基于深度学习的高中化学大单元教学策略研究

【摘要】随着新课标的深入推进，组织高中化学教学工作，需要依托深度学习的理念，引领学生深入探究化学知识，帮助学生深层次挖掘化学知识的内涵，培育学生的化学学科核心素养。本篇文章将结合笔者在实践过程中总结出来的教学经验，分析如何将大单元教学与深度学习的理念巧妙融合，优化开展高中化学教学工作，借助大单元教学，提高教学效率；借助深度学习的理念，提升教学质量。

【关键词】深度学习 高中化学 大单元 教学策略 铁及其化合物

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2024）09-0151-03

“铁及其化合物”是高中化学课程中的一个重要大单元，涉及到铁的性质、制备、反应等方面的知识。针对该大单元的教学，传统的课堂教学方式存在一些问题，如学生对概念理解困难、实验操作复杂等，导致学生学习兴趣不高，成绩提升有限。因此，研究基于深度学习的教学策略对于提高学生对“铁及其化合物”这一大单元的理解和应用能力具有重要意义。

一、高中化学大单元教学中教师扮演的角色

（一）指导者和组织者

教师作为指导者，负责引导学生探索和发现知识，可以设计适合深度学习的多样化的学习任务和活动，并组织学生参与其中。教师需要了解学生的学习需求和兴趣，并根据他们的特点制订个性化的学习计划，此外，教师还要协调学生之间的合作，提供必要的支持和指导[1]。

（二）学习环境的创造者

基于深度学习的高中化学大单元教学中，教师需要为学生创造积极、鼓励开放性思维的学习环境。教师可以通过激发学生的好奇心和探索欲来提高他们的自主学习能力。教师可以提供丰富的资源和工具，帮助学生进行实验、模拟和数据分析等活动，教师还要鼓励学生参与有意义的讨论和交流，培养他们的化学学科思维和问题解决能力。

（三）提供反馈和评估

教师在深度学习过程中起到反馈和评估的重要作用，可以定期回顾学生的学习成果，并提供个性化的反馈，帮助学生认识自己的进步并指导他们的进一步学习。教师也可以根据学生的表现评估他们的理解程度和技能掌握情况，以便调整教学策略和内容，教师还可以帮助学生建立自我评估和自我监控的能力，促进他们的自主学习和发展。

（四）激发学生兴趣的引导者

在深度学习的教学中，教师也扮演着激发学生兴趣和培养科学思维的引导者角色，可以通过引入真实世界的问题和案例来激发学生的学习动机，让学生将所学知识应用到实际情境中，教师还可以引导学生进行科学思维的训练，如观察、提问、假设、实验、总结等。通过这样的方式，教师可以帮助学生培养批判性思维、创新思维和解决问题的能力。

二、基于深度学习的高中化学大单元教学策略

（一）创设大单元教学情境

设计引人入胜的情境或案例，让学生体验到实际应用铁及其化合物的意义和价值，例如，可以设置一个有关金属材料的事件，要求学生发现其中可能存在的铁及其化合物，并解释其化学反应机制，提高学生对“铁及其化合物”知识的理解和运用能力，并激发他们对化学科学的兴趣和热爱[2]。

在基于深度学习的高中化学大单元教学中，教师应该积极创设情境来激发学生的兴趣和主动性，以“铁及其化合物”为例，教师可以设计一个真实情境，让学生了解补铁剂的重要性和应用场景。为了创设这个情境，教师可以引入一个案例：小明是一个长跑健将，最近他感到身体疲倦、容易疲劳，并且面色苍白。他请教了一位运动营养专家，专家告诉他这可能是缺铁造成的贫血症状，为了更好地理解并解决问题，小明开始研究补铁剂的原理和适用场景。通过这个案例，学生可以接触到实际生活中的问题，并将知识应用于现实情境中。教师可以引导学生进行以下探究：

1.补铁剂的作用原理：学生可以通过调查资料、阅读科学论文等方式，了解人体对铁的需求以及缺铁所引起的贫血症状，学生可以了解到不同的补铁剂如何通过提供铁元素来促进血红蛋白合成。

2.补铁剂的选择与适用场景：学生可以进一步研究不同类型的补铁剂，如天然补铁食物、药物或者维生素补充剂，并了解它们的特点和适用场景，学生可以通过查找相关文献和采访专家等方式，探讨在何种情况下应该选取哪一种补铁剂。

3.补铁剂的安全性和副作用：学生需要了解补铁剂的正确使用方法以及潜在的副作用。教师可以引导学生查找资料，学习有关补铁剂配置、剂量和限制的信息，并讨论其安全性和推荐用法。

通过这个真实情境的创设，学生将能够更好地理解和应用化学知识，培养科学思维和解决问题的能力。教师可以鼓励学生在小组中进行深入讨论和研究，并设计相关的实验观察补铁剂对贫血症状的影响。学生也可以更好地掌握化学知识，并将其应用于实际生活中，培养他们的科学素养和问题解决能力。

（二）加强大单元多媒体展示

利用数字技术、多媒体工具和虚拟实验平台等资源，展示有关铁及其化合物的实验过程、性质与应用，通过视觉和听觉刺激，提高学生对知识的理解和兴趣[3]。例如，化学教师在教授铁及其重要化合物的内容时，可以加强大单元多媒体展示，以增加学生对这一主题的认识和理解。通过使用图片、动画和实验视频等视听材料，能够直观地展示铁及其化合物的性质和应用。在了解铁的物理性质和化学反应方面，可以展示铁的外观特征、密度、熔点、导电性等基本物理性质，并通过演示化学反应来呈现铁的化学性质。例如，展示铁与氧气反应生成铁氧化物的过程，让学生观察到铁与氧气接触后表面逐渐产生锈迹，并引导学生理解铁容易发生氧化反应的特性。接下来，着重介绍Fe3+的氧化性和鉴别方法，通过展示铁的不同化合物的颜色变化情况，结合化学方程式解释其中的原理。比如，学生可以观察到Fe2+溶液与酸性高锰酸钾溶液反应后颜色变浅，说明Fe2+被氧化成了Fe3+。针对铁的鉴别，可以示范利用硫氰酸钾溶液与铁离子反应产生红色络合物的实验，并解释这一现象发生的原因。

本大单元教学中，还有一个重点是让学生掌握Fe2+与Fe3+之间的转化规律，通过实际案例的引导，教师可以展示一些常见的含有Fe2+和Fe3+的体系，如亚铁离子在空气中自然氧化生成亚铁盐，亚铁盐被氧化为三价铁等。教师可以解释其中的反应机制，并提供相关实验数据和图表以加深学生对转化规律的认识。综合来看，化学教师可以通过多媒体展示、实验演示和具体案例的引导来培养学生对铁及其重要化合物的兴趣和了解，这样的教学方法能够促进学生对化学知识的理解和应用，使他们能够更好地认识铁的物理性质和化学反应，了解Fe3+的氧化性和鉴别方法，并掌握Fe2+与Fe3+的转化规律，有利于培养学生的化学学科核心素养。

（三）组织大单元探究学习活动

采用探究式学习方法，引导学生主动思考和探索铁及其化合物的相关问题，可以设置小组合作学习活动，开展实验探究、案例分析和问题解决等任务，培养学生的实践操作能力和解决问题的能力[4]。

化学教师可以通过组织大单元探究学习活动来帮助学生深入地了解铁及其化合物，如，引发学生对铁及其化合物的兴趣，可以展示一些与铁相关的实际例子，如钢铁建筑、铁路运输、铁电池等等。提出问题引导学生思考，如，为什么铁在这些应用中被广泛使用？教师给学生提供一些参考资料，如书籍、文章或网页链接，让他们自主进行研究，并回答一些指定问题。学生可以了解铁的物理性质、化学反应及其重要的化合物。

教师还可以积极组织实验活动来加深学生对铁及其化合物性质的理解，例如，准备不同浓度的铁离子溶液，并观察其颜色变化情况；再利用硫氰酸钾溶液作为指示剂，进行Fe2+和Fe3+的鉴别实验。学生通过实验可以亲自操作并观察到一些f4qDulKZuWxax8aEI8cFV55OvCrQniWB1mEJRynet60=有趣的现象，进一步加深对铁的认识。教师还可以选择一些与铁及其化合物相关的实际案例，如生产中的钢铁制造、电池工业或水处理等，让学生团队合作进行案例分析。学生可以通过查找资料、讨论，了解这些案例中铁及其化合物的重要性质和应用。另外，教师也可以给予学生一个综合性的任务，例如，设计一个铁纳米材料并考察其在环境净化中的应用。通过这样的项目，学生需要综合运用他们对铁的理解来解决实际问题，并展示他们的自主思考能力、团队合作能力以及沟通表达能力，在这个过程中，教师提供适当的指导和反馈，确保学生的学习成果和思想发展。

（四）鼓励大单元个性化学习

根据学生的不同学习需求和兴趣爱好，提供个性化学习资源和选择性任务，鼓励学生自主学习。可以为学生提供不同难度的试题和扩展阅读材料，满足他们的差异化学习需求。

化学教师可以通过以下方式鼓励大单元个性化学习，以“铁及其化合物”为例，首先，教师可以引导学生通过分析铁（Fe）的化学性质，包括其物理性质、化学反应和价态等方面的特点。这可以通过展示不同氧化态下铁出现的颜色变化、与其他物质发生反应的情况等来进行讨论。接下来，教师可以引导学生探索Fe2+与Fe3+之间的相互转化条件，并进行实验方案设计。例如，学生可以利用已知条件和实验结果推测得出Fe2+和Fe3+之间转化的触发条件，并设计实验验证其假设。这样的实践活动不仅可以培养学生的科学探究能力，还可以让他们从实验中感受到科学的趣味性和挑战性。在课堂教学中，教师还可以诊断学生对物质类别和元素价态两个视角认识物质间转化关系的结构化水平和科学探究水平。通过提问和讨论，教师可以了解学生对物质间转化的基本概念和原理的理解程度，以及他们是否能够将这些概念应用到具体情境中解决问题。教师可以给予针对性的指导和反馈，帮助学生发展他们的认知结构和科学思维能力。

此外，化学教师还可以鼓励学生进行更深入的实验设计和科学探究，例如，学生可以研究不同条件下Fe2+与Fe3+之间转化速率的变化规律，探究影响转化反应速率的因素。通过这样的实践活动，学生不仅可以提高他们的实验技能和数据处理能力，还可以培养他们的科学思维和理论联系实际的能力。

（五）做到大单元深度反思与评价

在学习过程中，鼓励学生进行深度的自我反思和互相交流，促进他们对学习内容的理解和应用[5]。教师可设置课堂讨论、学生分享和小组展示等形式，引导学生从多个角度评价铁及其化合物在科学发展和实际应用中的重要性。例如：在课堂上，教师应该鼓励学生积极参与讨论和分享，创建一个互动和合作的氛围。这样可以促进学生的自主思考和互相学习。以“铁及其化合物”这部分知识为例，通过提出问题、分享个人观点和经验等方式，教师可以引导学生对学习过程进行深入思考，可以问学生他们是如何理解铁及其化合物的重要性以及它们在科学发展和实际应用中的影响。教师也应该鼓励学生从不同的角度来评价铁及其化合物的重要性，这包括但不限于科学原理、工业应用、环境保护和健康状况等方面。示例问题可以包括：铁及其化合物在我们生活中的哪些方面起到关键作用？为什么铁及其化合物的研究对科学发展具有重要意义？它们在工业领域的应用有哪些优势和挑战？

另外，教师可以将学生分成小组，让每个小组选择一个具体的应用领域或问题（关于铁及其化合物）进行研究。例如，他们可以选择探索铁锈产生的机制、铁制品的生产工艺、磁性材料的制备等，然后，每个小组可以单独展示，并与其他小组进行讨论和交流，分享彼此的观点和发现。

通过这些步骤，化学教师可以促进学生对于“铁及其化合物”这一大单元的深度反思和评价。学生将从不同角度出发，探索铁及其化合物在科学领域和实际应用中的重要性，并加深对该主题的理解和应用。通过小组展示和讨论，学生还能够扩展视野，了解其他人的观点和研究成果，进一步提升他们的学习效果和技能。

三、结束语

综上所述，在高中化学教学中应用深度学习，借由“铁及其化合物”这一大单元的教学案例，可以发现，这种教学方法能有效解决传统教学模式存在的问题，提高学生学习效果与兴趣，通过深度学习技术，可以建立起更加灵活、互动性强的教育环境，帮助学生更好地理解化学知识，并将其应用于实际生活中。未来，教师可以进一步研究大单元深度学习模式的构建和优化，探索适用于不同化学大单元的教学策略，为高中化学教育注入新的活力和创新。

参考文献：

[1]张春兰.基于情境融合的高中化学大单元教学实践研究——以铁及其化合物为例[J].学周刊，2023（26）：93-96.

[2]邹伟勇.基于核心素养的高中化学大单元教学设计[J].新课程教学（电子版），2023（15）：6-7.

[3]周媛.新课标下高中化学大单元教学策略探究[J].试题与研究，2023（32）：4-6.

[4]许永琴.基于深度学习的高中化学大单元教学[J].文理导航（中旬），2023（10）：52-54.

[5]荣淑霞.高中化学学科德育大单元教学设计[J].上海课程教学研究，2023（12）：15-20.