系统思维：深度学习路径探索

2019-10-16周才萍

教学月刊·中学版（教学参考） 2019年9期

摘要：《应用广泛的酸碱盐》综合性较强，是众所周知的重点加难点。利用本章知识系统化的特点，运用系统思维进行教学，可达到深度学习的效果。可从三个维度切入：注重顶层设计，居高临下挖掘思维深度;注重框架设计，由点及面拓宽思维广度;注重交叉设计，融会贯通提升思维融合度。具体做法有：感知教材编写思路，对酸碱盐采用框架式学习，将学习目标双向细目表引入导学案，运用思维导图进行整体架构，将第七章与其他知识模块进行融合学习等。

关键词：系统思维;深度学习;酸碱盐教学;学习目标双向细目表;思维导图

沪教版初三化学教材以“章”为序，一章一个主题。在新授课阶段，教学大多按教材顺序逐节逐章推进，一节课就掌握一节课的内容。这样将知识碎片化后传达给学生，提高了单节课的教学效率，但往往忽视了知识间的整体关联与深度融合，肢解了课程的整体性，不利于培养学生的综合思维能力。《应用广泛的酸碱盐》综合性较强，堪称初三化学的重点加难点，在实际教学中，花费课时最多，但教学效果却往往不甚理想。“课时优，章节良，期末练习大滑坡”这类现象，在初三化学教学中时常出现，且综合性越强，分化越明显。

把思维对象作为一个整体，运用系统的观念与方法进行思维，以考察客观事物的系统联系，即系统思维方式。[1]笔者尝试运用系统思维来规划和引领初三化学教学，尤其是酸碱盐部分，尝试打破教材编写的思路限制，拓宽思维深度和广度，无论是当届的学生，还是升入高一级学校的往届学生，在化学学习方面均有较好的反馈。

一、顶层设计，居高临下挖掘思维深度

沪教版《应用广泛的酸碱盐》编排在第七章，既是对所学知识的梳理与归纳，又是对化学知识的延续和深入。经过一个学期的积累，学生已经掌握了一定的化学知识，而且多多少少也已触摸到了化学研究的是“物质及其变化”这一学科本质，此时不妨引导学生开启“自上而下”式的学习探究之旅。

（一）学习有导航，层层推进思路开

笔者方向感极差，独自出门时经常搞错方向甚至迷路。导航软件的出现极大地帮助了我，出发前先浏览整条路线，方向如何、哪里拐弯、何处拥堵，甚至多久到达目的地都成竹在胸，迷路的困扰随之消除。导航软件的设计思路给笔者的教学带来了很大的启示，如果学生在学习前头脑里也有一张详尽的“知识地图”，则犹如导航在身，学习自然就清晰而高效了。

从初三化学知识体系分析，第七章是全书中内容最系统化的知识模块，全章共分三节，分别是“溶液的酸碱性”、“常见的酸和碱”以及“几种重要的盐”，即先从了解溶液的酸碱性切入，再依次重点学习酸、碱、盐的性质。在酸、碱、盐等具体知识的学习时，也很有规律，先通过学习典型物质的性质，再归纳一类物质的共性;先宏观物质的学习，再拓展到微观粒子间的反应关系;先典型物质间的反应，再典型反应的规律等。在教学中，教师不妨也把教材的编写思路告诉学生，引导学生在“探究之旅”启程前先感知整章探究学习的“路线图”，让探究学习始终在明了状态下进行。另外，在教学前，引导学生关注教材目录，关注每章内容正文前的引导语，均能帮助学生整体感知整章整节内容的脉络，而后带着整体框架式的思路开启后续的学习。

（二）思维有框架，模型建构脉络清

酸碱盐的教学，堪称“四多”，即物质多、反应多、规律多、特例也多，是众人皆知的教学难点，有的学生甚至都不能对酸碱盐各物质正确分类，更别提掌握各物质的个性和认识酸碱盐的共性了。而学生如果在新授课时就已经思维混乱，就算经过多轮复习，都很难将知识真正内化。虽然从中考说明来看，似乎降低了对酸碱盐的难度要求，但我们的学生不是中考结束就终止学习了，知识可以百度，而思维必将成为伴随学生终生发展的财富。

基于此，笔者尝试在酸碱盐教学一开始，就首先引导学生掌握酸碱盐分类及其溶解性规律，该内容在沪教版教材不仅分散，而且篇幅极少。当然，重新整合教材，不是要把初三化学中不做要求的教学部分加深加难，而是在尊重教材的基础上进行合理化创新。教材有自身的知识逻辑，学生学习也有自己的心理逻辑，充分考虑学生如何学的基础上进行教学整合，才能更好地实现学生学习兴趣与学习能力的双赢。

【案例】酸碱盐分类及其溶解性教学设计片段

关于酸碱盐分类及溶解性规律的教学设计，在遵循学生已有认知的基础上，分三步走。

第一步：引导学生回顾物质的分类，并在此基础上指出酸碱盐都是常见的化合物，也是第七章重点探究的物质（如图1）。在这节课中，随着对酸碱盐分类和溶解性的进一步认识，图1还会继续细化。教学中也要留好伏笔，一是告诉学生这张框架图只是阶段性的，当我们学完第八章《食品中的有机化合物》，还可绘制更为详细的物质分类框架图，知识是发展的。二是告诉学生，后面我们会按照物质的分类逐一详细研究酸、碱、盐，这就是第七章的学习思路。

第二步：从回顾熟悉的几种酸（盐酸、硫酸、碳酸）入手，借助这三种已知的酸，引导学生自主归纳常见酸的组成特点和命名规律，这样即可达成识记常见的酸并掌握酸的分类的教学要求。

第三步：在认识常见酸的基础上，追问酸溶液中的离子有什么特点（规律），在得到正确回答后引导学生查阅课本第127页附录“碱、酸、盐”的溶解性表（20℃）”，在表中找到酸类所处的位置，并观察常见酸的溶解性，这样即实现了物质分类到酸碱盐溶解性的教学过渡。对碱和盐这两类物质的认识，则可从溶解性表直接切入，依次找规律，逐一突破教学难点。

【案例反思】引导学生掌握酸碱盐的分类，不是把高中知识随意下放，也不需要增加酸碱盐的定义，而是在学生已有基础上的引导式探究和拓展。酸碱盐的教学既是新授课（酸碱鹽对于学生来说都是新知识），同时也是复习课（学生从第一节化学课开始，就是在学习各种各样的酸碱盐）。当学生掌握了酸碱盐的分类，再引导他们回顾和梳理已经知道的有关酸碱盐的化学反应，如此居高临下依次突破酸碱盐的性质及其相互反应规律，思路尤为清晰。另外，从酸碱盐的溶解性出发，及时引导学生从微观的角度分析反应的实质，即用微粒观解释化学反应，复分解反应发生的条件、离子共存问题等也就迎刃而解了。这类学习模型的构建，能够凸显化学学科鲜明的整体性、系统性和逻辑性，有利于促进学生整体认知，实现整体建构，培育结构思维。

二、框架设计，由点及面拓宽思维广度

如今，学生的学习已不再是从教师开始讲授新课的那一刻才发生，未来的文盲不是指目不识丁的人，而是那些没有掌握学习方法、不会自主学习、没有预见能力的人。我校化学组自主设计的学习目标双向细目标和思维导图，为学生系统思维下的自主学习提供了有力的支持。

（一）目标有双向，自主学习方向明

我们对照课标和苏州市中考要求，将核心概念、核心知识、核心能力、核心思想、核心方法这五大块细分到每一章、每一节、每一课时，这就是学习目标双向细目表（以下简称“细目表”）的设计思路。“细目表”一表两用，既是教师教学的重要依据，也是学生学习的导览图。对教师而言，重点的把握、难点的突破均要依据“细目表”，每一道习题的选择也从“细目表”出发，做到不越位、不缺位、不超纲、不重复练习。对学生而言，先整体导览学习目标，再带着问题有目的自学，有意义学习模式随之开启[2]。

如表1是第七章第2节“常见的酸和碱”第4课时“中和反应”的学习目标双向细目表。表中，A、B、C指学习水平要求，C层次最高。学生在预习前先阅读“细目表”，了解本课时的学习目标。预习结束后进行自我评估，并把困惑点和疑难点记录在导学案指定位置，留待课堂学习时共同解决。在课堂学习完成后还要第三次对照本表进行评估，看看通过课堂学习后疑难点是否已得到解决。

（二）思维有导图，整体架构条理清

我校化学学科的思维导图出镜率很高，除上课时教师的板书用思维导图形式呈现外，在导学案上我们设计了两个版本的思维导图，分别用于课前的预习和课后的知识梳理，在与导学案配套的102个微课中收尾的也是思维导图[3]。通过思维导图，我们引导学生把纷繁复杂的化学知识点串成线、织成网，以整体框架式的思维模式架构知识体系[4]。

图2为第七章第2节“常见的酸和碱（第4课时）——中和反应”的预习版思维导图，在引入本文时，笔者将原版思维导图进行了删减，图中每个节点右侧的“⊕”均可进一步延伸。思维导图在教学中的应用，使得学生首先对该课时的学习内容有了整体感知，如此层层推进，井然有序。

思维导图使用灵活，把每个课时的内容作为一个子系统较好地进行了整体框架式呈现，知识点之间的从属、递进关系等一览无余，从任何一个点切入，向右可使知识得到延伸，向左可使知识点回归中心，上下则可拓展更多的知识，非常灵活。思维导图的灵活性还体现在可将大大小小的知识系统均体现出来，小到一个知识点，大到一节、一章内容，甚至整个初三化学所有的内容，都可囊括在内。

三、交叉设计，融会贯通提升思维融合度

化学书按章编排，但是化学知识从来分章不分家，纵观整个初三化学，属于一个大系统。在教学中，教师要注重宏观-微观-符号三重表征的融合，注重定性判断与定量计算的融合，注重化学实验与化学计算的融合等等。下面以案例分析的形式，例谈初三化学中如何打通“物质构成的奥秘”、“溶解现象”、“应用广泛的酸碱盐”这三个最难的章节，实现第七章酸碱盐与其他知识模块的融合。

【案例】稀盐酸、稀硫酸与金属发生置换反应的对比

【发现问题】实验室制备氢气常用锌粒与稀盐酸或稀硫酸反应，当这两种酸分别与锌粒反应时，产生氢气的量和产生氢气的速率有无差异？

【设计实验】探究锌粒在常温下分别放入等体积酸度一致的稀硫酸和稀盐酸中，反应速率是否一致。

反思：

a. 在该实验中，试管内的溶液中存在哪些微粒？溶液的酸碱性如何？你的判断依据是什么？如何证明你的观点？

b.在该实验中，可通过哪些现象推测反应生成了新物质？是否所有的生成物都观察到了？为什么？如何使目前还未观察到的生成物“显现”出来？

【案例解读】溶液中的置换反应是金属活动性顺序的典型运用，涉及金属与稀酸溶液、金属与盐溶液的反应。在该教学设计中，教师通过对比实验和一系列追问引导学生认识到溶液中酸根离子、酸度的强弱、反应温度、反应物的接触面积等均是影响金属与酸溶液间置换反应速率的因素。而且，在该反应中过量的酸使所得溶液呈酸性，可用石蕊试液、pH试纸、碳酸钠等来检验。在该化学反应中，有的生成物（如氢气）可明显观察到，而有的生成物（如硫酸锌、氯化锌等）在溶液中以离子形式存在，我们肉眼看不见，故在实际实验中并没有马上被观察到。若将锌粒与一定量某浓度的硫酸溶液于试管内混合，放置1周后，可观察到试管壁有白色固体出现;放置2周后，可观察到试管壁上的白色固体增多，残余的锌粒表面也有白色固体覆盖。这是因为随着锌粒与硫酸溶液反应的进行，生成的硫酸锌浓度增大，当溶液中水分渐渐蒸发，硫酸锌溶液从不饱和溶液变成饱和溶液后就有硫酸锌结晶析出了。将上述实验所得溶液进行蒸发操作，很快观察到硫酸锌的生成，就是同样的道理。

【案例反思】初三化学的每一章均为一个子系统，整个初三化学则为一个大系统。在教学中，教师既要注重每个子系统内的知识建构，更要有系统思维意识，宏观把握整个初三化学的教学，打通三六七章即为一个很好的尝试。

每门学科都有自己的学科本质，每门学科也都有自己要承担的教育教学任务。在系统思维的引领下将化学教学与学生的认知发展规律相契合，合理创设情境，激发学生探索的兴趣，丰富学生的探究体验，挖掘思维深度，并引领学生用化学的感觉学化学，用化学的视角看世界，用化学的思维方式创造新世界，这就是我们化學教师的使命。