基于深度学习的中学化学教学设计

刘可可

摘要：通过深度学习的教学设计教学，对真实有效地达成教学目标具有促进作用。以人教版必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》中的第三课时内容“铁盐和亚铁盐”为例进行基于深度学习的教学设计，通过真实的教学情境、科学探究过程、辩证地进行评价、模型构建、总结反思，最后将所学知识应用到实际或陌生情境中的形式促进深度学习的形成。

关键词：深度学习、科学探究、辩证评价、教学设计。

一、问题的提出

深度学习是对学生在学习的思维层次、投入程度、反思深度及迁移应用能力等方面进行研究，它是在学生基于理解的基础上以发展高阶思维为目标的一种学习方式，这里的高阶思维主要包含创新创造、批判思维、迁移应用等方面。在化学课堂中渗透深度学习的理念，可以在轻松愉快的学习氛围中提升学生的发散思维和动手操作能力，并将所学知识迁移应用于实际生产生活中。

二、基于深度学习的教学设计案例分析

环节一：真实的问题情境

[情境引入]同学们，今天上课前，老师要表演一个小魔术。大家看看老师手中的纸片和木剑（拿出事先转备好的道具），现在老师将剑刺向纸片，大家仔细观察会出现什么。

[学生发现]“受伤”后的纸片“流血”了。

[教师追问]纸片“流血”了，大家相信吗？

[学生回答]不相信，纸片没有生命。

[深度学习1]纸片“流血”了是怎么回事呢？这节课我们就一起来揭开谜底。

[设计意图]以魔术开头，扣人心弦。以情境带动，激发学生的好奇心和求知欲，拉近学生与化学学科间的距离，提高学生对探究活动的参与度。通过问题驱动，对已学知识进行复习并引入新知。

环节二：科學探究过程

[教师活动1]演示实验：一支试管中加入5mlFeCl3溶液，再滴入几滴KSCN溶液。观察现象。

[学生回答]溶液变成了血红色！

[深度学习2]魔术的谜底就在这里了。谜底是什么呢？

[学生回答]纸片上提前涂有FeCl3溶液，遇到木剑上的硫氰化铁溶液，会变血红色。（此时部分学生无法确定纸片上涂的是FeCl3溶液还是硫氰化铁溶液，可引导学生观察两者溶液颜色差别（浸泡过FeCl3溶液的纸片偏黄），从而确定答案）

[深度学习3]Fe3+可以使KSCN溶液变为血红色，Fe2+是否也可以呢？

[学生活动1]分组实验：将亚铁离子滴入KSCN溶液中，观察颜色变化。

[小组汇报]亚铁离子不能使KSCN溶液变成血红色。

[深度学习4]结合已学知识，总结Fe3+和Fe2+的检验方法。

[深度学习5]铁元素存在着+2，+3 两个化合价，这决定了其化合物的复杂性。Fe3+和Fe2+在性质上有何不同？（氧化性还是还原性？引导学生从化合价的角度进行思考 ）设计实验证明你的想法。

[学生活动2]分组设计实验：先根据化合价预测可能的氧化、还原性，对药品进行分类。分组讨论后，完成药品分类表。（提供药品：维C、铁粉、铜片、KI溶液、淀粉溶液、KSCN溶液、氯水、酸性高锰酸钾溶液、稀硝酸、双氧水;实验用品：试管、胶头滴管）

接着利用已有药品，设计可行的实验方案，进行实验。

[小组汇报]Fe3+具有氧化性，Fe2+具有还原性。2.Fe3和Fe2+之间可以相互转化。

[教师总结]方才我们成功地证明了Fe3+具有氧化性，Fe2+具有还原性。同时我们也发现Fe3和Fe2+之间可以相互转化。

[设计意图]通过小组合作探究，提高学生的动手操作能力，增强合作探究意识，养成注重实证、严谨求实的科学态度。

环节三：辩证地进行评价

[深度学习6]根据Fe3+和Fe2+在性质上的不同，请大家设计实验探究Fe、Fe3+和Fe2+之间的相互转化关系。

[学生1回答]根据Fe3+具有氧化性，可以向含Fe3+的溶液中加还原剂（如Cu片、KI溶液等）使之转化为Fe2+，也可以加强还原剂（如Zn等）将其进一步还原为Fe。

[学生2回答]Fe具有还原性，也可以加入铁粉将Fe3+加还原为Fe2+。

[学生3回答]Fe2+处于中间价态，将强氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液、稀硝酸、双氧水等）可以将它转化为Fe3+，加强还原剂（如Zn等）可以转化为Fe。

[设计意图]通过小组合作探究Fe、Fe3+和Fe2+之间的相互转化关系，遇到问题，大家团结协作、集思广益，缩短了时间，提高了效率，促进了学生高阶思维的发展。生成性的实验课堂是学生深度学习的有效途径之一。

环节四：模型构建

[深度学习7]之前大家通过实验，发现Fe粉能将 Fe3+还原为 Fe2+，大家能用图示的方法归纳 Fe、Fe3+和Fe2+之间的相互转化关系吗？

[学生活动3]完成铁三角模型构建。

[设计意图]基于科学探究结果，引导学生构建铁三角模型，培养学生通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征及其相互转化关系，建立认知模型的能力。

环节五：总结与反思

[深度学习8]通过本节课的学习，对我们今后学习元素及其化合物有哪些帮助呢？

[学生4回答]可以根据元素价态预测物质的性质。

[学生5回答]可以根据元素价态设计物质间转化的途径。

[深度学习9]通过本节课的学习，请大家谈谈自己的感想。

[学生6回答]化学实验特别有趣，我很喜欢。

[学生7回答]小组合作探究非常好，大家可以一起学习、谈论、及时发现问题并解决问题，投入程度高，受益良多。

[学生8回答]我觉得实验探究课很充实，参与度高，知识点在探究和讨论过程中理解的更为透彻，印象深刻，课后也不容易遗忘。

[设计意图]同学们身体和精神都在全程高度参与探究活动，对本节课知识点的总结有充分的发言权，而且经过小组一起合作探究，印象深刻。初步建立基于物质类别和元素价态视角认识元素及其化合物的模型，在活动中总结反思。

环节五：迁移与应用

[深度学习10]电子工业中常用覆铜板为基础材料制作印刷电路板（展示印刷电路板），印刷电路板广泛应用于电视机、计算机、手机等电子产品中，大家知道印刷电路板的制作原理吗？

[學生回答]Cu片能与Fe3+反应，2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe3+。

[教师活动]没错，印刷电路就是利用这个原理做成的，请大家课后利用覆铜板制作指定图案。

[深度学习11]展示硫酸亚铁片及说明书，阅读说明书并思考、交流：从中获得哪些信息？有哪些理论依据？

[学生9回答]使用包衣片是因为Fe2+不稳定，容易被空气的氧气氧化。

[学生10回答]结合维生素C同服，有利于亚铁吸收，是因为生素C可能具有还原性，可以防止Fe2+被氧化。

[设计意图]引入学生较为熟悉的生活情境，让学生在问题情境下思考和应用课堂所学知识，并进一步将本课题知识点进行升华，学以致用，使化学学科更贴近于生活，拉近了学生与学科之间的距离，提高了学生化学知识和方法的运用能力。实践检验是衡量深度学习的有效标准。

三、基于深度学习的化学教学设计反思

（一）建立协同师生关系，提高学生参与度

本节课以实验探究为主要环节，在课堂中要想充分体现学生的主体性，教师就要扮演好主导性的角色，并且处理好与学生的关系。只有学生积极主动参与教学活动才能取得良好的学习效果。在探究实验过程中，学生勇于提出自己的想法，面对出现的问题，大家各抒己见、集思广益，共同得出解决问题的方法。

（二）进行持续有效反馈，导向学习目标评价

针对本课题的实验探究，学生们积极给出实验方案，对于所给出的方案经过师生的共同评价反馈进行完善。在实验过程中出现的问题，大家各抒己见，共同商讨得出问题的解决方案。充分培养自我监控与反思的能力，针对自己所欠缺的方面，及时进行完善。

（三）问题驱动推进教学，促进高阶思维发展

如通过实验探究得出Fe2+、Fe3+的性质及转化关系后，引入印刷电路板，探讨其制作方法并动手设计，将化学走进生活，学以致用。接着展示硫酸亚铁片说明书，引导学生用本节课所学知识解释原理，从生活走进化学。通过问题情境，学生对铁盐和亚铁盐相关知识进行迁移应用，有利于学生们进行深入思考，促进高阶思维的发展。

（四）合作完成探究活动，体现化学核心素养

学生设计实验方案，分工合作，共同完成实验探究过程。在实验的过程中小组通过对实验方案的改进，体现了同学们在实验中善于发现问题并积极思考的良好素养，在科学探究与实验创新能力方面得到一定的发展。

参考文献：

[1]梅伟权.促进学生深度学习的化学教学设计[J].中学教学参考·理科版，2018（11）：32.

[2]杨正芳.指向深度学习的翻转课堂设计与实施[J].物理通报，2019（09）：39-41.

[3]黄冠.基于“经验学习”培养物理学科能力和实施策略[J].物理通报，2019（09）：41-43.

[4]周燕梅.促进大学生深度学习的混合式教学设计与应用研究[J].中国知网.2011（08）.

[4]周燕梅.促进大学生深度学习的混合式教学设计与应用研究[J].中国知网.2011（08）.

[5]张晓静，鹿钰锋，姚如富.基于深度学习的中学化学教学流程设计[J].安徽教育科研.2021（12）.21-22.