深度学习：高中化学核心素养的沉浸式发展

摘 要：高中化学课程作为普通高中课程的重要组成部分，旨在培养学生对化学知识、实验方法和思维方法的全面掌握和运用能力，以及对现代化学科学的兴趣和热爱。传统的化学教学方式往往以知识的灌输和机械化记忆为主，忽视了化学学科的实践性和探究性，导致学生对化学科学的理解和兴趣程度不高，对于化学领域的探索和创新也较为缺少。随着深度学习的不断发展和应用，沉浸式发展已成为创新教育的重要手段之一，其通过全方位的感官体验以及探究性学习的方式来促进学生的学习和思考，更好地发展学生的核心素养。因此，文章旨在探讨基于深度学习的高中化学核心素养的沉浸式发展，以期加深学生对化学知识的理解，培养学生的创新思维和实践能力，为化学领域的未来人才培养打下坚实基础。

关键词：深度学习；高中化学；核心素养；沉浸式发展

高中化学教学的目标是培养学生的核心素养，使其具备扎实的化学基础知识、科学的思维方法和实验技能。然而，传统的教学模式往往以知识的灌输为主，学生缺少对化学知识的深度理解和实际应用能力。为了提高学生的化学核心素养，沉浸式发展是一种重要的教学策略。沉浸式发展是指学生通过深入的学习和实践，将所学知识应用于实际问题的解决中。深度学习是一种基于问题的学习方法，强调学生的主动参与和合作解决问题的能力。通过深度学习的教学模式，可以帮助学生深入理解化学知识，并将其应用于实际问题的解决中，提升学生的核心素养。

一、高中化学核心素养的内涵和培养的重要性

（一）高中化学核心素养的内涵

1.化学基本概念的掌握

高中化学教学的基础是学生对化学基本概念的掌握。学生需要掌握元素、化合物、原子结构、离子、分子、化学方程式等基本概念，为后续学习和实验打下坚实基础。

2.化学实验技能的获得

高中化学实验是培养学生实验技能和创新意识的重要途径。在实验中，学生能够亲身感受化学反应的现象，了解化学实验的原理和方法，探究科学规律，同时也要求学生具备实验技能，包括实验操作的熟练、实验数据的收集和分析、实验结果的总结等方面[1]。

3.化学解决问题能力的培养

高中化学不仅要求学生掌握化学基本概念和实验技能，还要求学生能够运用所学知识解决化学问题。学生需要在解决化学问题中追求科学严谨、逻辑清晰，同时要灵活应用所学知识和技能，达到解决问题的目的。

4.化学学习兴趣和思想品质的培养

高中化学教学不仅仅是传授知识，更重要的是培养学生对化学的兴趣和思想品质。学生需要逐渐形成勇于探究化学问题的良好科学态度、批判性思维和创新意识等思想品质。

（二）培养高中学生化学核心素养的重要性

高中化学教育是现代科学教育的重要组成部分，对学生的学业和职业发展具有重要的意义。

培养高中学生化学核心素养的重要意义主要包括：1.有助于提高学生的科学素质。科学素质是现代人必备的素质之一，高中化学学习是培养学生科学素质的重要途径。在化学学习中，学生能够掌握化学基本概念、实验技能和化学思维方式，提升学生的科学素质。2.有助于提高学生的创新能力。高中化学学习所获得的化学思维方式、实验技能和问题解决能力，能够培养学生的创新能力。学生通过化学实验和课堂探究等方式，能够形成创新的思维方式，提高创新能力。3.有助于促进学生的职业发展。化学是一门应用广泛的学科，对于许多职业都有重要的影响。高中化学核心素养的培养，能够为学生今后的职业发展打下良好的基础。

二、深度学习在高中化学教学中的应用

（一）深度学习在高中化学知识点掌握中的應用

高中化学知识点往往非常复杂，学生需要掌握许多概念和公式。但是，传统的教学方式往往是将知识点输入给学生，让学生进行记忆。这种方式往往效果不佳，学生很容易遗忘所学的知识点。而深度学习则可以通过优秀的机器学习算法，让学生更加深入地理解知识点。深度学习可以通过自然语言处理技术，将知识点转化为易于理解的语言。这样，学生可以更轻松地理解知识点，掌握知识点。同时，深度学习也可以通过智能推荐算法，根据学生的学习状况和掌握程度，智能推荐和学生匹配的知识点，以便学生更好地掌握知识点。

（二）深度学习在高中化学实验操作中的应用

在高中化学教学中，实验操作是非常重要的一部分。但是，传统的实验操作往往需要大量的器材和实验室场地。这些条件对于很多学校来说是非常欠缺的。而深度学习可以通过虚拟实验室等技术，让学生更加深入地了解实验操作。虚拟实验室是一种利用计算机技术模拟实验过程的技术。通过虚拟实验室，学生可以进行各种化学实验，而无须拥有昂贵的实验器材。同时，深度学习也可以通过虚拟实验室，将学生的实验操作行为进行记录和分析，以便更好地指导学生进行实验操作[2]。

（三）深度学习在高中化学思维方法培养中的应用

高中化学教学中，思维方法的培养是非常重要的一部分。然而，传统的教学方式往往注重学生的记忆和应用，忽略了学生的思维方法培养。而深度学习则可以通过智能推荐等技术，帮助学生更好地培养思维方法。根据学生的学习状况和掌握程度，智能推荐适合学生的思维方法和解题方法。这样，学生可以更好地掌握化学知识，提高化学思维能力。

三、探究高中化学核心素养的沉浸式发展策略

（一）设计启发性问题和探究性实验

沉浸式发展需要教师设计启发性问题和探究性实验，以激发学生的学习兴趣和主动探索的能力。教师可以通过提出开放性问题和鼓励学生进行独立探究，引导学生深入思考化学现象产生的原因和机制。同时，教师还可以设计探究性实验，让学生通过实际操作来验证和应用所学的化学知识。

例如，在教学“晶体结构与性质”相关重要知识点时。晶体结构的不同决定了晶体的性质和特点。通过设计启发性问题和探究性实验，可以帮助学生深入理解晶体结构与性质之间的关系，提高学生的实验操作和科学思维能力。晶体结构与性质涉及晶体中的晶格、晶体结构和晶体的物理和化学性质。晶体是有序排列的粒子或分子的集合体，具有一定的周期性结构。晶体的晶格是由正、负离子或分子之间的静电力相互作用而形成的。晶体结构的研究揭示了晶体的原子或分子排列方式和晶体的周期性性质。晶体的物理和化学性质包括晶体的硬度、熔点、溶解性以及与外部环境的相互作用等。教师可以提出一个启发性问题：为什么某些晶体在水中可以溶解，而另一些晶体却不溶解？学生可以首先回顾晶体结构的相关知识，了解晶格和晶体结构与晶体的性质的关系。接着，学生可以设计探究性实验，通过实验来验证晶体的溶解性与晶体结构之间的关系。学生可以选择不同的晶体样品，如食盐、糖和铜硫化物等，并将这些晶体样品分别加入水中，观察和记录每个晶体在水中的溶解情况。学生可以发现某些晶体溶解在水中，而另一些晶体不溶解。通过进一步的讨论，学生可以得出结论：晶体的溶解性与晶体结构密切相关。例如，食盐的晶体结构是由正负电荷排列而成的，而糖的晶体结构是由氢键和范德华力相互作用而成的。这些不同的晶体结构决定了它们在水中溶解的不同。因此，学生不仅能够深入理解晶体结构与性质之间的关系，还能够培养实验设计和数据分析的能力。同时，学生还能够将化学知识与物理学中的晶体结构和溶解过程等学科进行整合，拓宽他们对化学的应用视野。

（二）引导学生进行跨学科整合

沉浸式发展策略可以引导学生进行跨学科整合，将化学与其他科学领域联系起来。学生可以通过学习化学与生物学、物理学和地理学的交叉点，探索不同学科之间的联系和应用。这种跨学科整合可以帮助学生更好地理解化学知识的实际应用和意义。

例如，在教学“有机化合物的结构特点”相关知识点时，可以深化学生对有机化合物的理解，并开阔学生的视野。有机化合物的结构特点涉及碳原子的四个共价键和它们之间的键角等方面。有机化合物的结构决定了它们的性质和反应能力。与此同时，有机化合物中的功能团和它们的化学反应也与其他学科有着密切的关系。例如，醇类化合物中的羟基可以与酸反应，生成酯类化合物。这个过程涉及化学反应的平衡和动力学等知识点。再如，以醇类化合物为例，教师可以提供一个实际问题：在生活中，我们常常会遇到酒精的消毒液和某些饮品的酒精成分。请你们探究一下：为什么酒精具有消毒和饮用的功能，它的化学结构与这些功能之间是否有关系？学生可以首先回顾和学习有机化合物的结构特点，特别是醇类化合物的组成和结构。接着，学生可以探究醇类化合物中羟基的属性和其对消毒和饮用功能的影响。他们可以借助化学实验、文献研究和信息搜集等方法，了解醇类化合物与微生物的作用机制以及人体对酒精的吸收和代谢等方面的知识。在探究过程中，学生可以逐步了解到醇类化合物中的羟基与微生物细胞膜的相互作用，导致微生物的死亡和消毒效果。同时，学生还能发现醇类化合物与人体的相互作用，包括酒精在人体内被吸收和代谢等。通过这个案例的学习，学生不仅能够深入理解有机化合物的结构特点，还能够将化学知识与生物学中的微生物和人体生理学等学科进行整合，综合应用化学知识。因此，学生将不仅仅能够深入理解有机化合物的结构特点，还能够培养跨学科整合的能力，将化学知识与其他学科进行联系，拓宽他们对化学的应用视野。这种沉浸式发展策略可以激发学生的学习兴趣和主动性，并促进他们的核心素养的综合发展。

（三）组织实践性学习培养解决实际问题的能力

沉浸式发展策略强调学生的实践应用和解决问題能力的培养。学生可以通过参与项目实践、实验设计和科学研究等活动，将所学的化学知识应用于实际问题的解决中。这种实践性的学习可以帮助学生更好地理解和应用化学知识，培养其解决实际问题的能力。

例如，在“氧化还原反应”相关知识点的教学中，教师可以通过模拟实验、实地考察等方式，将学生引入氧化还原反应的实际应用场景中去，促进学生的实践应用和解决问题能力的培养。教师可以设计一项“铁的氧化还原反应”实验，通过模拟铁的氧化过程，让学生了解氧化还原反应的基本原理，同时引导学生探究氧化还原反应的实际应用。在该实验中，教师可以引导学生利用自制电池对铁进行氧化还原反应，并观察反应过程中铁的表面变化。学生可以通过比较铁的氧化前后的状态，分析氧化还原反应的化学性质及其实际应用，如腐蚀、防腐等。此外，实地考察也是提高学生实践应用和解决问题能力的有效方式。教师可以组织学生前往相关企业、实验室等单位进行实地考察，深入了解氧化还原反应在实际中的运用情况。例如，学生可以前往化工厂了解氧化还原反应在工业中的应用，也可以前往医院了解氧化还原反应在生物医药领域的应用。因此，学生可以真实体验氧化还原反应的实际应用场景，锻炼实践应用和解决问题的能力。同时，沉浸式的学习方式也会激发学生的学习兴趣，提高学习效果，更好地实现高中化学核心素养的培养。

（四）提供个性化的学习支持和资源

沉浸式发展策略需要教师提供个性化的学习支持和资源，以满足学生的不同学习需求。教师可以根据学生的学习能力和兴趣，设计差异化的学习任务和项目，并提供相应的教学资源和指导。这样可以帮助学生更好地发展其个人化学核心素养，并激发他们的学习动力和创造力。

例如，在教学“金属的腐蚀和防护”相关知识点时，教师可以通过沉浸式发展策略提供个性化的学习支持和资源，以促进学生的实践应用和解决问题能力的培养。首先，教师可以提供个性化的学习支持，例如通过知识点的分层教学，根据学生的不同水平和需求提供不同的教学内容和学习资源。对于学习成绩较好的学生，教师可以提供更深入、更复杂的金属腐蚀和防护的相关知识，如电化学腐蚀机理、防腐涂料的种类和工艺等；对于学习成绩较一般的学生，教师可以提供更基础、更简化的知识，如金属的腐蚀过程、常见的防腐方法等。通过个性化的学习支持，可以满足学生的不同学习需求，提高学习效果。其次，教师可以提供个性化的学习资源，根据学生的兴趣和需求，提供具有实际意义的案例、文献和实验资料等。针对金属的腐蚀和防护，教师可以选择与学生生活和实际应用相关的案例，例如汽车的腐蚀和防护、建筑物的腐蚀和防护等。通过学习这些案例，学生可以了解金属腐蚀和防护在实际生活中的应用，并理解其中的化学原理。此外，教师还可以引导学生查找相关的文献和实验资料，让学生在自主学习的过程中进一步探究金属腐蚀和防护的相关知识。具体来说，教师可以组织学生进行一个“探究金属腐蚀与防护”的项目。在该项目中，教师可以根据学生的兴趣和需求，提供不同的学习资源，让学生自主选择学习的内容和形式。学生可以选择参观附近的汽车修理厂，了解汽车腐蚀与防护的实际情况；也可以自行查找有关金属腐蚀和防护的文献和实验资料，并进行小组讨论和报告。通过这个项目，学生可以在实践中学习金属腐蚀和防护相关知识，并培养实践应用和解决问题的能力。

结束语

综上所述，高中化学核心素养的沉浸式发展策略包括设计启发性问题和探究性实验、引导学生进行跨学科整合、组织实践性学习培养解决实际问题的能力以及提供个性化的学习支持和资源。通过这些策略的实施，可以帮助学生深入学习和应用化学知识，提升他们的核心素养和综合能力，为未来的学习和工作做好准备。

参考文献

[1]胡谈香.核心素养背景下高中化学教学策略[C]//广东省教师继续教育学会.广东省教师继续教育学会教师发展论坛学术研讨会论文集（十），2023：1445-1447.

[2]王森林.核心素养下高中化学教学中项目式学习的应用[C]//广东省教师继续教育学会.广东省教师继续教育学会教师发展论坛学术研讨会论文集（十），2023：436-439.