万晓芳
摘要 促进学生对化学学科的深度学习,特别是对概念的深度学习,并不是无限延伸化学学习的外延,而是基于化学的学科素养、知识结构和整体特性,在建构、完善、应用概念的过程中精雕细节,引导学生从知识学习走向化学思维品质的提升与情感态度的升华。
关键词 初中化学 精雕细节 深度学习 概念课
一、深度学习的内涵
国家基础教育课程教材研究中心在“深度学习教学改进项目”中提到,深度学习是指在教师引领下,学生围绕具有挑战性的学习主题,全身心积极参与,体验成功,获得发展的有意义的学习过程。深度学习不是简单地加深所学知识的深度,而是让学生学习知识背后的方法、思维方式等,是指向能力及素养的学习。深度学习注重批判理解,强调信息整合,促进知识建构,着重迁移应用,面向问题解决。
二、关于概念的学习
概念是从丰富、具体的事实材料中抽象概括出来的。概念的学习,绝不是简单的记忆,而是需要通过积极的思维活动去理解物质变化的本质。在应用概念去解释化学现象、解决化学问题的过程中,学生不仅对物质变化的认识深入到了本质,而且其抽象思维能力也得到了培养。促进学生对概念的深度学习,不是无限延伸化学学习的外延,而是基于化学的学科素养、知识结构和整体特性,在建构、完善、应用概念的过程中精雕细节,引导学生从知识学习走向化学思维品质的提升与情感态度的升华,最终提高学生的核心素养。
三、课例分析
1.“饱和溶液、不饱和溶液”概念课“浅层学习”的教学样态。
环节1:初步形成概念。
师:在20ml水中第一次加入20g硝酸钾,搅拌,观察现象。
生1:硝酸钾固体消失了,形成溶液。
师:继续加10g硝酸钾,搅拌,观察现象。
生2:烧杯底部还有硝酸钾剩余,不能再溶解。
小结:此时形成的就是硝酸钾的饱和溶液。
师:什么是饱和溶液?什么是不饱和溶液呢?
生3:不能再溶解溶质的溶液叫做饱和溶液,还能再溶解溶质的溶液叫做不饱和溶液。
通过实验,初步形成概念,但不完善。
环节2:完善概念。
师:在定义饱和溶液和不饱和溶液時,一定要注意两个前提:(1)一定温度下;(2)一定量的溶剂。为什么?我们通过实验来看一下!
师:若在得到的硝酸钾的饱和溶液(有硝酸钾剩余)中加水,我们会看到剩余的硝酸钾能继续溶解,此时可能就已形成硝酸钾的不饱和溶液了。
师:若给硝酸钾的饱和溶液(有硝酸钾剩余)加热,观察现象。看到剩余的硝酸钾也能继续溶解,此时可能就已形成硝酸钾的不饱和溶液了。
小结:可见,要定义“饱和溶液、不饱和溶液”时,一定要注意两个前提。否则,饱和溶液与不饱和溶液之间会相互转化。
再次通过实验及对现象的分析,完善概念。
环节3:应用概念。
师:在60℃时,硝酸钾的饱和溶液是指( )。
A.有硝酸钾剩余固体的溶液
B.含有硝酸钾较多的溶液
C.不能再溶解氯化钠的溶液
D.60℃时,在一定量的溶剂里加入硝酸钾,硝酸钾不能再继续溶解的溶液
学生通过分析回答问题,应用概念,从而巩固概念。
2.课例分析。
按照布鲁姆的认知目标分类,学习的最底层是“知道”,即一般性学习的“整体感知”环节:环节1中,通过实验,学生整体感知溶液的两种状态——饱和与不饱和。第二层是“理解”,即学习者在学习中能够领会学习内容的主要意义和核心思想,是一般性学习的“主体环节”:环节2中,继续通过实验,学生基本领会饱和溶液和不饱和溶液的概念的主要意义和核心思想。第三层是“应用”,即学习者能够将习得的知识加以应用,是一般性学习的“应用概念”环节:环节3中,学生利用所学知识进行基本的应用。以上“浅层学习”的教学样态即为一般性学习,它所能达成的目标仅局限于此。
而我们的深度学习,是要引导学生在一般性学习的基础上,有更深入的学习和发展。布鲁姆的认知目标的第四层级是“分析”,即学习者能够掌握知识与知识之间的联系;第五层级为“评价”,即学习者能够结合已经内化的知识,依据客观标准对其他事物进行评估与判断;第六层级为“创造”,即学习者能够利用已有知识进行创造。总之,高阶思维目标的设定,直接指向学生的深度学习。
那么,如何在本节概念课中达成高阶思维目标?如何促进学生的深度学习呢?
四、精雕细节,促进学生的深度学习
1.在建构概念的过程中精雕细节。
(1)建构过程。
师:在20ml水中加入约20g硝酸钾晶体,静置。
师:硝酸钾“消失”了吗?
生4:没有。
师:怎么办?
生5:搅拌一下,让晶体溶解。
师:搅拌。请同学们静思:你认为搅拌的作用是什么?
生6:观察到硝酸钾很快“消失”了。
师:再加入约10g硝酸钾,搅拌很长时间,你观察到什么?
生7:观察到还有很多硝酸钾晶体剩余。
师:这现象说明了什么?
生8:此时,硝酸钾在20ml水中的溶解是有限度的。
师追问:你认为搅拌的作用是什么?
生9:仅能加快硝酸钾的溶解速度,但不能增大硝酸钾的溶解能力。
师:此时所形成的溶液即为硝酸钾的饱和溶液,即不能再溶解该溶质的溶液叫做该溶质的饱和溶液。之前的溶液为硝酸钾的不饱和溶液,即还能再溶解该溶质的溶液叫做该溶质的不饱和溶液。
师:从得到的硝酸钾的饱和溶液中倒出一部分于试管中,试管中的溶液是什么状态的溶液?为什么?
生10:是饱和溶液。因为溶液是均一稳定的。
师:若从一瓶盛有硝酸钾溶液的试剂瓶中倒出一部分于试管中,试管中的溶液是什么状态?如何判断?
生11:不确定。但可通过添加新的硝酸钾来做判断:若不能再溶,则为饱和溶液,若还能再溶,则为不饱和溶液。
(2)精雕细节。
细节1:搅拌。在实验过程中巧妙地将“静置”与“搅拌”对比,并设计有一定思维价值的问题,让学生深刻体会和感悟到“搅拌”的作用:仅能加快硝酸钾的溶解,但不能增大硝酸钾的溶解能力。这一细节的呈现与处理,使学生不仅仅停留在浅层的学习即零散、孤立、当下所学的知识上,而是建立新旧知识间的联系,并以此促进学生掌握复杂概念和深层的、整体性的知识。
细节2:“变式”的应用。变式就是指概念正例的变化。在初步形成概念之后,笔者借助了两个变式。其中第一个变式是,将得到的饱和溶液倒出一部分于试管中,判断溶液的状态,这是对上一节课溶液的概念的一个深入理解,起到了巩固旧知的作用;第二个变式是,从盛硝酸钾的溶液的试剂瓶中倒出一部分溶液于试管中,判断溶液的状态,这是对刚形成的“饱和溶液、不饱和溶液”概念的一个深入理解,起到了初步应用的作用。在教学中通过对不同的变式进行比较,突出概念正例的关键特征,舍弃其他无关特征,学生获得的概念可以更精确、稳定和易于迁移。因此,在教学中应重视利用变式和比较的方式,使学生对概念的理解更清晰、更准确。
2.在完善概念的过程中精雕细节。
(1)概念的完善过程。
师:之前得到了硝酸钾的饱和溶液(有硝酸钾固体剩余),如何将剩余的固体溶解掉?你有何良策?
生12:可以加水。
师:为什么?
生13:根据生活经验,再加水,应该可以将剩余的硝酸钾固体再溶解掉。
师:能更科学地来说明吗?
生14:比如,100g水中最多可以溶解10g糖,那么再加100g水,就应该可以再溶解掉10g糖。
师:太厉害了!可见,加水可以增加物质溶解的量。
师追问:但能不能增大物质的溶解能力的大小呢?
生14陷入深思……
师:不急。通过后续的学习,你定能找到答案!
师:还有什么良策?
生15:可以加熱。
师:加热硝酸钾的饱和溶液(有硝酸钾固体剩余),观察现象。
生16:剩余硝酸钾“消失”了。
师:为什么?
生17:加热之后,感觉到硝酸钾的溶解限度增大了。
师:对了!在水不变的情况下,进行加热,硝酸钾的溶解能力确实变大了。可见,改变温度,能改变物质的溶解能力的大小。
将得到的热的硝酸钾溶液放入冷水浴中,备用。
师:在这个过程中,我们看到,改变溶剂的量,改变温度,饱和溶液与不饱和溶液之间是会发生转化的。所以在定义饱和溶液和不饱和溶液时,一定要明确两个前提:①一定温度下;②一定量的溶剂里。
(2)精雕细节。
对“加水”“加热”这两个途径深入研究。通过实验,通过追问,通过学生的科学说明,甚至通过推测,引起冲突、引发思考,学生深刻领会到了“加水”只能增加物质溶解的量,而“加热”才能影响物质的溶解能力。这也为接下来帮助学生理解溶解度的概念打下了基础。更重要的是,在将事实变为原理概念的过程中,笔者牢牢抓住了“饱和溶液”这一概念的“前概念”,也就是其本质内涵:①一般来说,物质是有一定的溶解限度的(即溶解能力);②影响物质溶解能力大小的因素到底是什么。
可见,深度学习的过程更像“U”字而非一条直线,深度学习有反思、有探索、有顿悟、有下沉、有上浮,不是停留在知识本身,而是着重在对知识的体验和探究,以及知识带来的意义和成就感。
因此,教师的深度教学并不是把简单问题复杂化,而是引导学生从知识学习走向知识的系统意义和化学思维、思想的学习,这就需要在教学内容的核心处让学生深切体验、深度思考,从而获得其中隐含的化学思想、方法和思维方式。
3.在应用概念的过程中精雕细节。
(1)概念的应用过程。
师:用“图示”的方法来回顾我们今天的整个实验过程:
师追问:⑤中的溶液是什么状态的溶液?⑤中的晶体是怎么来的?为什么?剩余的溶液是什么溶液?为什么?⑤的溶液中溶质、溶剂、溶液的量与③比较有何不同?试比较④与⑤中溶液的“浓”与“稀”。
学生思考,并一一回答。
(2)精雕细节。
细节1:“图示”法。
在概念的应用环节中,借助“图示”,回顾了贯穿整堂课的实验,也借助“图示”,直观、形象地梳理了本节课的每一个环节。这一细节的设计,同样体现了学生的深度学习。深度学习强调知识、信息的整合,即提倡将新信息与已知知识概念和原理联系起来,并整合到原有的认知结构中,从而引起对新旧知识的理解、长期保持和迁移应用。焦耳在《学习的本质》一书中谈到,理解的支撑点之一就是“图示”。相比语言,“图示”在某些学科中具有重要的地位,它既能把一系列信息具体化,又能对一系列信息进行总结和概括。“图示化”的学习能让学生的知识“结构化”,更有利于知识的迁移和应用,有利于知识的长期保持。同时,教师常常采用“图示化”的教学方法,还能教会学生如何思考、如何解决问题。
细节2:“追问”法。
问题是课堂教学的核心和动力,起着“串联”课堂、使课堂走向高潮的作用。实际上,课堂不断前进的过程就是学生对一个个问题解决的过程。通过一系列的追问、对“图示”由浅入深的分析,学生的思维一步步深入,最终达到高阶思维的目标。可见,深度教学不是对知识的表层教学和机械训练,也不是无限增加知识的量和知识的难度,而是基于知识的内在结构和整体性,引导学生从知识学习走向化学学科思维和系统意义的理解和掌握。从更深的层次看,深度教学更应该给予学生认识世界和解决问题的独特、正确的思维方法和逻辑。
(作者单位:江苏省锡山高级中学实验学校)