化学深度学习的问题驱动创设与实施

邓优华

【摘要】笔者通过实验探究浓度、温度、压强对平衡移动的影响，利用层层递进的十二个问题，引导学生进行思考和自主学习，探索指向化学学科核心素养的培养方法、具有探究、体验的深度学习课堂，构建了宏—微—符—曲线的四重表征，较好地解决了它们之间的自由转换。

【关键词】中学化学;问题情境;深度学习;手持技术;问题驱动

深度学习是指在教师引领下，学生围绕着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”教学研究项目以及教学实践的理论价值，不仅在于克服机械学习、浅层学习的弊端，让学生主动、积极地学习;更重要的是，要克服长期以来的种种二元对立，使教师、学生、教学内容（知识）获得高度的统一，使教学内容（人类历史文化、人类认识成果） 实现其本应有的价值，使教师、学生在教学中获得最大发展，使学生能够形成有助于未来可持续发展的核心素养。新教材正式启用后，各地的教材培训中都明确强调，在深化课堂教学改革过程中要积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学。因此，在“化学平衡移动”的教学中，借助真实的生活情境素材来丰富学生的认知体验，通过设计有梯度的问题来启发学生的自主探究，利用手持技术促进学生的核心素养发展，对深度学习进行有益探索和尝试。

一、教学背景

（一）教材分析

“化学平衡移动”是人教版选修四《化学反应原理》第二章第三节的内容，本节课为第一课时。《普通高中化学课程标准（2017年版）》对本部分教学内容要求：通过试验探究，了解浓度、压强、温度对平衡状态的影响;认识化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。新教材将“化学反应速率”和“影响化学反应速率的因素”合并为一节，整体性更强，教学更连贯;新加入“化学反应的调控”运用勒夏特列原理指导“工业合成氨”生产。内容的呈现发生了变化，“影响化学平衡的因素”和“化学平衡常数”互换了顺序，以“浓度对化学平衡的影响”引出“化学平衡移动”，形成了“化学平衡状态→化学平衡常数→影响化学平衡的因素→化学平衡移动→勒夏特列原理”的新顺序。以科学认识论为理论基础，抽提出静态本质、动态规律、价值为进阶维度，结合学科本体研究，抽提出限度的表征、限度的改变、限度改变的价值为进阶维度。在浓度对化学平衡移动的影响中增加了控制变量思想，增加了用手持技术验证了压强对化学平衡移动的实验，增加了合成氨工艺流程图等教学资料。

（二）学情分析

学生在初中已经学过化学能与能源的关系，在高中化学人教版必修二学习了化学反应速率及其影响因素、化学反应限度，在人教版选修四《化学反应原理》中化学平衡的学习主要是对化学平衡状态的影响因素的探讨。随着化学知识的不断积累和对实验现象的深入观察，学生可能会产生“是不是所有的化学反应都能进行得完全”这样的疑问。大部分学生对“化学平衡移动”内容的理解处于浅层学习层面的水平，机械地背诵、记忆有关的概念和规律，无法建立化学平衡观，不能将化学平衡的相关知识迁移应用到其它的平衡体系，难以发展自身“变化观念与平衡思想”的化学核心素养。

二、教学目标

（一）通过观察K2Cr2O7溶液，建构平衡状态的特征;培养宏观辨析和微观探析、变化观念和平衡思想的能力。

（二）通过实验探究，理解浓度、温度、压强对平衡移动的影响规律;增强实验探究水平和证据推理能力（视角水平）。

（三）通过讨论归纳出平衡移动的原理;建立模型认知水平（内涵水平）。

（四）通过平衡移动原理指导工业生产实践;培养问题解决能力（简单化学问题、简单实际问题）和形成正确的化学价值认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。

三、教学重难点

影响化学平衡移动的条件。

四、教学流程设计

五、教学过程

情境激学：展示K2Cr2O7溶液

问题1：如何判断反应Cr2O72- +H2O  2CrO42- + 2H+已发生？

问题2：如何判断该可逆反应达到化学平衡状态？

学生：积极思考并回答。

过渡：平衡状态是不是永恒不变的？假如可以改变，哪些因素可以影响化学平衡移动？今天，我们一起探究影响化学平衡移动的因素。

学习任务一：探究浓度、温度对平衡移动的影响。

（一）浓度对平衡移动的影响

自主探究：已知在K2Cr2O7的溶液中存在着如下平衡：Cr2O72- + H2O2CrO42- + 2H+。K2Cr2O7溶液为橙色，K2CrO4溶液为黄色。取三支試管各加入2.5mL（2滴管）0.1 mol/L K2Cr2O7溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录。

学生活动：学生按小组自主实验，记录实验现象。

问题3：实验中的现象说明了什么？

总结：平衡移动的概念

问题4：可以从哪些角度解释实验现象？

问题5：实验中有没有疑问或需要改进的地方？对照实验

实验探究：认真阅读以下实验步骤，预测实验现象，预测后按下列实验操作进行验证。

向盛有5 mL 0.005 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液，溶液呈红色，将上述溶液分置二支试管中，然后按下表步骤操作。

FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl

问题6：往溶液中加入少量氯化钾固态，平衡会移动吗？

学生活动：请分析，达到平衡的反应体系在t1时刻，增大反应物浓度和减小反应物浓度对正、逆反应速率的影响，请用速率——时间图像表示其变化。

归纳：通过动画解析速率改变移动规律——谁大向谁移。