用探究引领深度学习的初中化学教学设计

【摘要】本文针对学生在初中化学学习中停留在认知表面的浅层学习现状，剖析深度学习的概念内涵，以“探秘复分解反应”教学设计为例，从研读课标和教材确定教学目标、巧设问题建立探究起点、巧用实验突破探究任务、梳理知识网络设计作业等方面探讨初中化学的深度学习教学设计策略。

【关键词】初中化学 深度学习 教学设计 探秘复分解反应

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）28-0093-04

当前一些初中化学教学，教师侧重抓教材重难点及考点的归纳总结，忽视学生学习的主体地位以及知识点的相互联系，使得教学内容碎片化、浅表化。长此以往，容易导致学生习惯于浅层学习，难以把新学知识和已有知识沟通联系，难以提高理解掌握、迁移运用、解决实际问题的水平；部分学生在化学学习中呈现茫然状态，对化学学习缺乏兴趣和内在动力，结果只能是枯燥记忆知识，敷衍应付学习。如何转变学生在化学学习中停留在认知表面的浅层学习现状，是初中化学教师当前急需解决的问题。《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称《2022年版化学课标》）提出，初中化学课程具有基础性和实践性，有利于激发学生对物质世界的好奇心，形成物质及其变化的基本化学观念，发展科学思维、创新精神与实践能力，养成科学态度和社会责任。教育部基础教育课程教材发展中心负责深度学习教学改进项目的初中化学学科组认为，应该引导学生围绕具有挑战性的学习主题，开展以化学实验为主的多种探究活动，从宏微结合、变化守恒的视角，运用证据推理与模型认知的思维，解决综合复杂问题，通过深度学习促进学生化学核心素养的发展。这就需要初中化学教师精心设计教学方案，在教学中引领学生进行深度学习。

我国古代的治学态度是“博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之”，这体现了古人学习时由浅入深的学习态度。多数研究者认为，深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标，以整合的知识为教学内容，积极主动、批判性地学习新的知识和思想，并将它们融入原有认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中运用的一种学习方式。在初中化学教学中，深度学习有利于学生对知识的理解、内化和应用，有利于锻炼学生的科学探究与实践能力、发展学生的科学思维、促进学生化学观念的形成、培养学生的科学态度与责任，从而促进学生化学核心素养的形成和发展。

“复分解反应”是初中化学概念原理性知识的重要内容，可以为高中化学必修课程离子反应等内容奠定认知基础。“复分解反应”教学内容中的知识点较多、综合性较强、难点较为集中，学生在学习中容易产生畏难情绪，在应用型练习时常常遇到不少拦路虎，直接影响学生学习和理解酸碱盐之间的反应规律、物质转化现象等，是教学中的重点和難点。用深度学习的概念指导“复分解反应”教学，能够帮助教师从围绕考点的教学转向深度学习的教学，引导学生在学习过程中学会深入思考，理解学习内容的内在含义，建构情境化、结构化的知识体系，提高学生灵活运用知识解决实际问题的能力。从适用于浅层学习的教学设计转向基于深度学习的教学设计，教师要在教学内容的解读、学生认知水平的了解、学习情境的创设和学习问题的设计上探索总结，发挥教学的创造性，最终实现课堂教学转型。下面笔者以“探秘复分解反应”教学设计为例，探讨基于深度学习的初中化学教学设计策略。

一、研读课标和教材，以学生为学习主体确定教学目标

要设计出能够引导学生深入学习、促进学生学科核心素养发展的教学方案，教师要先依据课程标准和教材内容，整体设计课堂教学内容。《2022年版化学课标》为了促进学生化学核心素养的发展设置了五个学习主题，复分解反应属于“物质的化学变化”主题，要求认识常见的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应及其简单应用；学业质量描述要求能够依据化学变化的特征对常见化学反应进行分类，说明不同类型反应的特征及其在生活中的应用；教学策略建议通过宏观、微观、符号等多重表征手段，引导学生多角度理解化学反应；等等。人教版化学九年级下册将复分解反应的内容编排在第十一单元，在该内容之前编排了食盐、纯碱等几种常见盐的性质和用途，后续编排了化学肥料的内容作为盐和复分解反应知识的延伸应用。教师研读课标要求和教材内容，以学生为学习主体确定了“探秘复分解反应”的教学目标。（1）科学思维目标。认识复分解反应的概念，通过对比和分类，能从四种基本反应类型中辨别出复分解反应。（2）科学探究。通过实验探究，能分析实验证据并归纳出复分解反应发生的条件。（3）化学观念。通过对复分解反应微观实质的讨论探究，培养微观辨识能力，逐步形成微粒观和变化观。（4）科学态度与责任目标。通过列举复分解反应在生活中的一些应用，体会化学知识的社会价值；在探究实验中培养求实的科学态度，形成节约资源意识。

二、立足社会生活，巧设问题建立探究起点

九年级学生在接触复分解反应之前已经认识了化合反应、分解反应和置换反应，掌握了学习化学反应的基本方法。由于复分解反应较为复杂，学生在初始阶段较难理解复分解反应发生的条件、较难判断两种物质能否发生复分解反应。为了帮助学生突破以上学习难点，教师在进行教学设计时应注意联系现实生活，尽量提供丰富的生活素材，为学生搭建学习的支架，采用微课辅助法、实验法、讨论法和练习法等灵活多样的学习方法，有效促进学生的学习与理解。

从“探秘复分解反应”教学目标的四个维度出发，教师将教材中有关复分解反应的内容进行整合，设计了“任务线—情境线—问题线—探究线—素养线”，用探秘之旅进行串联牵引。“探秘复分解反应”的教学设计思路如图1所示。

在初中化学课堂教学中，教师通过紧扣生活实际、生产问题，或者挖掘化学史实等途径，都可以得到具有一定价值的探究主题，且能让学生感受到学习化学知识的意义。课前，教师精选并剪辑了复分解反应在生活中应用实例的微视频，布置学生查阅有关复分解反应资料的任务。“探秘复分解反应”新课引入时，教师先在课堂做制取二氧化碳的演示实验吸引学生注意力，然后提出问题：“石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的反应属于哪一种基本反应类型？同学们还知道哪些类似的反应？”待学生汇报所查资料情况后，教师播放微视频《生活中的复分解反应》，一是激发学生的求知欲，二是增强学生的社会责任感，三是为概念学习提供事实素材。学生观看微视频后，教师引导学生思考和讨论：关于复分解反应，你想探究什么？

三、拆解总任务，巧用实验突破探究任务

深度学习的教学设计，教师必须创设能够激发学生深度思考的问题情境，引导学生学会在理解的基础上学习。学生通过联系新旧知识，深度学习和加工知识信息，提高对新旧知识、多学科知识和多渠道信息的整合能力。在学生经过集思广益的头脑风暴之后，教师再适时引导学生将“探秘复分解反应”的总任务进行拆解，确定探究的子任务，并进行实验探究，逐一突破。

（一）运用类比思维，辨析概念

学生通过微视频学习，了解到用小苏打治疗胃酸过多、用含氢氧化铝的胃药治疗胃酸、用熟石灰处理泄漏的硫酸、实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳等都是复分解反应。教师顺势让学生分析比较以上反应的化学方程式的特点，找出规律；并针对概念的要素，设置有梯度的递进式问题，帮助学生辨析概念的内涵和外延。紧接着，教师引导学生用思维导图（如图2）区分四种基本反应类型，梳理易混知识点。然后，教师通过典型习题训练，让学生从多个反应中分辨出复分解反应，考查学生对概念的理解和应用能力。

（二）设计探究实验，寻找证据

教师通过演示NaOH溶液和K2CO3溶液混合的实验，制造认知冲突：“常见的酸、碱、盐溶液之间两两混合都可以发生复分解反应吗？复分解反应的发生需要满足什么条件？”教师在充分考虑学情的基础上，选择性地将教材中的验证实验改为探究实验，并提供多种化学药品和集约便利的微型仪器，让学生通过小组合作探究学习，自选药品和仪器，设计实验进行探究，解决以上问题，并做好实验记录（如图3）。

多种化学药品的选择组合，得出了不同的实验现象与探究发现：有些小组选择硝酸钡溶液和碳酸钾溶液混合、硝酸钡溶液和稀硫酸混合，实验现象是出现了白色沉淀；有些小组选择稀硫酸和碳酸钾溶液混合，可以看到有气泡产生；也有选择稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的小组，借助酚酞溶液，通过溶液颜色的变化，确定了复分解反应的发生；还有选择稀硫酸和硫酸铜溶液混合的小组，因为没有看到明显现象，便判断不能发生反应；等等。各小组完成实验探究后进行发言，教师对各小组的发言及时点评，然后抛出关键问题：“综合各小组实验结果，复分解反应的生成物有什么特点？大家能否归纳出复分解反应发生的条件？”学生通过对比实验结果，总结出当生成物中有沉淀或有气体或有水产生时，复分解反应才能发生。教师还可以进一步引导学习能力较强的学生从反应物和生成物的物质类别角度，归纳出复分解反应的几种常见类型：酸+碱→盐+水，酸+盐→新酸+新盐，碱+盐→新碱+新盐，盐+盐→新盐+新盐，酸+金属氧化物→盐+水。

教师在实验探究环节充分发挥学生的主观能动性，让学生在合作探究中获取实验证据，通过证据推理自主建构知识。学生在探究任务中既能体验到实验于化学学科的重要性，又亲历了归纳知识的过程，获得了更多的学习成就感。

（三）深入微观角度，探寻实质

教师播放微课《中和反应的微观实质》，引导学生深入思考：为什么生成物中有水或气体或沉淀生成时，就能判断发生了复分解反应呢？进而探秘复分解反应的微观世界。学生通过回顾中和反应的实质是H+與OH-结合生成H2O，通过知识的迁移运用，可从微观角度解决学案中的探究问题（如图4）。

学生在分组研讨中交流自学成果，相互补充纠错，发现了CuSO4溶液和NaOH溶液反应、稀硫酸和K2CO3溶液反应的实质分别是Cu2+和OH-结合生成Cu（OH）2沉淀，H+和[CO3]结合生成H2O和CO2气体。于是教师进行点拨：“复分解反应的实质是离子相互结合的过程，有水或沉淀或气体生成时，溶液中某些离子减少。”同时，教师引导学生换位思考，离子间若能发生反应，则意味着这些离子在溶液中不能共存，从而帮助学生建立起共存意识。此时，教师趁热打铁，让学生释疑：“演示实验中NaOH溶液和K2CO3溶液混合后没有明显现象，两者是否发生了复分解反应？从微观角度怎么解释？”如此设问，既能锻炼学生的逆向思维能力，又能考查学生的知识迁移运用水平。

宏观、微观和符号相结合是进阶提升学生思维的过程，促进学生深度学习。教师通过增加从微观视角认识复分解反应的教学环节，播放动画微课、模拟微观图示推理等活动，可以帮助学生形成微粒观和转化观等化学基本观念。

四、构建思维模型，梳理知识网络设计作业

学以致用，能够加深学生对新知识的理解和掌握，把新知识转化为自身的能力。学生要认识到学习不是只会依照范例解答问题，而是需要研究思想方法和思维方式，形成灵活运用所学知识回答或解决新情境下陌生问题的能力，构建自己的思维模型。基于以上策略，教师设计了“探秘复分解反应”课堂反馈练习（如图5）与课后作业（如图6），考查并反馈学生运用新知识解决问题的能力。

判断酸碱盐溶液之间能否发生复分解反应，需要学生在理解复分解反应发生条件的基础上，针对实际物质进行具体分析，得出结论。当学生解决该问题后，教师要注意组织学生进行反思与交流，总结解题思路和方法，构建解题的思维模型。教师布置学生绘制本课思维导图的任务，引导学生将发散的思维进行聚拢，提纲挈领，在建构思维模型的过程中内化知识。课后作业设计要注意兼具选择性和挑战性，吸引学生将思维探究延伸至课外，从而拓展学习空间。

五、深度学习的教学设计反思

“探秘复分解反应”一课的教学内容有一定难度，在教学实践中，教师要注意教学设计策略的逐步改进：一是适切性，如究竟是选择将教材中的验证实验改为半开放性探究实验还是全开放的探究实验，需要建立在考察学生的知识储备和实验能力的基础上；二是发展性，如有关微观本质学习的设计，要充分考虑学生的最近发展区，视学情而变，也可考虑将该内容后置。同时，教学设计还有可继续调整和优化之处：实验探究时所提供的药品，应尽量避免在组合上发生水解反应造成信息干扰。教师要突破学生学习复分解反应的瓶颈，除了优化深度学习教学设计，还需适当安排习题课或复习课加强练习。如通过粗盐中可溶性杂质的去除等问题的探讨，归纳出复分解反应在解决分离提纯问题中的思路和方法；再如通过一步转化的问题探讨，概括出复分解反应在解决物质转化问题中的技巧和方法等。如此，形成“复分解反应”新课、习题课、复习课一系列的课型跟踪，促进学生深度学习，螺旋式地提高学生对化学概念原理性知识的理解和运用能力。

总之，教师应发挥深度学习的优势，落实学生学习主体地位，设计由现象到本质、由课内到课外的探究活动，引领学生进行深度学习。学生在化学课程学习中锻炼了科学探究与实践能力、发展了化学学科思维，形成了微粒观、守恒观和转化观等化学基本观念，培养了严谨求实的科学态度，发展了化学核心素养。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］胡久华，罗滨，陈颖，等.深度学习：走向核心素养（学科教学指南·初中化学）［M］.北京：教育科学出版社，2019.

作者简介：高誉（1984— ），广西柳州人，硕士研究生，一级教师，研究方向为初中化学教学。

（责编 韦榕峰）