深度学习视野下的初中化学实验有效教学探析

【摘要】基于深度学习视野开展初中化学有效实验，有利于丰富课堂教学内容，转变教师的教学理念，提高学生自主学习能力。基于深度学习视野有效地开展实验教学，需要在课堂导入时做好深度准备；实验进行时做好深度探究；实验完成时做好应用的深度思考；课堂总结时做好深度梳理；课后拓展时做好深度延伸。

【关键词】深度学习  初中化学  实验教学

【中图分类号】G633.8   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2023）05-0196-03

深度学习是相对于浅层学习来说的一种学习模式，是有意义的学习。这意味着学生在课堂上真正有价值地学习，并有能力在实践中运用所学。深度学习的目标是使学生在获得丰富的认知体验中理解和掌握知识，从而发展他们的能力[1]。基于深度学习的视野来开展初中化学实验教学，可以使实验教学更加有效。

1.基于深度学习视野开展初中化学有效实验的意义

1.1有利于丰富课堂教学内容

教师在教学中可以根据不同的教学内容进行不同的教学设计，通过实验来锻炼学生的实际操作能力，丰富课堂内容，帮助学生更好地理解化学知识[2-3]。教师在实验教学中应该结合实际情况选择不同的教学方式，例如在进行实验分析时可以采取多媒体技术来进行教学。教师可以将一些化学实验现象用动画、图片等形式展示给学生，让学生了解化学实验过程中发生的变化和原理。除此之外，教师还可以设计一些趣味小实验，如，将两个相同的小烧杯同时放入水中，观察水有何变化，让学生在实验中学习化学知识。通过这样的方式可以让学生在轻松、快乐的氛围中学习化学知识，提高他们对化学学习的积极性。

1.2有利于转变教师的教学理念

传统教学中教师是知识的传授者，学生是知识的接受者。在这种教学模式下，学生缺乏独立思考能力和主动学习精神，课堂上教师说什么就听什么，对实验教学缺乏兴趣，只会将化学理论知识死记硬背下来。而深度学习模式下，教师起到引导的作用，在实验教学中让学生参与其中。比如在人教版化学九年级上册“实验探究：氧气的性质”的教学中，教师可以让学生根据自己的理解设计实验方案，通过实验探究氧气的性质。老师可以选择几个具有代表性的实验方案让学生进行分析和比较，让学生去思考和讨论每个方案存在的优势和不足。在这种情况下，学生就会主动参与到化学实验中来，教师也能看到学生不同方案的优缺点。所以教师在教学中要转变原有的教学观念，把自己当作是一个参与者而不是知识的传授者。教师要尊重学生的学习主体地位，让学生成为课堂学习的主人。

1.3有利于提高学生自主学习能力

在化学实验教学中应用深度学习，可以帮助学生主动掌握化学知识，让学生在学习过程中拥有更多的主动权，使其在学习中形成一种良性循环[4]。具体来说，教师在教学过程中需要为学生创造自主学习的环境与条件，让学生在实验过程中成为主动学习的主体。例如，在讲解“镁在空气中的燃烧”这一节知识时，教师可以为学生提供一些小实验材料，让学生自由发挥。比如给学生提供几根镁条、火柴、实验容器，并将实验材料分别放入实验容器中。这时教师可以提出相关问题让学生进行思考：“当镁条在空气燃烧时会出现什么现象？”“如果想要更好地观察镁在空气中燃烧时产生的现象，应该如何做？”

2.基于深度学习视野开展初中化学有效实验的策略

如何基于深度学习视野有效地开展化学实验？为了更好地说明该问题，本文以人教版九年级上册化学中的“二氧化碳的制取和性质”实验为例进行阐述。该实验教学的主要目标是让学生通过实验掌握二氧化碳的制取方法和性质特点。实验教学的重点是二氧化碳的制取，要求学生基于化学反应式懂得实验装置的设计和安装。实验教学的难点是二氧化碳的性质探究，要求学生能自主设计验证二氧化碳性质的方法。要想让这样的实验真正深度地、有效地实施，需要在课堂导入时做好深度准备；实验进行时做好深度探究；实验完成时做好应用的深度思考；课堂总结时做好深度总结。

2.1课堂导入：调动学生认知经验，为有效实验做好深度准备

多数学生在初中化学学习之前未曾真正接触过化学实验，对化学实验的目的、方法、原则等一概不知，处于一种茫然状态。但是，对于化学实验所针对的化学现象，学生却可能有着相关的生活经验，比如醋会让鸡蛋变软、二氧化碳与全球气候变暖有关、发芽变黑的马铃薯有毒等。在实验课堂导入时，教师可以利用做游戏、讲故事、提问题等不同的手段，尽量利用学生既有的生活经验知识，创设起相应的生活情景，引发学生对相关化学现象进行深度的思考，激发其参与实验的欲望，为即将进行的化学实验做好深度准备，也为化学实验的有效进行提供前期心理保障。

对于“二氧化碳的制取与性质”这个实验涉及的主要实验对象“二氧化碳”，从化学原理上学生并不了解，但生活经验中接触得并不少。所以实验课堂导入时，教师可以用“猜一猜”的活动引领学生进入情景：植物生长离不开它，消防灭火离不开它，全球变暖主要因为它，动物呼出的主要有它，猜猜它是什么？教师可以让尽量多的学生分享自己的答案，并说出理由。一般而言，基于生活经验，学生大多数能很快猜到“它”是“二氧化碳”。待学生大都认定答案为“二氧化碳”之后，教师可以进一步追问：“植物生长为什么需要二氧化碳？二氧化碳为什么能灭火？二氧化碳为什么会导致全球变暖？”这一串问题的追问，会引发学生进行深度思考，激发起学生动手探究的欲望，從而为接下来有效开展“二氧化碳的制取和性质”实验打下良好的基础。

2.2实验进行：围绕实验设计问题，引导学生做好深度思考

实验进行时，教师可以围绕实验教学的目标，设计系列引导性的问题，引导学生利用实验开展问题探究活动。探究和解决问题的过程也就是实验的过程，找到问题答案之时，也就是实验得以有效完成之时。

就“二氧化碳的制取和性质”这个实验来说，教师可以先给出一串问题：“二氧化碳如果在空气中消失了会怎么样？二氧化碳和空气在密度上谁更大？”接着再抛给学生相关问题：“空气中如果没有二氧化碳会怎样？二氧化碳如何制取？”并给出二氧化碳制取的化学反应式“CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑”，让学生以小组为单位，基于以上问题进行思考和讨论，进一步激发探究欲望。然后指导学生基于教材介绍先对二氧化碳知识进行浅层学习，对二氧化碳有了初步的认知之后，再引导学生根据二氧化碳制取反应式设计实验，并按规范安装实验装置（如图1所示），实现对二氧化碳知识的深度学习。

在制取二氧化碳的实验完成后，各小组的学生均制取了一定量的二氧化碳，接下来就要引导他们进一步基于问题深度探究二氧化碳的性质。比如，前面提到消防队员用二氧化碳灭火，说明二氧化碳具有不可燃烧的性质，那如何证明二氧化碳的这种性质呢？实验要如何设计呢？学生以小组为单位基于这样的问题开始探究，一般能很快想到实验办法。比如，某小组就想到：用一炷燃烧着的烟香伸入二氧化碳中，如果烟香在二氧化碳中停止燃烧，就证明了二氧化碳具有不可燃烧的性质。又比如，空气中的二氧化碳密度比空气大还是小？如何验证？学生很快想到了曾经学习过的知识——体积相等的情况下，密度越大，质量就越大。于是想到了在天平两端各放一个烧杯比较同体积的空气和二氧化碳质量，进而确定谁的密度更大的实验方案。

不难看出，以上问题引领学生进行了深度的思考和探究，让学生自主地完成了实验的设计和探究，实现了深度学习，并确保了实验的有效甚至高效。

2.3实验完成：应用实验知识解决生活问题，实现化学知识深度内化

实验完成后，学生已经从实验中获得了相应的知识。但是，靠教材和实验获得的知识还停留在外层记忆中，一般不够牢靠。学生只有联系生活实践来对知识进行应用思考或应用实践之后，才会真正将知识深度内化，从而发展出灵活运用相关知识解决生活问题的能力。这样一来，化学实验教学才具有长效性。

上述实验过程中，学生通过实验对有关问题进行深度思考和探究之后，对二氧化碳的不可燃烧这一性质有了较清晰的认知。接下来就应当引导他们进一步思考：人进入充满二氧化碳的環境中会怎么样？学生基于生活经验，马上知道二氧化碳密度过大的环境中人会缺氧，会有生命危险。在此背景下，教师可以向学生介绍山洞探险的故事，让他们循故事情节进一步思考和探究：几名探险人员进入地下山洞探险，里面很可能充满二氧化碳，如果贸然进入，会有生命危险。为确保步步安全，探险人员们应当怎么做？让学生围绕这个问题展开讨论。很快，学生基于前面的实验成果提出了方案：可以带着火把进入，如果火把熄灭，就意味着二氧化碳浓度变大，探险人员就应当立即撤出。很显然，学生已经懂得利用二氧化碳的性质解决生活问题。在此基础上，教师可以进一步向学生介绍另外的检验方式——利用二氧化碳会让石蕊变红的特点，探险队员随身携带涂有石蕊的试纸，当发现试纸变红时，就立刻退出以确保生命安全。

通过上述生活应用探究，学生对二气化碳的性质的认知也就从理论到了应用。有了生活应用的支持，学生对相关知识的理解也就有了较好的升华，利用化学知识解决生活问题的能力也得到了一次良好的训练和发展。

2.4课堂总结：回忆实验成果，实现对课堂的深度梳理

进入课堂总结阶段，教师可以引导学生一起回顾实验收获，梳理实验过程中获得的相关知识。可以采用概念图或思维导图的方式总结二氧化碳的性质，具体涉及以下知识内容：（1）二氧化碳制取的化学反应式为“CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑”。（2）二氧化碳常温下以气体形式存在，无色无味，可通过视觉和味觉验证。（3）二氧化碳密度大于空气，所以地窖或地下山洞中常有二氧化碳聚集。可以在天平上用两个同容积的烧杯来验证。（4）二氧化碳本身不燃烧，也不支持燃烧。可用燃烧着的烟香或带火星的木条伸入二氧化碳进行验证。（5）二氧化碳可以让石蕊由紫色变成红色，因此可用石蕊来检测二氧化碳的存在。

为确保效果，以上知识内容的梳理尽量让学生实现完全靠记忆书写，而不是逐条地从书上摘取。在充分熟悉以上内容后，还应当让学生用自己的话来复述。这样操作之后，学生才算真正实现对课堂深度总结，并且真正地消化了实验过程中获得的知识。

2.5课后拓展：调查生活中的化学，实现对化学知识应用的深度延伸

实验课结束时，可以给学生布置一些实践性的拓展作业，比如让学生调查生活中的化学应用场景，明确相关生活场景所用到的化学知识，以此实现对化学知识应用的深度延伸。上述“二氧化碳的制取和性质”课结束时，就可以让学生进行一些调查：（1）生活中哪些地方容易有二氧化碳聚集？（2）生活中还有哪些方面用到二氧化碳？用了二氧化碳的什么性质？

让学生调查并撰写简单的调查报告，并在班级中交流分享。这样一来，学生在调查成果的相互分享中获得知识视野的扩展，进一步了解到了二氧化碳在生活中的应用，比如碳酸饮料、人工降雨等等。这样的课后拓展，就使实验教学的效果得到进一步放大，学生会有更好的获得感和成就感。

3.结语

基于深度学习的视野开展初中化学实验，对初中化学教学有积极的价值。要想较好地增加实验教学的有效性，教师需要注意把握好实验教学的各个环节，注意在课堂导入、实验进行、实验完成、课堂总结和课后拓展各阶段引导学生开展深度的思考和探究，引导学生对相关化学知识从不知到熟知，再从熟知到应用，确保化学实验教学效益最大化，确保实验课教学目标完美实现。

参考文献：

[1]许世虎.初中化学实验教学中存在的问题和对策[J].西部素质教育，2020（3）：234.

[2]闫丽娟.初中化学实验教学改革与创新研究[J].科技资讯，2020（4）：153-154.

[3]王伟.初中化学实验教学改革及创新策略分析[J].文化创新比较研究，2018（5）：150，152.

[4]黄超，代建军.基于深度学习的初中化学实验教学实施路径[J].现代教育科学，2019（10）：102-107.

作者简介：

陈俐（1982年—），女，汉族，贵州金沙人，本科学历，中小学 一级教师，研究方向：初中化学教育教学。