化實驗教學部分，幫助學生深度掌握酸與堿之間發生中和反應的事實與原理，讓他們深刻理解學習過程，樹立積極向上的學習態度，最終促使其綜合素質得以提升.

參考文獻：

［1］ 馬勇利.新課程背景下初中化學實驗教學探究[J].試題與研究，2023（16）：28-30.

[2] 蘇建偉.新課程標準理念下初中化學實驗教學的探索[J].天天愛科學（教學研究），2023（6）：42-44.

[3] 龔華玉.深度學習視野下初中化學實驗教學探索[J].試題與研究，2023（14）：70-72.

[4] 張清寶.新課標下初中化學實驗教學現狀與改進策略研究[J].當代家庭教育，2023（9）：19-21.

[5] 胡啟勇.利用實驗提高初中化學課堂教學效率的策略[J].新課程，2022（9）：124-125.

[6] 盧艷新.初中化學酸堿鹽教學中的問題及對策[J].當代家庭教育，2021（21）：117-118.

［責任編輯：季春陽］