指向深度学习的初三化学复习教学设计

洪清娟

摘要：本节课创设以“石头纸”探秘这个真实的学习和问题解决情境，以认识“石头纸”、鉴别“石头纸”和“木浆纸”、探究“石头纸”中碳酸钙含量等任务驱动，适当制造认知冲突，让学生初步学会从真实生活情境出发，通过具体实验探究过程，抽提出研究陌生物质性质、含量等相关问题的一般思维方法模型。

关键词：深度学习;复习教学;石头纸;培养思维素养

文章编号：1008-0546（2020）01-0065-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.01.018

一、指向深度学习的复习教学理解

初三化学复习课存在碎片化、浅层化学习和针对性不强的现象：一味回顾梳理知识点，或大量刷题、讲评试卷进行解题训练，这样的复习模式虽面面俱到，但学生解决问题、迁移创新能力和高阶思维没有得到应有的发展和提升，素养为本的教学不能得以落实。指向深度学习的初三化学复习是帮助学生从“解题”到“解决问题”的優质教学;是追求民主的、人文的、自主的、体验的生态教学;是教师精心挑选适切的、有一定挑战性的学习主题，引领学生围绕主题，从化学学科视角，运用化学思维方式，开展以化学探究实验等多样化的学习活动，并在解决问题的活动中自主建构基于个体经验、具有个人理解的知识网络，抽提出运用化学学科思想解决问题的思路方法、以实现知识的功能化和思路的结构化，并进行灵活地迁移创新应用，发展化学科学思维，形成学科观念，提升关键能力，最终实现深度学习和学科核心素养发展的智慧教学。

二、指向深度学习的复习教学设计的关键环节

指向深度学习的复习教学设计，就是一个帮助学生理解知识并学会灵活迁移创新的学习进阶过程。学生的高阶思维素养的发展是衡量深度学习实现与否的重要指标。因为只有学生思维有序、有效、敏捷、科学，这样的学习才有深度、有质量，所以教师应根据学生知识经验储备和能力素养情况明确教学目标，尤其要厘清培养什么样的思维素养为目标;其次根据教学目标来选择什么样的真实情境为载体;再次，考虑设置什么样的问题和学习任务、评价任务来驱动;最后确立如何检验思维素养培养的成效，确保最终达成深度学习的目标。基于上述的思考，笔者确定了指向深度学习的复习教学设计的关键环节，如图1所示。笔者听取福州宦溪中学施秀美异地开课，执教主题为“探秘石头纸”，从深度学习的角度对本节课的教学设计进行思考分析，与同行交流。

三、教学过程设计与分析

进入初三复习阶段，学生已具备与本节课学习相关的必备知识及实验技能：掌握了一些金属、酸碱盐的化学性质;进行了氧气和二氧化碳的实验室制法、粗盐的提纯、燃烧条件的探究学习;初步具备物质的简单分离提纯和性质验证探究实验、气体实验室制取与收集等基本操作技能;初步掌握控制单一变量法。但是对于陌生物质的性质、成分对实验结果的影响和主要成分含量的探究等尚未系统进行学习体验。本节课教学流程如图2所示。

通过主题式复习探究“石头纸”的性质、鉴别“木浆纸”与“石头纸”真实情境的创设、开展实验方案的设计和实施过程中异常现象出现后的实验方案再调整等活动，学生深度体验并初步形成有序研究陌生物质性质的一般思路、方法并深化和重构其认识角度，也有利于学科核心素养体系下的初高中教学衔接。

教师精选复杂、现实的问题情境，把情境精心转化为驱动性的任务或问题，通过任务的开展和问题的解决过程，来诊断学生面对这种结构性不良情境表现出来的关键能力水平。学生在问题解决过程中实现知识的迁移应用，达成证据推理与模型认知的化学学科核心素养水平的发展。

教学环节1：初识“石头纸”

（资料1）“石头纸”[成分：碳酸钙约80%、表面涂层为有机物聚乙烯（c2H4）n]和“木浆纸”[成分：植物纤维（有机物）和灰分（无机盐）]。提示：绝大多数有机物具有可燃性。

（问1）从化学研究物质的角度，预测“石头纸”应具有哪些性质？并阐述你判断的依据。

（问2）怎么鉴别一张“石头纸”和“木浆纸”？请设计探究方案并说出设计依据。

设计意图：学生根据提供的信息，能预测“石头纸”应具有的一些性质，但未能讲述预测“石头纸”具有该性质的理由，由此诊断出学生证据意识较欠缺，多是凭直觉或生活经验做出判断。在教师引导下初步建立起证据意识，形成师生研讨的结果（见表1）;通过学生探究方案的交流展示，诊断出学生能根据性质进行方案设计，学生思维具有一定的科学性与广阔性，但控制变量意识有待提高。这个环节的设置有利于发展和完善学生思维的逻辑严密性、思维的系统性，也诊断出学生分析、解决问题的能力较为欠缺。该任务的设置不仅让学生初步感受研究物质一般可以从组分的性质入手分析的认知模型，还为教师后续教学内容的调整提供了具体的依据。

教学环节2：鉴别“石头纸”与“木浆纸”

学生根据提供的信息，设计鉴别“石头纸”与“木浆纸”方案，归纳提炼具体鉴别方法，并尝试寻找实验事实和隐含的化学原理作为证据。

设计意图：小组讨论设计可行的鉴别方案（见表2），通过学生讲述自身对原理或事实依据的认识，外显学生的思维，教师可以从中发现学生思维的发展程度、差异和不足之处，并以此为依据进行相应的指导。学生从他人对鉴别方法和证据的阐述中得到启发、修正和完善提升，初步自主建构依据物质性质差异选择不同的鉴别方法的认知模型。

教学环节3：分组实验探究

学生自主选择讨论后的1-2种实验方案进行实验探究，教师在教室里来回巡视，留心观察每一组实验的进行，提醒及时记录真实的实验现象，之后学生按小组分享实验现象、实验结论等。当汇报实验过程中出现异常——与之前预测有较大出入的燃烧法和酸溶法时，产生了认知冲突，学生探究意识空前高涨，迫不及待想找寻原因。教师顺势而为，根据学生强烈的认知需求，很自然提出下一组驱动性的本源问题。这有利于学生逐渐学会关注证据与结论背后的逻辑推理以及对结论内涵、局限和应用范围的深入理解。

（问3）为什么“石头纸”也会烧着，但是点燃却出现卷边的现象？说说你的猜测的原因及依据。

（问4）为什么加酸之后普通“木浆纸”产生较多气泡，而“石头纸”几乎没有产生气泡？说说你的猜测的原因及依据。

问题3学生经过讨论，根据“石头纸”的成分，联系生活中塑料燃烧的现象，对猜测的原因能给出充分的论据支持，证据推理意识逐步增强和完善，能初步基于证据对物质的变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或论证，建立结论和证据之间的逻辑关系，探究渐入佳境。由于问题4超出学生的认知范围，教师提供新的思维路径，引导从普通“木浆纸”的成分和制造的工艺原理、造纸原料查询资料，找寻本质原因，作为显性实验事实的隐性依据。因为普通“木浆纸”制浆的工艺原理比较复杂，所以主要由教师讲解介绍，同时提供簡化资料信息，便于学生进行科学阅读。

（资料2）普通“木浆纸”的制造工艺原理介绍：现在常用的制浆造纸工艺有硫酸盐法制浆和碱法制浆，基本工艺简化流程如图3所示。硫酸盐法制浆用氢氧化钠与硫化钠混合液为蒸煮液，硫酸钠溶液作为蒸煮液的补充剂;碱法制浆则用氢氧化钠与蒽醌混合液为蒸煮液，在碱回收系统中用碳酸钠或烧碱来补充生产过程中碱的损失。

针对问题4，学生通过资料2的阅读，分析提取关键信息，综合资料1，做出大胆的猜想，推测“木浆纸”含有的无机盐可能是碳酸盐;学生从资料1知道“石头纸”表面涂层的有机物可能影响其与酸反应，讨论设计出两种方案：①先用砂纸打磨除去表面有机涂层再加酸，观察是否有气泡产生;②把“石头纸”燃烧后（目的是除去表面有机涂层），取烧后的灰烬再加酸，观察是否有气泡产生。这两个问题促进学生对组分问性质的差异，对物质鉴别可能相互影响这个认识角度的理解。

（问5）如何测定“石头纸”燃烧后灰烬中碳酸钙的质量分数？请设计实验方案（课后拓展思考）。

设计意图：本节课创设以“石头纸”探秘过程，融合了整个教学内容。精心设置统领在教学过程的实际问题链，在整个学习过程中都能激发、推动、维持、强化和调整学生的认知、情感和实践活动等，让学生的思维不断走向深入，建构可以迁移运用的知识体系。让学生初步学会从真实生活情境出发，通过具体实验探究过程，抽提出研究陌生物质的一般思维方法模型：物质成分的组成一预测性质一根据性质设计实验探究方案一实验一异常实验分析推理一再设计探究、修正完善原先认知一确定陌生物质性质。课后思考问题5的布置，巧妙地从定性转向定量的研究，使学生对物质性质和组成的研究更全面深入。定性与定量结合、组分主次因素对实验结果的影响，多角度综合分析的证据推理促进认知模型的逐步完善、理解，有利于发展学生研究陌生物质的系统思维。

四、总结与反思

本节课教学实施中要求学生从“石头纸”的实验探秘过程，提取研究“石头纸”的关键要素，形成解决物质性质和含量这类问题研究的一般思路和方法。学会通过实验探究手段，建立实验事实（现象）作为证据，概括关联整合已学知识，初步进行推理预测并分析解释，逐步明确证据与结论的联系，实现深度学习的教学之旅。

指向深度学习的教学设计，教师应创设真实的学习和问题解决情境，以任务和问题驱动，让学生充分体验科学探究之美，培养学生的实证意识，象化学家那样地思考问题，建立可迁移、多维度认识物质性质的化学视角和思路。学生经历了感受认识模型一自主建构模型一理解应用模型的过程，实现深度学习和高阶思维的提升，从而发展学生认知和科学思维，提升问题解决能力，实现思维进阶和深度学习。

指向深度学习的实验探究，教学活动应既可以开展多角度的探究活动，又可以自主选择某一角度探究，探究的过程是动态变化的，是需要不断面对相异构想去调整实验设计再次验证的。通过对实验异常出现之后的实验方案进行反复讨论并调整完善，这样的探究有利学生思维的发散与收敛，不断反复进行如此思维训练，学生的高阶思维能力、科学探究与创新精神等学科核心素养就水到渠成地得到了发展。

指向深度学习的复习教学，应注意把过程性评价与反馈性评价交叉进行，这两者是相辅相成、互相促进的。例如可以进行以主题复习做单元整体教学设计，后续开展系列反馈性的学习活动任务，继续开展如探究“泡腾片”的奥秘、“暖宝宝为什么会发热”等基于真实情境的陌生物质性质与含量测定研究，以跟踪落实和反馈学生的学习效果，借此来进一步测评深度学习的教学目标是否达成。因为学习所得是否持续作用？学生后续遇到类似问题，在解决问题过程中能否自觉运用本节课习得研究陌生物质思维模型？具体采用怎样的思维方式，思考角度是否理性多样？思考深度是否得到提升？等等这些都是深度学习是否发生的评价标准。