基于深度学习的高中化学探究实验教学策略

张小芸

深度学习的高中化学探究实验教学通常能对学生建构化学理论知识起作用，促使学生通过实验探究形成学科思维和提高科学探究力。因此，在高中化学的探究实验具体教学中，教师需注重深度学习及对其应用的意义进行分析，并提出深度学习运用于高中化学探究实验教学的策略。 深度学习是立足于深层思维不断发展的一种解析式学习，主要是让学生充分理解教学内容的同时，应用批判性思维引导学生对新知识进行解析，并将其合理地渗透已有的知识框架，并在此基础上，将已有的知识内化与迁移到新知识的学习情境中，以促使学生实现高效学习。因此，高中化学的探究实验教学中，教师需注重深度学习的运用，以充分激发学生在课堂学习积极性的同时，促使学生将自身已具备的学习经验和实际生活相联系，从而实现学生自身的实验能力提升，并做到学以致用。

一、深度学习及其应用于化学探究实验的意义

首先，有助于学生构建完善的知识结构。深度学习的运用下，高中化学的探究实验中，不仅需创设相应的教学情境，验证化学理论知识，还要实现教学目标以及教学内容的丰富。在高中化学的探究实验教学中，教师可运用化学实验的开展，对化学知识的内在规律以及元素结构进行探究，将信息转变成自己的知识，从而使学生对化学知识进行有效建构。

其次，有助于学生形成化学实验的学习思维。将深度学习运用于化学的探究实验中，其不仅对实验课堂的学习效率提出了更高的要求，还能对学生自身的创新思维进行培养。学生经过深度实验的学习，不仅能对化学实验中的相关元素变量实施控制，还能经过证据的搜集，合理推断实验结果，从而使学生形成相应的化学实验思维。

最后，有助于学生的探究能力提高。化学学科的核心素养中的探究能力培养通常需在实验中实施具体化，其属于学生经过实验实现化学物质的性质以及结构产生变化的能力。学生经过深度实验学习后，通过深度思考，就能实现自身的探究能力提高。

二、高中化学实验教学的常见问题

第一，学生的参与积极性不高。虽然教育部门开展的课程在不断变革，但地区高考的模式仍旧比较传统，且应试教育也对教师开展教学的方式造成了严重的影响。而应试教育对化学教师的教学方式也产生了明显的影響。高中化学的实验教学开展中，化学实验是化学课堂教学的重要内容，若没有实验，学生就无法深入掌握相关化学知识，并制约学生对化学实验的学习积极性与兴趣，从而影响学生在化学实验中的学习效率提高。相关调查表明，学生对化学知识的学习兴趣会随着其年级的不断增长而下降，并随着年级增长，教师开展教学时，也会依据考试的内容进行教学计划设计，而忽视了化学实验具备的重要性，课堂的教学也更注重对教材或试卷的讲解，从而影响化学课程的教学质量提高。

第二，教师综合素质亟待提高。高中化学的教学中，教师通常会以各种各样的教学手段促进化学实验的教学效率提高，其主要目的就是激发学生在课堂的学习兴趣。但是，由于教师的化学实验教学素养有待提高，无法正确指导学生。在传统教学中，教师只需对教材教学进行备课，但在实验教学开展后，教师备课的效率显著降低，这就会影响实验教学的开展。

第三，学校对化学实验的重视度不够。高中化学的探究实验开展中，通常存有实验室内缺失实验设备的现象，学校也没有对化学实验的设施实施及时补充与完善，这不仅会影响化学实验的教学开展，还会影响化学实验的教学质量提高。面对高中学校中化学教师的实验能力相对较差的状况，学生也缺乏相关教学培训的开展，这就会影响教师的实验能力增强，从而影响化学实验的教学效果提升。

三、基于深度学习的高中化学探究实验教学策略

（一）改变传统的教学理念

相较于其他学科，高中化学实验教学的学科特点决定了在教学实践展开的过程中，应以学生的创新动手能力提升为主要培养方向，实现更加高效的学习和综合性更强的培育。教师在教学实验展开前应该根据高中化学实验教学的特点确定教学目标，从情感目标、知识目标、能力目标三个角度着手，构建三位一体的教学内容，以此落实新课程改革对高中化学实验教学提出的要求。例如，在讲述“钠和钠的化合物”这一节课时，教师可以将教学目标设定为通过化学实验教学，学生可以正确、规范、有效地利用实验器材，在实验的过程中明确碳酸钠和碳酸氢钠两者之间的区别。为了强化对学生的自主学习能力和思维的培育，教师可以在教学目标设定后明确主要的探究方法，以及实践教学目标的落实原则。比如，给予学生更大的发挥空间和操作空间，让学生结合课本知识以及实践过程中拥有的实验器材自行规划具体的实践操作方案和步骤，在实践过程中，因为学生的个人能力始终有限，遇到问题难以及时有效地解决，所以教师可以让学生在实践操作的过程中通过互相交流的方式解决实际问题，学生可以与同学交流，也可以与教师进行交流，在探究和分析的过程中解决问题，这样可以给予学生更强烈的自信心和成就感，实现更加综合全面的培育。教师还可以注重对生活化教学的应用，展开化学实验时要加强和生活的联系，从而激发起学生的学习兴趣，还能帮助学生解决在生活中遇到的部分难题。比如，以家庭生活为主的小实验，不仅能让学生加强对化学的认识，还能让学生将化学带入生活，帮助家庭处理一些小问题，进而提高学生对化学的认识以及对化学实验的兴趣。

（二）基于深度学习的实验目标确定

深度学习通常能使学生自身的知识、态度、技能等得到有效改变，并促使学生在智力、情感、道德、审美、身体、精神等各个层次都得到相应的发展与成长。对深度学习而言，其与浅层学习通常存有明显差异，更关注对学生需具备的高阶思维进行培养，更关注学生在课堂学习中的综合素养培养。鉴于此，高中化学的探究实验具体教学中，教师需立足于深度学习，明确实验教学的目标。化学教师可将理解、记忆、应用作为基础，对学生分析化学实验现象、评价化学实验的结果、创新化学实验的方案等各项能力进行培养，从而使达成学生自身高阶思维有效发展的目标。例如，在对“糖类”开展教学时，化学教师需开展葡萄糖的探究实验，立足于深度学习的理念，明确实验教学的目标，对葡萄糖的结构与性质实施探究，以此使学生经过探究，深入了解与掌握葡萄糖的相关性质及结构，并理解结构、性质、用途的辩证关系。同时，化学教师需引导学生对有机化合物的具体方法与步骤进行学习与掌握，掌握有机物模型，并引导学生转变温度、酸碱度等相关条件，以促使学生形成对实验条件进行控制的意识。

（三）基于深度学习的教材实验资源挖掘

化学教材中的实验通常是依据本节课具体教学内容设置的，其关注的焦点相对单一且教学功能相对单薄，化学教师应深度开发以及精心设计，注重实验中相关实验技能以及实验能力的挖掘，以促进学生的实验探究以及创新意识的高中化学的学科素养落实。例如，在对“比较醋酸和碳酸酸性强弱”开展教学时，教师需注重对教材中的实验资源进行深度挖掘。化学教师可以将“由强酸制作弱酸”的设计思路讲解给学生，然后对化学教材中的实验进行深度挖掘，并设计相应的问题：1.在化学实验室中，若缺乏启普发生器，可通过其他的仪器进行代替吗？通过该问题，则能启发学生通过启普发生器的制气原理，思考简易的启普发生器，或其他固液不加热的制气装置。2.化学实验室中若缺乏碳酸钙固体，可以通过其他的药品代替吗？通过该问题，学生就能明确了解到强酸制弱酸具体的反应模型，即强酸+弱酸盐=强酸盐+弱酸。因此，学生就会明白碳酸氢钠、碳酸钠等相关碳酸盐固体均可以代替碳酸钙。3.在检验CO2的实验中，澄清石灰水能否有代替的试剂？CaCl2溶液是否可以？可通过Ba（OH）2溶液进行替代，但是不可以用CaCl2溶液或BaCl2溶液代替。通过该问题，不仅能实现学生的思维发散，达到实验的目的，而且能了解到化学实验的药品、仪器、试剂等都有其他的方案可以替代，并实现实验的优化。同时，CO2不能使CaCl2溶液或BaCl2溶液变得浑浊，这就能深化学生对“强酸制弱酸”的原理学习与掌握。

（四）基于深度学习的实验内容整合

高中化学的探究实验教学中，教师可通过学生已具备的知识基础以及实验素材，对实验教学的相关资源实施整合，以促进实验探究以及思维迁移的过程强化，以此对学生自身的探究能力进行发展，并促使学生的实验能力得到有效提高。例如，在对“元素周期表的应用”中的“认识同周期元素性质的递变规律”开展教学时，化学教师可先引导学生对元素周期律的有关知识进行回顾，并以此为基础，引导学生对比第三周期Na、Mg、Al的原子核半径大小之间的关系，以促使学生分析得出三种金属的失电子能力的强弱，并回答相应的判断依据。此时，大部分学生会立足于结构的角度实施分析，建立物质结构及其化学性质之间的联系。同时，也有部分学生会立足于金属活动性的角度实施回答，此时，教师需引导学生关注金属的失电子能力和金属活动性之间的联系和区别。根据理论分析，化学教师需指导学生依据教材中提供的仪器以及实际开展实验设计以及操作。因为在元素化合物的性质学习中，学生已经充分认识到金属具备的化学性质，此时，学生就能更好地进行实验设计与操作，并经过观察、分析、对比实验的现象，获得Na、Mg、Al的金属失电子能力的强弱。通过该实验探究活动的开展，化学教师将相关化学知识实施整合，并构建相应的知识框架，引导学生通过已有知识以及实验技能，自主设计以及探究归纳同周期的金属元素的失电子能力的强弱规律，以激发学生学习积极性的同时，把理论与實验相结合，从而真正实现化学知识的迁移与应用。

（五）基于深度学习的实验问题设计

高中化学的探究实验教学中，教师需指导学生完成具有挑战性的任务，引导学生积极主动地参与实验探究，以促使学生形成深度思维。化学教师可依据化学实验的内容，设计具有挑战性的实验问题，让学生回答，在问题设计时，需确保问题是以新课标作为基础的，依据学生的具体学习状况，通过问题促进实验目的的完成，并确保问题具有显著的真实性以及可操作性。同时，教师可引导学生依据实验问题组织开展相关学习活动，经过化学实验的学习活动，构建完善的知识体系，并深化学生对实验问题的探究，以达成深度学习的同时，实现学生的学习效果与质量提升。例如，对“铁及其化合物”开展教学时，学生已经学习了Fe、Fe2+、Fe3+的相关转化内容。此时，想要使学生能通过学习的化学知识解决具体化学问题，教师就需引导学生实施深度的实验学习。化学教师可提出问题：“有瓶补铁剂，其露置于空气中一段时间，通过怎样的实验设计，才能探究出其被氧化了？”与此同时，化学教师可引导学生通过该问题实施小组探究，并设计相应的化学实验。大部分学生都依据教师的提问，设计了相应的实验，也就是通过KSCN溶液与酸性高锰酸钾溶液对其有无氧化进行检验。通过问题的提出，不仅能激发学生对化学知识的探究欲，还能使学生自身的综合水平与能力得到显著提高。

（六）基于深度学习的教学评价

依据深度学习具备的特征，立足于深度学习的教学效果评价，通常也是多元的。因此，学生能否积极参与课堂教学通常是对深度学习进行判断的重要依据，而学生在课堂的参与度也是对深度学习进行评价的重要指标。在高中化学的实验教学中，学生是否做到高情感投入，全身心参与化学实验的学习，通常对学生的体验感具有决定性影响。同时，高中化学的实验教学中，学生能否发现学习中的问题，并提出有见地、有思考的高质量问题，则能充分反映学生的思维发展;学生能否经过所学，通过讨论交流进行问题的分析与解决，则能展现知识的高效运用与迁移。由此可知，化学实验的深度学习评价中，主要包含过程与结果共两方面，其中，过程性评价通常指学生的课堂参与度及发展问题的整个过程，其是多元化评价;结果性评价则是学生在完成知识学习后，进行实际问题解决的能力。

综上所述，为了更好地适应新课改要求，在高中化学的探究实验教学中，教师就需立足于深度学习积极开展实验教学，并与学生的实际状况及教学内容相结合，引导学生对化学实验进行深度学习以及探究，从而使学生的探究能力以及综合素质得到切实提高。

注：本文为甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题“学习进阶理论下高中化学深度学习策略研究”（课题立项号：GS[2020]GHB4385）的研究成果。

（宋行军）