深度学习视域下的化学教学策略探析

2023-12-09 22:13
学苑教育 2023年30期
关键词:硬水深度化学

陈 捷

(江苏省扬州市梅岭中学,江苏 扬州 225000)

深度学习是一种教学观念,也是一种学习方法,教师要做出合理设计和组织,在教学不同环节做出针对性渗透,让学生顺利进入到深度学习探究情境之中,对化学概念、化学实验、化学应用等内容展开对应探索。预习阶段渗透深度学习意识、知识积累阶段丰富深度学习形式、突破阶段组织深度学习活动、内化阶段展开深度学习实践,都能够带来化学学科学习革命,教师要做全方位对接设计,为学生学科核心素养成长创造良好条件。

一、预习阶段渗透深度学习意识

化学预习阶段渗透深度学习机制,教师需要在任务内容选择、预习形式创新、学习活动组织等方面做出深入研究,以便找到最佳教学设计取点,给学生设定预习任务,并以学习任务作为调度手段,引导学生自然进入到学科核心。深度学习任务设计不是盲目追求深度难度,而是要从培养学生深入学习意识角度展开更多规划,对学生学习习惯培养做出更多研究,这样才能让学生在深度学习过程中建立鲜活学科认知。定义解读、原理梳理、关系对接、预备实验、材料搜集、数据处理等,都可以成为深度学习任务选择目标,教师需要做出整合处理,让学生自然建立深度学习意识。

教师借助预习任务展开调度,能够给学生带来一定的学习压力,促使学生顺利进入到预习环节,在主动探索过程中建立学科认知。如教学《空气》,教师先期给学生布设一些预习任务:展开生活观察,对空气和空气污染情况做具体分析,准备参与班级集体讨论活动。在课堂展示阶段,教师先让学生根据生活认知做介绍,学生有生活经验积累,介绍带有个性特征。有学生这样介绍:空气是无色无味的气体,虽然看不到其形态,也闻不到其味道,但它确实存在着。也有学生从另外角度展开解读:如果空气被污染了,我们可以看到雾霾和空气颗粒,空气也会带上一定的颜色和气味。教师顺势引入空气成分及质量学习内容,要求学生阅读教材相关内容,通过解读几位科学家的发现,对空气成分形成认知:空气的主要成分是氮气和氧气,还有一些惰性气体。教师继续推出学习任务,要求学生围绕大气污染话题展开研究:工业排放到大气的污染物有哪些?学生对这个话题做重点研究,顺利建立学习共识:大气中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等,大多来自工业排放。特别是煤炭和石油的燃烧,里面含有大量有害污染物,对空气造成严重污染,给人类生产和生活带来更多危害。

学生有比较丰富的生活认知,教师在预习阶段布设相关学习任务,与生活进度多点对接,给学生提供更多学习启迪和调度,让学生结合教材和教辅材料做具体分析,对空气成分和污染情况做对应研究,生活对接更为紧密。学生在实践性学习中形成的学科认知更为牢固。

二、知识阶段丰富深度学习形式

化学知识目标体系构建时,教师要对教材内容做出深度解析,结合教辅材料做梳理和整合处理,引导学生对学科知识做对应梳理,自然形成学科认知体系。化学概念、定义、定律、反应式、化学元素、化学实验等,都包含丰富学科知识信息,教师做出对应布设,能够带来丰富学习契机,引导学生做知识信息归类处理。深度学习与学科知识目标对接,教师还需要有创新设计意识,对学科知识信息做必要的整合处理,引导学生做知识体系构建性记忆,利用树形结构,或者是思维导图做辅助训练,都能够建立清晰认知系统。

知识构建需要多元筛选和归结处理,教师引导学生做知识信息整合处理,能够带来更多学习契机,使学生在广泛搜集和整理操作中完成知识构建。在教学《氧气的性质和用途》这部分内容时,教师先介绍氧气的相关实验:氧气是一种比较活泼的气体,具有助燃作用,能够与许多物质发生化学反应。如蜡烛能在氧气中燃烧。这里有一瓶氧气,注意观察燃烧现象,有哪些物质产生。特别要与蜡烛在空气中燃烧做对比,看有哪些不同点。教师开始演示实验操作,学生进入实验观察阶段。在实验操作过程中,教师不断介绍实验进程,提示学生对一些现象做观察分析。学生开始观察并归结:蜡烛在氧气中燃烧,要比在空气中燃烧更旺,发出耀眼的白光,瓶子内壁出现了一些水珠,生成石灰水变浑浊的气体。教师鼓励学生做知识梳理:关于氧气的性质和用途,你能够对其知识做整体梳理吗?学生开始整合性思考,其信息汇集顺利展开。教师深入到学生群体之中,对学生学习表现做观察,及时做出学习指导,学生知识梳理顺利展开。

教师为学生设计了实验观察任务,给学生知识构建创造条件。特别是知识梳理环节的投放,让学生自然进入到内容整合阶段,学生对本章节内容做知识提炼处理,由此建立起来的学科认知带有体系性。学生进入思维整合环节,也能够形成内化性思考,其训练效果更为突出。学生有主动学习的诉求,教师给出具体的操作任务,让学习更有条理性,其学习知识构建更有立体感。

三、探索阶段丰富深度学习素材

深度学习教育理念强调学生学科学习自主性、主动性的发挥,需要教师高度尊重学生学科学习主体地位,做好学科教学留白设计,为学生搭建多样化的探索学习平台。化学学科教学内容有较强的逻辑性和抽象性,要想学生实现准确理解和灵活应用,教师必须做好多方面学科教学资源的开发整合,有目的性地在化学课堂的探索教学阶段加大教辅资源投放力度,丰富学生化学知识学习感性认知,从而顺利触发学生化学课堂深度学习思维程序。化学学科涵盖的知识领域较为宽泛,小到学生日常生活常见的调味品,大到关乎国家战略的前沿科技成果,都与化学科学有着紧密联系。教师要具备资源筛选整合能力,善于从这些素材中找到与化学学科教学内容最契合的教辅资源,切实发挥其助学效果。

学生在化学课堂自主探索学习阶段,教师要鼓励学生在教辅素材的帮助下,自主发现化学知识的形成过程,探索化学知识本质属性。如教学生正确理解“质量守恒定律”化学原理时,教师让学生阅读教材编排的图文素材,对教材中提到的氧化汞分解和合成反应质量前后各物质的质量总和没有改变的现象展开思考,猜想该现象是巧合还是必然。学生做出各自猜想后,教师组织学生按照学习小组分配投入到合作探究活动中,并为学生提供锥形瓶、红磷、带玻璃管的橡胶塞、气球、天平等实验材料,组织学生设计化学探究实验,探索化学反应前后物质总质量的变化情况,验证自己的猜想是否正确。学生拿到实验材料后,都能想到点燃红磷进行实验的操作步骤,但在实验的装置选择和使用上总是会出现大大小小的问题。教师并不急于为学生纠正错误,而是诱导学生通过小组交流讨论自主发现问题所在。各学习小组完成实验操作活动后,都能得出化学反应前后物质总质量不变的实验结论。教师继续指导学生用锥形瓶、稀硫酸铜溶液、铁钉等材料完成新一轮实验操作,进一步验证质量守恒定理,加深学生化学知识学习印象。

教师为学生提供多样化的实验装置和操作材料,辅助学生化学课堂探索学习活动的顺利进行,能够塑造学生科学探究意识,强化学生探索学习感知体验,推动学生化学新知顺利生成。教师利用教材提供的图文材料设计导学环节,引导学生针对实验现象做出科学猜想,以学生猜想为起点,启动科学探究学习程序,组织学生进入探索学习实验活动中。教师减少对学生探索学习过程的干预,使学生通过自主思考和合作交互发现学习问题,调整实验方案,有利于提高学生科学探究学习能力,培养学生善于反思的良好学习习惯。

四、突破阶段组织深度学习活动

课堂重点难点突破阶段,教师要组织学生展开多种形式的学习实践探索,利用实践活动做助力支持,帮助学生顺利找到学习切入点,借助知识储备和实验积累,以及生活对接体验,对学科难点内容做深度推演,形成完整的学习认知体系。教师借助微课引导、实验演示、问题设计等形式推出学习活动,让学生展开主动性学习,能够生发更多探索力量,在深度研究中启动学科思维。学生有主动探索的意愿,教师做出对应设计和组织,能够带来丰富学习动机。化学学习任务有不同呈现形式,教师需要有对应分解的意识,让学生顺利进入到深度学习环节。

学生对化学现象的解析往往是教学的重点和难点,教师在具体引导时,需要借助一些辅助手段,微课、实验、实物等,都可能成为可利用的载体,只要能够给学生提供突破帮助,什么样的辅学手段都是可以运用的。如教学《分子》这部分内容时,为让学生明白分子之间是有间隔的,教师拿出一杯水和一杯酒精进行混合,结果发现100 毫升水和100 毫升酒精混合后,其体积小于200 毫升,这说明分子是有间隔的。为说明分子的大小,教师将乒乓球和地球相比,让学生建立直观认知。为让学生留下深刻印象,教师推出探索实验:将铁粉和硫粉进行混合,可能看到什么样的现象呢?学生先做猜想,然后进行实验操作。教师要求学生对实验现象做解读,并顺利引入“混合物”和“纯净物”相关概念。因为实验操作更为直接,观察更为便利,学生获得的学习信息变得更为丰富。

教师借助实验展开教学程序,给学生提供更多直观观察的机会,因为实验程序比较简单,学生都能获得更清晰的信息。混合实验不仅证明分子之间有间隙,还能够对混合物和纯净物概念做解读。学生进入深度学习探究环节,对实验做详细观察,从观察信息整合中建立系统认知,在归结讨论中完成认知内化。学生对化学实验最为敏感,教师借助实验展开调度,学生从实践观察过程中产生的学科认知更为鲜活立体。

五、内化阶段展开深度学习实践

化学实验、实践应用等,都属于内化性学习,教师在具体对接设计时,需要主动展开创新探索,为学生提供丰富实践体验的机会,让学生在深度对接生活的基础上,完成学科认知的构建。学生在生活积累中可以随时接触到化学学科内容,教师针对性做出布设,推出一些生活化学习任务,组织生活化实验操作,深入生活做对接探索组织,都能够给学生带来更多学习主动力。让学生深入生活做具体调查,借助网络信息渠道搜集材料,在生活条件下展开化学实验,都属于深度学习实践范畴内容,教师要做好延伸处理,让学生自然进入到实践环节。

学生在生活中有一定认知积累,能够对学科学习形成一定支持,教师要做好教学调查,针对学生学力基础做出教学布设,促进学科认知的顺利对接和内化。如教学《水的组成》,教师先让学生介绍水的物理特性。学生对水最为熟悉,自然有比较系统的认知。水是无色无味的透明液体,一般情况下,其沸点是100℃,其凝固点是0℃,水结冰时,其体积会增大,冰块能漂浮在水面上,说明其密度较小。教师对学生介绍情况做归结,用霍夫曼电解器进行水的电解实验。学生观察实验现象,关注两种气体的产生和检验,得到实验结论:水是一种化合物,也是一种氧化物,由氧和氢两种元素组成。教师布设训练任务:水由氢和氧两种元素组成,其化学式是H2O,用化学语言解读这个电解实验过程。学生进入思考和内化环节,对化学电解实验做具体讨论,分解实验步骤,运用学科语言做介绍。

教师让学生介绍水的物理性质,给学生带来对接生活的机会。学生对水的物理性质做归结介绍,自然形成完整的认知体系。教师利用水的电解实验做演示操作,让学生展开对应观察,学生从实验观察中得到更多信息,为后面的对应介绍创造条件。电解实验并不复杂,学生在梳理后做介绍,对电解实验过程有了更清晰的认知。学科认知内化途径有很多,教师选择化学实验做基本手段,学生感知更为深刻,学科认知构建更为牢固。

六、应用阶段提升深度学习效率

化学学科实践应用极为广泛,教师对学生生活化学应用资源展开深度调查,推出更多应用任务,组织学生展开深度学习研究,在应用过程中进行反思和总结,都能够有效提升应用品质。化学生活应用覆盖诸多领域,特别是学生比较熟悉的生活场景,教师从实践应用角度展开训练设计,引导学生结合生活实践进行课题研究,无疑能够创造更多学习体验,促进学科深度学习进程。教师组织学生结合生活认知展开化学实验操作,让学生大胆尝试利用生活条件展开化学实验设计和操作,都能够创造深度学习契机。学生深入研究生活化学现象,其感知体验更为深刻而全面。

在生活实验设计时,教师充分考虑学生生活认知基础情况,对化学实验内容进行必要调整,对化学实验条件做科学评估,给学生一些生活实验操作建议,无疑能够创造更多内驱动力。如教学《水的净化》这部分内容,教师先组织学生对水的净化问题展开讨论,要求学生列举生活中关于水的净化方法应用。学生大多有生活经验积累,很快就列出不少水的净化方法。如过滤、澄清、加入净化剂等,可以对自然界的水资源进行净化处理。教师介绍硬水的特点,要求学生查阅相关资料,设计处理硬水的生活实验方案。学生开始研读相关素材内容,对实验条件做专题研究,设计出一些实验方案。水中包含可溶性钙镁化合物较多,这样的水是硬水;可溶性钙镁化合物较少的水叫软水。首先是检验硬水和软水,利用肥皂融入其中,开始搅拌,如果出现了水垢,在搅拌中不起泡沫,浮渣较多的,这是硬水。相反,如果泡沫多、浮渣少,这样的水就是软水。使用硬水洗衣服,不但洗不净,还容易让衣服变硬,锅炉长时间烧硬水,也会产生大量的水垢,甚至会出现危险。如何进行硬水处理?不妨利用生活条件进行实验操作,设计适合的生活实验。学生接受任务后,开始研究生活条件下的实验方案,课堂进入实践探索讨论环节。教师展开具体的观察行动,为学生提供更多技术支持。

教师组织学生一起观察、分析、验证生活硬水问题,要求学生对生活中的硬水进行实验软化,给学生提供更多主动思考和操作的机会。学生有生活认知的支持,对生活中的硬水更为熟悉,自然能够主动进行研讨和操作,其实验设计带有应用色彩,训练效果更为突出。教师主动参与其中,与学生打成一片,确保实验设计顺利完成。学生在实践操作过程中建立起来的生活认知更为深刻。教师推出实验设计方案任务,与学生生活高度对接,其调度作用更为突出,自然能够引发学生主动思考和探索,深度学习特征更为明显。

七、结语

化学是自然学科门类,追求科学精神,教师在教学设计时引入深度学习机制,能够给学生提供更多思考和实践的机会。深度学习有更多目标追求,对学生学习提出更高要求,教师要做好调度和组织,促进学生学科能力的成长。深度学习渗透有选择性,教师在不同环节做出渗透处理,其助学效果会更为丰富。化学学习包括知识积累、实验操作、生活应用等内容,教师利用深度学习做对接处理,都能够给学生带来丰富学习动力。

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