基于真实情境的深度学习

商建波 杨玉琴

摘要： “溶液的形成”是初中化学学习混合物体系的代表性内容。以“自制盐汽水”为情境，延伸至利用盐汽水配制鸡尾酒、提取鸡尾酒中的色素及屠呦呦提取菁蒿素，学生在真实的系列情境所引发的探究活动中，不仅自主建构结构化知识，而且领悟学科观念、方法和价值，实现深度学习。

关键词： 真实情境; 深度学习; 溶液的形成; 学科核心素养

文章编号： 10056629（2020）12003506

中图分类号： G6338

文献标识码： B

随着《普通高中化学课程标准（2017年版）》的颁布，“以素养为本的教学”成为当前化学教学改革的主旋律。核心素养本质上是解决复杂问题的能力，需要在真实的问题情境以及具有挑战性的任务中借助问题解决的实践逐渐培育起来。以灌输和训练的方式教授知识，知识的积累反而导致素养的衰减甚至泯灭[1]。核心素养的属性决定了其习得必然依赖于深度学习的过程。深度学习将学生置于真实的情境中，建立情境、问题（任务）与学生活动三位一体的教学关系，基于真实情境产生需要解决的问题，通过探究问题解决的学习活动，建立新知与旧知的逻辑关系，培养学生的高阶思维能力[2]。

“溶液的形成”位于人教版九年级《化学》下册第九单元课题1，是初中化学学习混合物体系的代表性内容。“溶液”不仅在生产、生活及科学实验中具有广泛的应用，其“形成过程”尤其是本质特征更是深入理解酸、碱、盐之间化学反应的重要基础，同时也是发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等学科核心素养的重要载体。但在“溶液的形成”的常态教学中，往往存在浅层学习的隐忧。如按照教材实验“照方抓药”式的活动只能让学生获得对溶液概念的表面理解，不能将学生置于真实的问题解决情境中形成对溶液本质特征及学习价值的深刻理解，亦不能与已有知识之间形成逻辑关联等。因此，在学科核心素养视域下，充分挖掘课题背后的学科观念、方法、价值等对发展学生素养更富“营养”价值的隐性内容[3]，创设符合学情的真实情境，将知识镶嵌于高度情境化的真实场景中，以结构化问题引导探究过程，促进学生对学习内容的持久理解和高阶思维能力的发展[4]，成为当前教师教学设计面临的挑战。

1课程标准要求和教材分析

课程标准（2011年版）对该课题的要求是“认识溶解现象，知道溶液是由溶质和溶剂组成的;知道水是最重要的溶剂，酒精、汽油等也是常见的溶剂;了解溶液在生产、生活中的重要意义”[5]。教材以与学生的生活经验相关的蔗糖与食盐的溶解作为溶液概念形成的事实依据，但定义中的“几种物质”“均一、稳定”等却未能建立在实验及模型认知基础上，教师一般以强调的方式讲解;教材中碘、高锰酸钾分别在水和汽油中的溶解实验虽很经典，但远离学生的生活经验，亦不能解决实际问题;教材中通过几幅图片介绍溶液在生活、生产中的应用，显然不能让学生深切感受到溶液的学习价值。这些都有可能造成浅层学习，需要对教材进行二次开发。

本课例巧妙设计了“自制盐汽水”“利用盐汽水配制鸡尾酒”“提取鸡尾酒中的色素”等连续的情境任务，逐步揭示隐含于学习任务中的知识及学科观念和方法，变传统的讲解灌输为学生的主动发现，使有关溶液的知识结构化和功能化，从而弘扬学科价值，达到深度学习的目的。

2教学目标

（1） 能够在动手做和观察实验现象的基础上，归纳溶液的定义、特征等，初步运用模型示意图表示溶液的宏观特征与微观本质的关联。

（2） 能够判断溶液中的溶质、溶剂，列举常见的溶剂，会依据对比实验分析归纳影响溶解性的内因。

（3） 能够列举溶液在生产、生活及科学实验中的应用;通过屠呦呦利用乙醚提取青蒿素的事例体悟学科价值，增强民族自豪感和自信心。

3教学流程

本节课的情境线、问题线和活动线设置如图1所示。

4教学过程

4.1情境引入： 生产生活中的碳酸饮料

[展示]碳酸饮料大家并不陌生，老师带来了一些（展示雪碧、芬达等），还有一种中国人自己发明的碳酸饮料，虽然在日常生活中不常喝，但在特殊情形下却大显身手。

[播放]马未都采访视频： 炼钢工人在高温工作时饮用盐汽水。

[提出问题]为什么炼钢工人高温下要喝盐汽水？你认为盐汽水的主要成分是什么？

[生]为了降温，补充盐分。主要成分有盐、二氧化碳等。

[展示、追问]盐汽水标签（见图2）。的确，主要成分与同学们分析的一样，这说明食盐、糖、二氧化碳等物质具有怎样的性质呢？（生答： 食盐、糖、二氧化碳能够溶解于水）

[师]这节课我们就用身边的物质一起自制盐汽水，并且从化学的视角去认识它。

设计意图： 利用生活、生产创设情境提出问题，引出本节课的第一个任务“自制盐汽水”。贴近生活，激发学生学习兴趣，并激活学生已有认知中的相关知识： 某些物质具有溶解性。

4.2学习任务1： 自制盐汽水

[问题]利用提供的原料（见表1），比较配料表，说说如何将“盐”和“汽”等溶解于水？

=

[学生发现问题]碳酸饮料中需要二氧化碳，二氧化碳从哪里来？

[师生共同分析]提供的原料中有小苏打，主要成分为碳酸氢钠，与柠檬酸混合可产生二氧化碳。

[学生设计方案]①将四种粉末分别溶解于水中，然后再混合到一起;②把蔗糖、食用盐、柠檬酸、小苏打一起放入纯净水中混合。

[师]同学们刚才都提到一个关键词“混合”，即配制的是一种混合物。下面我们动手混一混，观察所得到的混合物具有什么特征（提示： 方案①得到的4种混合物先不混合）。

[学生分组实验]按照方案分组进行实验。观察： 方案①中所得到的4种混合物及方案②中所得到的1種混合物。

[分组实验]取适量柠檬酸晶体和小苏打的混合粉末于两支试管中，其中一支直接套上气球，另一支注入约1/4试管的蒸馏水后，再迅速套上气球，观察现象。

[事实归纳]（1）生活中很多的营养品、药剂都是配成溶液，可以帮助人们补充营养、战胜疾病;（2）植物所需的营养物质通常溶解在水中，利于植物的吸收;（3）物质以分子或离子的形式分散在水中时，往往能够加快反应的速率，所以许多化学反应都是在溶液中进行的。

[资料卡]晋时，葛洪《肘后备急方》有关“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的截疟记载，给了屠呦呦灵感和启发。

[播放视频]屠呦呦的采访视频： 提取菁蒿素，造福人类，荣获诺贝尔奖。

[小结]许多药物的提取都利用了物质的溶解性。溶液在生产及科学研究中具有重要价值。学好化学，以屠呦呦为榜样，为中华民族的伟大复兴多做创新性贡献。

设计意图： 对物质用途的学习不是泛泛而谈，而是让学生通过实验对比、事实列举以及在榜样人物的事例中，获得深刻体验，真切感受到化学学科的巨大价值。

4.6归纳整合： 知识结构化

[师生归纳]从溶液的特征、组成、构成及影响物质溶解性的内因等4个角度归纳本节知识，如图8所示。

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[课后探究]教材实验92。

设计意图： 深度学习强调信息整合。引导学生从四个方面（角度）归纳整合，将所学知识进一步结构化，形成宏观辨识与微观探析，物质组成与性质、物质性质与用途之间的关联，有利于知识的迁移。将教材中的经典实验移到课后探究中，加深学生对影响物质溶解性内因的理解。

5教学效果及反思

本节课教学设计通过4个连续的学习任务，让学生围绕特定目标，从已有经验出发，以解决真实问题为主线，在问题解决过程中，付出持续的努力，通过分析判断、创造性思维以及反省认知等复杂的思维活动，形成对知识的深度理解。

课堂观察中发现，学生学习相当投入，同学间合作高效，发言踊跃、正确率较高。课后访谈中同学们说：“有趣的任务和实验让每一个人沉浸在快乐的课堂中，完成课后作业时，思路比平时更加清晰，上课时合作探究的结论都能派上用场”;“屠呦呦用乙醚作溶剂，从黄花蒿中提取青蒿素，这与老师做的用乙醇提取叶绿素的实验十分相似，看起来高深的实验，其实原理很简单，关键在于要有发现的眼光”;“化学不仅有趣更有用，要学好化学，为祖国多做贡献……”等等。学生的课后作业批阅结果也显示，知识迁移能力得到了有效提升，体现了深度学习的高效性。该课例在江苏省名师课堂展播中获得了专家及一线教师的好评[6]。

当然，基于真实情境的深度学习设计并非易事。本教学设计初始，“自制盐汽水”这一任务情境只在引入新课和溶液、溶质、溶剂概念的建构中起到作用，在探究影响物质溶解性的内因这一环节中仍然用的是教材實验。在对本课的研讨中，大家认为，“碘、高锰酸钾分别加入水和汽油中的四个实验”远离学生的生活经验，且脱离了“盐汽水”这条主线，也不能为呈现屠哟呦用乙醚提取青蒿素这一素材做出铺垫。如何将情境延续就成了教学设计的难点。笔者从七年级《生物学》上册教材“酒精脱色”这一实验中找到了灵感，将该实验改为利用“酒精和水分别提取叶绿素”的对比实验，不仅能承上——解决了“盐汽水”配制的鸡尾酒中天然色素如何提取的问题，让学生的高阶思维得到发展，又能启下——使得屠呦呦提取青蒿素这一素材的呈现显得自然且可理解，学生能够将新学知识迁移到新情境中。这样的改进和创新，保证了教学叙事的完整性与结构性，也与学生已有经验相关，促进了学生的理解性学习。

参考文献：

[1]张华. 论核心素养的内涵[J]. 全球教育展望， 2016， 45（4）： 10～24.

[2][4]杨玉琴， 倪娟. 深度学习： 指向核心素养的教学变革[J]. 当代教育科学， 2017， （8）： 43～47.

[3]杨玉琴， 倪娟. 学科核心素养视域下的教学目标： 科学研制与准确表达[J]. 化学教学， 2019， （3）： 1～7.

[5]中华人民共和国教育部制定. 义务教育化学课程标准（2011年版）[S]. 北京： 北京师范大学出版社， 2012.

[6]江苏省教研室“教学新时空名师课堂”走进盐城活动简报[EB/OL]. （20191231）[20200427]. http：//hx.jssjys.com/Html/Article/4078/.