初中化學(xué)實驗教學(xué)深度學(xué)習(xí)策略

如何促進(jìn)實驗教學(xué)的深度學(xué)習(xí)，是化學(xué)教師亟待的教學(xué)思考。而深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生批判性地學(xué)習(xí)新知識、新技能，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，把它們納入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，將已有的知識、技能方法遷移到新的情境中，從而解決實際問題。深度學(xué)習(xí)致力于發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程，不斷探索新知識的奧秘，深入剖析知識的內(nèi)在本質(zhì)，提升化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者通過人教版初中化學(xué)實驗教學(xué)的案例實踐，提出“五化”“五求”：初中化學(xué)實驗教學(xué)深度學(xué)習(xí)的策略：實驗情境脈絡(luò)化，力求深度探究的沉浸與連貫體驗；實驗裝置評價化，務(wù)求深度探究的綠色與安全實施；創(chuàng)新實驗數(shù)字化，追求深度探究的精準(zhǔn)與科學(xué)水平；實驗拓展自主化，謀求深度探究的應(yīng)用與完善發(fā)展；實驗反思常態(tài)化，尋求深度探究的高度與廣度提升。一、實驗情境脈絡(luò)化，力求深度學(xué)習(xí)的沉浸與連貫在化學(xué)實驗教學(xué)中，實驗情境的創(chuàng)設(shè)至關(guān)重要?？稍O(shè)計富有啟發(fā)性的問題導(dǎo)向的實驗情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，使他們積極參與到實驗探究中，能夠更直觀感受化學(xué)的魅力，從而幫助學(xué)生更深入理解化學(xué)知識和原理，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。經(jīng)過筆者的親身實踐發(fā)現(xiàn)，將實驗情境進(jìn)行脈絡(luò)化處理，并生動呈現(xiàn)給學(xué)生，并引導(dǎo)他們?nèi)谌肫渲校顾麄兂两趯嶒炃榫持?。借助情境貫穿整個探究過程，有效推動學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮個人學(xué)習(xí)的主觀能動性。例如，在探究金屬性質(zhì)中，筆者創(chuàng)設(shè)一個故事場景，首飾專賣店柜臺上有兩件外觀一模一樣的黃金項鏈和黃銅（銅鋅合金）項鏈，并標(biāo)上廣告語：“若以假當(dāng)真，買一賠十?！睘榱朔乐棺约菏茯_，你能想出鑒別黃金和黃銅的方法有哪些？問題一：你能想出幾種物理方法鑒別首飾真假的方案？（方法①：測密度，并比較大小。方法②：互相刻畫，比較硬度。）問題二：化學(xué)方法鑒別首飾真假的方案又有幾種？（方法①：高溫灼燒，假黃金由于含有銅，在火烤下會被氧化成黑色的氧化銅。方法②：放入稀酸里面，有氣泡冒出的是假的，假貨摻有鋅，會與酸反應(yīng)。方法③：放入硫酸銅溶液或硝酸銀溶液里面，因為假貨摻有鋅和銅，會與硫酸銅溶液或硝酸銀溶液反應(yīng)，置換出銅或銀。）問題三：家庭廚房中可以用化學(xué)方法鑒別首飾真假嗎？若能鑒別，如何設(shè)計方案？（通過鑒別首飾真假的實驗情境，以此展開探究脈絡(luò)“物理方法鑒別—化學(xué)方法鑒別—家庭廚房中用化學(xué)方法鑒別—設(shè)計鑒別方案”。）二、實驗裝置評價化，務(wù)求深度學(xué)習(xí)的綠色與安全化學(xué)實驗裝置在實驗中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。實驗裝置的設(shè)計既要符合科學(xué)原理和實驗需求，又要保證安全，確保使用過程中不會對實驗人員和環(huán)境造成危害。為了提升實驗裝置的效能，嚴(yán)格把控安全風(fēng)險，著力推進(jìn)實驗裝置的全面評價化，務(wù)求在實驗裝置的每一個環(huán)節(jié)都做到精益求精，從而提高實驗探究的精準(zhǔn)性。三、創(chuàng)新實驗數(shù)字化，追求深度學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)與科學(xué)數(shù)字化實驗打破了很多傳統(tǒng)實驗的定性模式，轉(zhuǎn)為定量模式，通過高精度傳感器、自動化控制等手段，實現(xiàn)實驗過程的精確控制和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。學(xué)生對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、深入理解實驗現(xiàn)象的本質(zhì)、深度歸納，主動建構(gòu)知識。如果在化學(xué)教學(xué)中，將一些實驗設(shè)計成數(shù)字化創(chuàng)新實驗，不但使實驗更具有科學(xué)性，而且促進(jìn)學(xué)生對實驗的深度分析。例如，教材中酸和堿的中和反應(yīng)實驗，使用酚酞溶液來判斷酸與堿發(fā)生了反應(yīng)，但是不少學(xué)生認(rèn)為溶液由紅色裉為無色，pH等于7，氫氧化鈉溶液和稀鹽酸已經(jīng)反應(yīng)完。為了揭開學(xué)生的迷惑，筆者設(shè)計數(shù)字化實驗，采用Arduino和pH傳感器，通過pH的采集系統(tǒng)，在電腦的上位機(jī)中輸出pH等于7的曲線，和實時的pH曲線。學(xué)生比較曲線的變化，就能夠得出溶液中pH的變化情況。通過比較常規(guī)實驗和數(shù)字化實驗，創(chuàng)新實驗數(shù)字化能精確呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過深度探究和歸納，得出科學(xué)的實驗結(jié)論：利用指示劑變色只能判斷酸和堿發(fā)生了反應(yīng)，而不能判斷酸和堿已經(jīng)反應(yīng)完?；诰_的數(shù)據(jù)和曲線，大大提高實驗結(jié)論的科學(xué)性，促進(jìn)學(xué)生對知識的深度理解。四、實驗拓展自主化，謀求深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用與完善在化學(xué)教學(xué)中，適當(dāng)實施拓展實驗，是引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的重要手段。不僅讓學(xué)生深入思考，更能提升他們的實踐能力和創(chuàng)新思維。筆者選擇與日常生活緊密相關(guān)的實驗主題，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計可行實驗方案，注重實驗數(shù)據(jù)的處理和分析，幫助學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識、完善認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并解釋生活中的化學(xué)。例如，當(dāng)學(xué)習(xí)完溶液酸堿性的檢驗后，筆者讓學(xué)生閱讀教材P64內(nèi)容——洗發(fā)劑和護(hù)發(fā)劑的酸堿性。據(jù)測定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)各類洗發(fā)液的pH差別較大，約在7-9之間，護(hù)發(fā)素的pH均略小于7。請同學(xué)們聯(lián)想一下洗發(fā)、護(hù)發(fā)的程序，設(shè)計實驗探究溶液的酸堿度對頭發(fā)的影響。學(xué)生經(jīng)過深入探究后得出結(jié)論：溶液的堿性越強(qiáng)，對頭發(fā)的影響越大。他們深刻認(rèn)識到，洗發(fā)過程中先使用洗發(fā)液，再涂抹護(hù)發(fā)素，是基于洗發(fā)液與護(hù)發(fā)素之間的中和反應(yīng)原理，從而調(diào)整頭發(fā)的酸堿度至中性或弱酸性狀態(tài)，這樣有利于頭發(fā)的健康與生長。五、實驗反思常態(tài)化，尋求深度學(xué)習(xí)的高度與廣度反思過程不僅是一個不斷探索和發(fā)現(xiàn)的過程，也是教學(xué)評價的一種方式。為避免實驗結(jié)束就大功告成，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗反思，反思設(shè)計原理、實驗操作的優(yōu)缺點；反思實驗中的經(jīng)驗教訓(xùn)，提出切實可行的改進(jìn)建議；反思實驗結(jié)果，比較預(yù)期與實際的差異。分享各自的反思，促進(jìn)思想的碰撞與交融，進(jìn)一步拓展思維，尋求深度探究的高度與思考，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的深度和廣度。例如，在粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除的探究中，學(xué)生感言有的小組得出的精鹽產(chǎn)率大于理論值，有的小組得出的精鹽產(chǎn)率