体现微粒观和深度学习的大单元复习课教学实践

李翠华 张智勇 杨斌斌

摘要：微粒观是初中学生要建构的一个重要的化学学科观念。深度学习的理念强调学生的课堂活动与体验，让学生在情境教学中自主建构知识和掌握解决学科问题的能力。人教版九年级上册教材是通过身边的物质及其化学变化这条明线组织的，而微观变化则是一条暗线，把这条明线和暗线连接起来的是符号工具。本微粒观复习主题课是通过让学生形成并强化“宏一微一符”三重表征的思路，以学生活动为抓手，通过问题导向，解题方法可视化，实现学生的深度学习。

关键词：初中化学；深度学习：微粒观；学生活动

文章编号：1008-0546（ 2022）11x-0066-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.017

一、前言

所谓深度学习，就是指在教师引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。[1]《义务教育化学课程标准（2022年版）》中强调，要帮助学生形成化学概念，解决实际问题。[2]微粒观是初中学生要建构的一个很重要的学科基本观念，其思维的形成对后续的学习有着重要的影响。笔者所在的备课组在九年级化学上学期新授课完成后，进入九上的总复习阶段，根据学生已经学过的微粒观知识（见表1），制定基于大单元的复习课，以学生活动为抓手，以“宏观一微观一符号”三重表征为核心贯穿其间，通过问题链促进学生的深度学习，帮助初三学生突破微粒观的学习，取得较好的教学效果。

二、体现深度学习的大单元复习课教学

1．体现深度学习的大单元复习课教学的实践模型

2005年，上海师范大学黎加厚教授首次提出深度学习的概念，并指出深度学习是学习者在理解的基础上，批判性地学习新的思想和事实，将它们融入原有的认知结构中，在众多思想间进行联系，并将已有知识迁移到新情境中，解决新问题。[3]

深度学习倡导单元学习，它要求教师建立好学科素养和学科核心内容之间的关系，依据新课标和教材，选择有利于发展学生核心素养的情境素材，制定学习目标，通过设计学生活动开展课堂教学，增强学生学习的体验性，并且在情境中对学生进行学习评价，实现“教、学、评”的一致性。复习课是上完新课之后，这就要求教师对教学内容进行二度开发。开展深度学习的大单元复习课有四个重要的环节：选择学习主题、确定学习目标、设计学习活动、开展持续性评价，见图1。这是“深度学习的实践模型”四个要素。[1]

2．宏一微一符三重表征突破微粒观教学难点

三重表征是指对知识进行宏观、微观和符号三个层次的表征，三者之间既相互独立，又可以相互转化，对提升学生科学思维能力有着重要的作用。[4]对于初三学生而言，宏观的物质世界容易感知，微观知识比较抽象，容易产生畏难情绪。如何突破教学难点？化学符号作为工具，能在宏观的学习活动中增强学生的体验，较好将微观知识连接起来，从而在学生中建构“宏一微一符”思维模型，当学生的思维能力有了发展时，深度学习就比较容易实现。

三、体现微粒观和深度学习的大单元复习课教学实践

1．学习目标

从课程标准来看，学生已经初步掌握了常见的物质、物质的分类、物质变化的基本特征、质量守恒定律、几种化学反应类型等，其中“身边的物质”“物质的构成奥秘”“物质的化学变化”是课程标准中的一级主题，“化学变化的基本特征”“质量守恒定律”和“认识几种化学反应”是其下的二级主题，主要包括质量守恒定律、化学反应的类型、化学反应的表示方法等内容。以上所学习的内容在教材中比较分散，教材通过身边的物质的化学变化这条明线进行组织，它们的微观变化是一条暗线，把这条明线和暗线连接起来的是符号工具。从学科核心素养进阶的角度看．复习阶段学生对化学变化的认识应该有所提升。

本主题的复习课用2-3个课时完成。学习目标是：

（1）通过微观模型、符号表征，以化学式作为工具，建立纯净物、混合物的分类观；

（2）认识化学变化中的物质之间的变化，建立物质的变化观；

（3）通過对典型物理变化和化学变化的微观分析，认识物质转化的实质是微粒变化（拆分、重组），能够从定量角度认识化学变化（原子守恒），动态建立化学反应的实质，建立化学变化“宏一微一符”三重表征；

（4）联系生产生活实际的化学问题，形成用微粒观的思想解决实际问题的思路和方法。

本复习课学习目标的三重表征可以用图2来表示：

2．学习活动

（1）突破物质的分类

学生活动一：根据模型书写化学式，认识纯净物的微观构成。

[图片展示]（见图3）

问题：①根据图3的模型，判断其中的物质由什么粒子构成？②化学式和模型间有什么关系？

设计意图：粒子的结构决定化学式，化学式体现粒子的结构。通过对模型的归纳，知道物质的微观构成的特点，形成分类观。知道化学式和微观粒子构成的相互关系，利用希沃电子白板平台拍照上传学生的答题情况，分析学生的思维障碍点问题。

学生活动二：学生根据模型书写化学式，建立纯净物、混合物的分类。

图四中“●”“@”和“O”分别表示元素氢、碳、氧的原子，其中表示纯净物的是____，混合物的是____，单质的是____，化合物的是____，氧化物的是 _____（均填数字）。

问题：①纯净物和混合物的化学语言（化学式）有何区别？②单质和化合物的化学语言（化学式）有何区别？

设计意图：通过让学生书写化学式，让学生自主总结物质分类的定义，回归课本的概念。

（2）体验物质化学变化的微观实质

学生活动三：进行氧化汞分解的实验后，让四个同学（分别两个同学手牵手表示一个氧化汞分子，共两个氧化汞分子）表演氧化汞的分解的微观过程。

设计意图：通过学生对熟悉的化学反应的微观过程的表演，能增加课堂的互动性，暴露学生的思维，形象展示化学反应的实质：分子拆分，原子重组，同时也让学生理解物质的微观构成，每两个氧原子结合成一个氧分子，氧气是由氧分子构成的，金属汞是由原子构成的。

学生活动四：猜测陌生物质分解的生成物。

[討论1]铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，碱式碳酸铜由 种元素组成。碱式碳酸铜受热会分解，请你预测生成物中可能有什么物质？依据是什么？

[讨论2]图5中“O”和“●”分别表示氢原子和氧原子，下列反应的微观示意图有没有体现出质量守恒定律，为什么？

设计意图：利用探究讨论，引起学生思考，先从宏观去猜测物质的变化，再从微观角度去解释化学变化，从两个角度理解质量守恒。

（3）让解题方法可视化

[应用1]推断组成物质的元素种类。

[例题]某物质在空气中燃烧生成二氧化碳和水，该物质含有

（ ）

A．只含有碳、氢、氧元素

B. 一定含有碳、氢、可能含有氧元素

C．一定只含有碳、氢元素

D．肯定只含有碳、氧元素

[问题引导]①反应中的已知物质是什么？请用化学式表示出来。②你是依据什么事实来判断未知物质的元素组成的？

[方法指导]利用反应前后元素种类不变。先写出反应的符号表达式，再数出已知元素，最后推出未知物的组成元素。

[应用2]推断未知物质的化学式X。

[例题]超氧化钾（KO2）常备于急救器和消防队员背包中，能迅速与水反应放出氧气：

2KO2+2H2O=2KOH+X+02↑则X的化学式为：____。

[方法指导]利用反应前后原子种类和数量不变，先列出原子种类，再数出已有的原子个数，最后将余下的原子个数构成未知物的化学式。

[应用3]画出化学变化的微观变化图。

请根据化学反应的微观原理（见图6）将图中“反应中”和“反应后”补充完整。

[方法指导]一写，二数，三方程。一是根据粒子模型写出物质化学式；二是数一数反应前后原子数量是否守恒，注意有过量的情况；三是写出化学方程式。

[迁移应用]我国科学家成功合成新型催化剂，能将CO2高效转化为甲醇（CH30H）。这不仅可以缓解碳排放引起的温室效应，还将成为理想的能源补充形式。该化学反应的微观过程见图7。

（1）以上物质属于化合物的是一（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。

（2）物质丁的化学式____。

（3）请用化学方程式表示上述反应：____。

（4）参加反应的甲、乙物质分子个数比为

。

设计意图：让学生在解题讨论中自我建构解题思路，并总结出相应的方法，让解题思路可视化。通过不同的迁移应用，在情境中评价学生的掌握程度，培养其解决学科问题的能力。

3．学习评价

通过学生活动，随时评价学生的学习掌握程度，通过迁移应用暴露学生的思维，通过解决问题的思路可视化，让学生形成解决问题的有序思维。实现微粒观深度学习还有一个环节就是进行有效的课后作业设计，对学生进行持续性的学习评价。本节复习课让学生不断建构物质变化的“宏一微一符”三重表征，课后的作业如下。

作业1：物质的分类

[宏观辨识与微观探析]●表示氢原子和O表示氧原子，请按要求画出下列示意图。

①请画出一种含有氧原子的纯净物的微观示意图；

②请画出一种只含有氧原子的混合物的微观示意图；

③请画出一种含有氧原子的化合物的微观示意图；

④请画出一种含有氧原子和氢原子的混合物的微观示意图；

⑤请画出一种氧化物的微观示意图。

命题意图：通过让学生动手画，暴露学生对核心概念的微观理解。

作业2：物质的变化

[三重表征]二氧化碳和氢气在一定条件下转换为化工原料乙烯（C2H4），是我国科学研究的又一重大突破，其反应微观过程如下图8所示，用化学方程式表示为____。该反应中属于单质的物质是____，不发生改变的微粒是

一（填化学符号）。请用微观的观点解释化学变化的实质

。

命题意图：考查学生利用微观图的能力。该题中还涉及过量的问题，要求学生根据微粒图找到过量的反应物，并能分析该化学变化的微观过程。是微粒观、分类观、变化观的综合考查。

四、教学反思

1．教学目标是深度学习的教学依据

基于深度学习理论进行微粒观深度学习的大单元复习课，可以打通教材的局限，根据课程标准、教材内容和学生学情等制定教学目标，研究教材知识的主线和明线，制定合适的大单元的教学主题和目标。

2．教学活动及问题导向是深度学习的主线

清晰的教学目标使课堂深度学习有了明确的指引，这时教师需要思考怎样的学生活动，能充分体现学生的思维障碍点，并且可以在完成某项学习任务的活动中，了解到学生的掌握情况，及时根据学生达成度进行补偿性教学，发展学生的思维。比如，笔者通过设置合适的学生活动，以化学式工具来突破物质分类的微观易错点，以宏观物质感知、微观模型演示使学生了解物质变化的微观本质，通过问题导向不断培养学生“宏一微一符”之间的转换，思维能力得到发展，通过给定情境的迁移应用训练评价学生的掌握情况，实现了学生思维的进阶。

3．教学评一体化是深度学习的途径

深度学习要求课堂增强学生学习的体验性，并且在情境中对学生进行学习评价，实现“教、学、评”的一致性。教、学、评一体化目的是促进学生的学，改进教师的教，实现教学相长的目的。教师需要根据学生的评价结果，及时调整教学策略，提高教学目标的达成度，最终实现学生的思维进阶。

参考文献

[1]刘月霞，郭华．深度学习：走向核心素养[M]．北京：教育科学出版社．2021.

[2] 中华人民共和国教育部．义务教育化学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[3]何玲，黎加厚．促进学生深度学习[J].现代教学，2005（05）：29-30．

[4] 卓义雄．立足知识三重表征，促进学生深度学习[J].教育管理与教育研究，2021（17）：96-98.