深度学习初中生化学实验探究的关键

戴林林

摘   要：深度学习是学生学科素养形成的重要途径，教师在初中化学实验教学过程中通过帮助学生认识深度学习的重要性，引导学生在动手实验的过程中探究化学知识，理解运用化学知识，培养学生科学探究的初步能力，实现化学学科的深度学习。

关键词：深度学习;化学实验;探究知识

深度学习近几年受到中学生的青睐，不少学生已经体会到深度学习带来的学习方式的变革和学习效果的提高，许多中学生已经感受到深度学习才是真正的学习。随着立德树人教育根本任务在课堂教学过程中的落实，不少教师在教学实践中已经体会到学生学科深度学习，核心素养才能够得到真正提高。初中化学教学旨在培养学生的科学素养，要求教师指导学生掌握科学探究的基本方法，引导学生在科学探究的过程中形成初步的科学探究能力，为学生适应高中学习和未来社会发展打好基础。实验是初中化学课程的重要特点，也是学生化学学习的重要手段，教师通过化学实验培养学生探究知识的方法和能力，需要引导学生进行深度学习。

1  引导学生认识化学实验中深度学习的意义

化学是以实验为基础的学科，大量的初中化学实验与学生生活紧密相联。学生通过化学实验，可以掌握知识、理解知识、运用知识，伴随着知识探究的化学实验，还能够帮助学生树立基本的科学研究思想，掌握基本的科学研究方法，实现化学知识的深度学习。学生在化学实验的过程中借助已有的化学知识，主动积极建构化学知识，合理地迁移知识，解决实际问题，完成挑战性的学习任务，提升自身的化学学科核心素养。学生运用化学实验的方式进行探究活动，能够做到宏观辨识与微观探析相结合，能够理解化学变化与化学平衡的思想，能够根据已有的证据，提出物质组成、结构及其变化的可能性的假设，训练自己的逻辑思维，提高推理能力。实验过程中，依据认识对象的要素及要素之间的关系分析，揭示认识对象的本质特征，建构认知模型，借助模型解决综合性实际问题，获得结构性化学知识。这样的深度学习，有利于学生在正确的化学思想指导下形成解决问题的思路、选择解决问题的方法;有益于学生创新意识、科学态度与社会责任的形成;有益于实现化学学科价值。学生通过化学实验进行知识探究活动，置于学生化学学习的主体地位，调动学生化学学习的主动性、积极性，转变学生死记硬背等不良学习方式，其学习过程更强调深入理解运用知识，其学习结果更强调学科素养的形成与发展。

2  引导学生实验探究化学知识过程中深度学习

深度学习要求学生积极主动地加强知识之间的联系与构建，迁移与运用知识于实际问题的解决。化学实验中深度学习不仅是操作中探究知识，更重要的是观察物质性质及其变化的相关现象，注重批判理解，对实验中的各种现象进行质疑。运用批判性思维思考物质性质及其变化，微观深入分析思考物质现象及其变化发展的原因，加深对知识的综合和理解运用，这样可以避免死记硬背等浅层次学习的现象。化学实验探究与学生生活中的化学现象密切相关，学生能够把生活知识运用到化学实验探究之中，也能够把化学知识运用到生活现象之中解决实际问题，实验探究中的深度学习具有综合性。

2.1  开展生活化学探究小实验中深度学习

运用化学小实验解决生活中的一些问题，不仅探究知识，还可以运用知识解决实际问题，提高学生化学学习的兴趣，体验化学学科价值。初中化学教材增加了不少学生生活小实验，学生通过做这些化学生活小实验可以培养自己知识探究能力和创新精神，如家庭水壶或者热水瓶清除水垢、用燃烧的办法鉴别服装面料是羊毛织物还是化纤织物。深度学习的生活探究小实验，要注意引导学生探究其化学原因、问题中包含的化学原理、解决问题的化学办法。如家庭中清除水垢的小实验，不仅要求学生了解水垢形成的原因：硬水中含有钙（Ca）镁（Mg）盐类等矿物质，加热硬水沸腾，会沉淀出难以溶解的水垢，水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钙、铁锈 等。还要学生知道除水垢的方法：家庭除水垢的方法要注意对人体无害，主要使用热胀冷缩脱落水垢、口罩吸附水垢、磁铁的方法;运用酸碱中和反应原理，如食醋加热、煮山芋、煮鸡蛋、土豆皮、柠檬切片、小苏打比较普遍、简单;还有使用水垢清洁剂，既安全又环保。

2.2  探究化学实验中环保的方法实现深度学习

大多数教师在化学实验教学中有关环境保护方面只是给学生一个废液回收容器，要求学生对收集的废液稍作化学处理，有的老师甚至沒有要求学生进行废液处理就倒掉了;学生完成实验后把实验仪器清洗以后放回原处，整理干净实验台就好了。这样做既不利于对学生进行环保教育，又不能达成实验环保的深度学习。我国环境保护中大量运用化学原理，教师有责任、有义务利用化学实验教育学生履行环境保护的义务，这是公民应该具备的意识。首先要求学生懂得运用物质化学性质、原理，储存实验用药品，如密封储存浓盐酸，防止氯化氢气体挥发带来大气污染;用棕色瓶子避光储存硝酸，防止硝酸见光分解产生的气体污染空气。其次学生实验过程中尽量减少试剂以及化学反应对环境造成的污染，根据试剂的化学性质，运用化学原理，妥善处理实验过程中废物，采取相应的措施避免污染环境。指导学生化学实验过程中在不影响实验效果的情况下，尽量少用试剂，减少排放废弃物，利用化学原理探究废弃物处理办法，尽可能变废为宝。如学生分组实验制取氧气。高锰酸钾分解残留的固体二氧化锰，不要丢弃掉，可以将其作为氯酸钾分解的催化剂;锰酸钾可以作为钾肥，用于花草树木的根系施肥;也可以用于医药制品的原材料等。但是要求学生探究这些环境保护、废物利用的化学原理及其运用实际的意义，借此机会要求学生研究家乡河水污染的原因、治理的化学方法等。这样既能够对学生进行环保教育，帮助学生探究知识，又能够实现实验过程中化学知识的深度学习。

2.3  开展对比化学实验探究知识实现深度学习

教师让学生在化学实验探究中实现深度学习，就要设计引发学生深度思考的实验情境。初中化学中的许多实验具有对比性，为了一个实验结果，可以有多种实验方式，不同实验方式运用的化学原理不同，有助于学生化学深度学习。如实验室制取CO2，可以安排学生分组实验，但是不同小组使用不同方式，然后小组代表交流实验过程中观察到的现象、发现的问题、实验结果、实验原理等，比较使用不同实验装置的优缺点。如让几个小组分别进行Na2CO3粉末与稀HCl反应制取CO2;Na2CO3粉末与稀H2SO4反应制取CO2;石灰石与稀HCl反应制取CO2;石灰石与稀H2SO4反应制取CO2。在四个小组交流完实验情况以后，让大家讨论实验室制取CO2选用哪组实验方式最好，说说其中的化学原理。学生通过实验操作、细心观察、深入思考、辩论讨论等探究过程，不仅理解掌握CO2的实验室制法，而且可以从对比实验中学会如何优化实验。

化学实验探究知识过程中的深度学习摒弃只背诵概念、原理、步骤、刷题的浅层学习方式。强调主动积极地面向实际问题，结合自己已有知识和生活经验，深入理解运用化学知识，提高学生结构化化学知识的能力。