文 陳廣余

大部分學校的化學課都在行政班教室進行，若碰到實驗，通常找實驗員借用實驗用品，拎到教學樓作演示實驗，若想教室里的學生能人人動手，進行分組實驗，就得把整班帶到化學實驗室，其中自是諸多不便。這就導致了學生在九年級學習期間只有8次機會進入化學實驗室，加上這8個實驗本身的難度、容量等因素，相關(guān)學科內(nèi)容的教學也就呈現(xiàn)出這樣的景象：

教師上一節(jié)課在行政班教室和學生講知識，下一節(jié)課再到實驗室體驗，未能讓學生好好開展探究性學習、培育實驗探究能力。

華東師范大學張際平教授認為：在教學場域建設中，人本主義是首要要素。在人、技術(shù)、資源和環(huán)境等要素中，人是最重要的。同時，輔以環(huán)境心理學、信息學、人工智能、人機交互等技術(shù)支持，以互動為核心，充分發(fā)揮各要素的作用，調(diào)動課堂教學主體的能動性。

從這個意義說，化學學科教室明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的化學實驗室：實驗探究與理論學習無縫對接，使化學學習回歸其學科本質(zhì)。

我們要開展基于學科教室的化學深度學習，必須從兩方面著手：一是硬件，即化學學科教室的構(gòu)筑要符合化學學科的特性，同時兼?zhèn)湄S富多樣的教學材料、教學空間：二是軟件，即要堅守以學生化學學科素養(yǎng)提升為主旨的教學追求，設計符合學生身心發(fā)展特點的教育教學活動，并提供學習支持。

空間重構(gòu)與功能完善

化學學科教室是一個多功能空間，既有傳統(tǒng)化學實驗室的功能，同時還能滿足常規(guī)教學、教師辦公、實驗準備、資料查詢以及學科教研等功能。

學科教學是化學學科教室的基本功能。黑板、講臺、一體機等多媒體設備，可以滿足板書、音視頻播放、人機交互等教學活動。講臺和集中授課區(qū)的課桌椅都是可移動的，類似梯形的課桌也可以拼成人數(shù)不等、形狀各異的小組圍坐方式，這就為教師根據(jù)學習內(nèi)容、學生能力的差異采取相應的學習方式提供了可能。

實驗探究是化學學科教室的重要功能

化學學科教室與傳統(tǒng)實驗室的最大區(qū)別是實驗教學與常規(guī)教學無縫對接。

教室周邊的櫥柜里存放著近階段化學學習可能會用到的所有儀器、藥品等，類似于pH測定這樣的小型實驗，可以直接在課桌上進行；類似于氧氣制取與性質(zhì)這樣的大型實驗，學生可到大型實驗區(qū)進行，完成后立即回到座位。

這樣的化學教學打通了實驗教學與知識教學的空間梗阻，既符合化學學科的認知規(guī)律，又回歸化學課堂的本真意蘊。

閱讀展示是化學學科教室的特色功能

人是用語言進行思維的，化學學科有自己獨特的思維方式與語言系統(tǒng)，閱讀和表達恰好從輸入和輸出兩個角度，對學生的化學語言發(fā)展和思維訓練提供幫助。

學科教室的圖書閱讀區(qū)、數(shù)字學習區(qū)，就是把與化學相關(guān)的資源，從傳統(tǒng)圖書館移放到化學學習最近的地方，是化學學習和資源管理的雙贏。平面展示區(qū)和立體展示區(qū)用于展示化學學習過程中生成的知識概念圖、典型實驗裝置、方案模型設計等各種材料。

學科教研是化學學科教室的拓展功能

教師工作站不是簡單的辦公桌，這里不僅是本教室各種水電氣的控制中心，也不僅是教師的辦公場所，更重要的是以化學教師姓名命名的這間學科教室，聚集了國內(nèi)幾乎所有的初中化學教材，還有部分國外教材，各種圖書、雜志。

環(huán)境布置也由學科教師根據(jù)自己的教學主張、個人愛好、學生特點等自行安排。這里滿滿的都是屬于化學的、屬于教師的、屬于學生的學習環(huán)境、學習資源和學習氛圍。無論是教師還是學生，都可以隨時開展化學教研和化學學習：實驗創(chuàng)新、靜心閱讀、讀書沙龍、教學研討……這就是一個潛心化學的所在。

教學重整與深度學習

深度學習的發(fā)生，不僅要有硬件支撐，還要基于一定思維空間和挑戰(zhàn)性的學習任務或活動載體。在進行知識學習的同時，更要有意識地引導學生運用知識、探究未知、賦予學生更廣闊的學習空間，從而進入情緒高投入、思維高層次、認知多體驗的深度學習中。以滬教版“化學變化中的質(zhì)量關(guān)系”一課為例，闡釋了基于學科教室的化學深度學習。

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設情景引發(fā)深度學習

平面展示區(qū)布置著波義耳、羅蒙諾索夫、拉瓦錫關(guān)于化學反應前后質(zhì)量研究的大幅史實海報，立體展示區(qū)陳列著他們所用實驗裝置的復制件，學生閱讀、思考、交流，并書寫實驗中氧化汞分解的文字表達式和符號表達式。

設計意圖：學生經(jīng)過課前預習結(jié)合已有知識，對化學反應中物質(zhì)、元素、原子的質(zhì)量關(guān)系已經(jīng)有了朦朧認識，因此沒有簡單地讓學生猜想化學反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和如何變化，而首先呈現(xiàn)由數(shù)字學習區(qū)查得的三位科學家的史實，尤其是波義耳的史實與學生預期形成了強烈的認知沖突，引發(fā)了學生的思考：為什么波義耳實驗后天平不平衡了？同時，兩種表達式的書寫宏觀和微觀結(jié)合，文字和符號結(jié)合，引發(fā)學生從物質(zhì)變化觀、元素守恒觀分析氧化汞分解。

環(huán)節(jié)二：實驗探究推進深度學習

學生6人一組，借鑒科學家的智慧，選擇學過的化學反應為載體，討論實驗裝置與操作過程，探究化學反應前后各物質(zhì)質(zhì)量總和的變化情況；并把自己實驗過程中的現(xiàn)象結(jié)論與科學家的相比對，感悟?qū)嶒炑b置設計與操作中應注意的問題；進而根據(jù)教師給定的氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應設計裝置進行實驗。

設計意圖：總結(jié)得出質(zhì)量守恒定律文本內(nèi)容并不困難，真正困難的是學生是否真正理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵。傳統(tǒng)教學是教師完成課本上的兩個實驗，然后由此總結(jié)出質(zhì)量守恒定律，學生情緒投入不高、思維深度不深、認知體驗不強，對知識的理解與應用也就很難到位。

本設計充分利用學科教室儀器藥品的裝備優(yōu)勢，除教材提供的方案外，學生完全可以利用許多反應，設計出許多實驗裝置，然后到大型實驗區(qū)完成探究。雖然由于預習等原因，有許多學生選用了教材實驗，但教學實踐中仍然出現(xiàn)了好幾組學生自主設計實驗，這正是創(chuàng)新的星星之火。

化學反應的多樣化、實驗裝置的多樣化，對后續(xù)裝置是否要密封、反應物怎樣混合等問題的討論，以及質(zhì)量守恒定律內(nèi)涵的理解，都提供了鮮活的教學資源，這在傳統(tǒng)教學場域是很難實現(xiàn)的。

環(huán)節(jié)三：分析論證深化深度學習

充分利用黑板上氧化汞受熱分解的表達式，結(jié)合滬教版第三章第一節(jié)所學電解水的微觀過程，引發(fā)學生從化學反應前后原子數(shù)量不變的角度，分析質(zhì)量守恒定律具有普適性的微觀本質(zhì)。

設計意圖：質(zhì)量守恒定律的適用范圍是所有化學反應，但僅通過有限的幾個實驗很難說明這一點。怎么把有限實驗得出的結(jié)論推演到所有？必須從化學反應微觀本質(zhì)的角度予以論證。

學科教室大型實驗區(qū)的櫥柜里存有各種分子、原子模型，隨時成為化學學習的課堂資源。梁永平教授認為，促進學生科學本質(zhì)理解的教學設計，應該以探究性教學為基本活動方式，以顯性和反思性活動為基本教學策略。

這里“顯性”就是指把對科學本質(zhì)的理解作為認知性教學結(jié)果而有意地確定為目標和計劃，“反思性”是指要為學生提供認識論層面分析與活動機會。這樣的教學既與梁教授的觀點相吻合，也與深度學習的要求相契合。

環(huán)節(jié)四：課后繼續(xù)感悟深度學習

教師結(jié)課：“質(zhì)量守恒定律是化學變化普遍遵守的規(guī)律，但有些變化發(fā)生時，卻會出現(xiàn)質(zhì)量虧損情況，這又是為什么呢？感興趣的同學可以課后研究。”

設計意圖：一節(jié)課的結(jié)束，不是所有問題的解決，而是解決一個問題同時又引發(fā)新問題。學習的本質(zhì)不僅要習得知識，更要學會學習。這樣的結(jié)課，又吸引一些學生在下課鈴聲響起的時候轉(zhuǎn)向圖書閱覽區(qū)、數(shù)字學習區(qū)、教師工作站……開啟新的學習旅程。

這種基于學科教室的化學學習，學生能夠批判性地學習新的思想和事實，并融入原有的認知結(jié)構(gòu)中，在眾多思想間取得聯(lián)系，將已有的知識遷移到新的情境中。這種硬件過硬、軟件不軟的教學場域，有力地支撐深度學習的發(fā)生。