基于深度学习理念的教学实践与探索

张丽群

摘 要：通过对深度学习的认识和“氢氧化铝的制备和性质”课堂教学实践与反思，探索在化学课堂教学中如何基于深度学习的学习理念设计有效的教学环节，培养和提高学生化学学科素养。

关键词：深度学习;化学核心;素养

近年来，深度学习作为一种重要而有效的学习方式和学习理念已引起教师和教学研究群体的普遍关注。作为教师，在课堂教学中引导学生深度学习，认真落实培养学生的学科核心素养是义不容辞的职责。如果说核心素养培养和提高是最终的目标，那么深度学习就是实现这个目标的路径。

一、 深度学习的内涵与特征

深度学习（deep learning）是美国学者Ference Marton和Roger Saljo在1976年提出的，与浅层学习（surface learning）相对应。布鲁姆将教育目标分为六类，从低级到高级分别为：识记（knowledge）、理解（comprehension）、应用（application）、分析（analysis）、综合（synthesis）、评价（evaluation）。浅层学习的认知水平停留在识记和理解两个层面上，深层学习的认知水平则对应后面四个层面，它指在基于理解的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，并将其融入原有的认知结构中去，能够在众多思想间进行联系，并能够将已有的知识迁移到新的情境中，作出决策，解决问题。深度学习的特征包括：批判思维、信息整合、知识构建、迁移与应用、问题解决、协同合作、创造力和想象力，深度学习提倡主动终身。

二、 教学实践案例及实施策略

下面以苏教版必修一“氢氧化铝制备和性质”的教学为例，在课堂教学中渗透深度学习理念。

（一） 精心设计引入环节，激发学生学习兴趣，引发学生深度学习

本节课以实验引入，取两杯混浊的水，其中一杯加入白色晶体。一段时间后，加晶体的水变澄清，让学生通过对比，亲身体验，产生好奇心，从而发现想要探知的问题：（1）白色晶体什么？（2）为什么能净水？此时教师展示白色晶体标签是明矾[KAl（SO4）2·12H2O]，指出起净水作用的是其在水溶液中生成了一种新物质氢氧化铝胶体。

（二） 探究氢氧化铝Al（OH）3的制备，引发学生深度学习

1. 学生猜想，设计方案

请学生观察氢氧化铝的组成及物质类别推测需要的试剂，说出反应原理。初中学生对碱很熟悉，所以学生很快能将Al（OH）3归入碱的行列，并想到用含有铝离子（Al3+）的盐和碱反应来制备氢氧化铝Al（OH）3。

2. 实验探究，发现问题

教师提供试剂及仪器：氯化铝溶液、氢氧化钠溶液、氨水、试管、滴管若干。学生根据自己设计分组实验，记录实验现象，并进行解释和整理。

小组1：取一支试管先加入2毫升氯化铝溶液，后滴加氢氧化钠溶液，观察到有白色胶状沉淀。

小组2：取一支试管先加入2毫升氯化铝溶液，后滴加氢氧化钠溶液，观察到有白色胶状沉淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀消失，再滴入氢氧化钠依然没有沉淀。

小组3：取一支试管先加入2毫升氢氧化钠溶液，后滴加氯化铝溶液，观察到少量白色胶状沉淀，振荡很快消失，继续滴加氯化铝溶液沉淀增加，再滴加氯化铝溶液沉淀也不消失。

小组4：取一支试管先加入2毫升氯化铝溶液，后滴加氨水至过量，观察到有白色胶状沉淀。

根据学生实验，大家一致认为白色胶状沉淀就是氢氧化铝，说明氢氧化铝难溶于水。但为什么小组2沉淀会消失，小组3开始没有沉淀后来沉淀又产生了呢？

3. 分析问题，激发学生深度学习

学生讨论分析认为：小组1向2毫升氯化铝溶液，滴加氢氧化钠溶液，发生复分解反应AlCl3+3NaOHAl（OH）3+3NaCl;小组2沉淀消失是因为加氢氧化钠溶液过量，氢氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成了可溶于水的新物质NaAlO2;小组3在氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，由于碱过量氢氧化铝不能存在，直接生成可溶于水的新物质NaAlO2，继续加氯化铝溶液与之反应生成氢氧化铝。小组4在氯化铝溶液中滴加氨水至过量，有白色胶状沉淀，说明可获得氢氧化铝，且氢氧化铝不溶于氨水。此时引导学生归纳制备氢氧化铝的方法并选择合理方案，同时也能得出氢氧化鋁的性质能溶于强碱，但不溶于弱碱。

4. 发现新问题，做出新判断

通过以上分析，学生发现氢氧化铝组成上看似碱，却具有酸的性质，能溶于强碱，那它能溶于酸吗？带着这个问题学生又做了两个实验：a. 在氢氧化铝沉淀中滴加过量的盐酸;b. 在氢氧化铝中通入过量的二氧化碳，发现氢氧化铝能溶于盐酸却不溶于碳酸。于是得出结论，氢氧化铝也能溶于强酸。像氢氧化铝这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物称为两性氢氧化物。于是学生提出我们是否可在偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳来制备氢氧化铝，学生认为可以，教师演示实验，学生发现与自己想法一致。在此基础上引导学生归纳氢氧化铝的制备方法，并比较选择工业制备氢氧化铝的最佳方案。

（三） 基于实验探究，归纳整理氢氧化铝的性质和用途

根据实验事实归纳出氢氧化铝的性质：难溶于水的白色胶状沉淀、两性氢氧化物（能溶于强酸、强碱，难溶于弱酸、弱碱）。此时回到明矾净水实验，理解明矾[KAl（SO4）2·12H2O]净水原理是因为铝离子与水反应生成氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮物使之沉降。那么氢氧化铝还有什么性质，工业上有什么用途？作为氢氧化物，它跟氢氧化铜、氢氧化铁一样可加热分解得到氧化铝，工业上电解氧化铝可得到金属铝，所以氢氧化铝也是生成氧化铝的原料。且氢氧化铝在常温下化学性质稳定，受热分解时大量吸热，放出水蒸气，而且不会产生有毒、可燃或有腐蚀性的气体，因此可用作阻燃剂，利用其与酸反应的性质可用于治疗胃酸过多。教师再次引导学生归纳整理本节课的主要内容，并将所学知识形成知识网络。

三、 基于深度学习理念的教学反思

本节课是基于深度学习理念的课堂教学，不仅是对教学效率的要求，更应是培养学生高阶思维，发展学生化学核心素养的教学。教师从生活实际出发，引导学生通过实验发现问题、建立假设或猜想、设计实验方案、动手实验、观察现象，再发现问题、分析交流、完善实验方案、得出结论。在学生体会解决实际问题的过程中，不仅锻炼了解决问题的能力，更让学生的思维方式、学习方法等方面有了新的改变，在发现异常现象的时候，学会依托已有知识，通过独立思考或合作学习的方式开展学习，培养了学生获取信息、解决问题的能力和批判性思维品质，这样既符合深度学习理念，也有利于培养学生化学核心素养和终身学习的习惯。