李春鳳

摘 要：以“工業(yè)氮肥”為真實情境 ，創(chuàng)設任務鏈，驅(qū)動學生開展系列探究性活動，并在探究活動中落實教學目標，實現(xiàn)遷移應用，從而真正獲得解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生形成認識方法，發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：深度學習;真實情境;氨與銨鹽

一、背景介紹

化學學科深度學習作為一種主動的、批判性的學習方式，以高階思維的發(fā)展、學科知識結構的建構以及實際問題的解決為目的，通過具有化學學科特色的挑戰(zhàn)性任務，促進學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。學生在獲得化學知識的基礎上，促進化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展;在此學習過程中完成化學學科特有的學習任務——以化學實驗為主的多種探究活動，實現(xiàn)學習方式的改變，產(chǎn)生情感共鳴;其學習結果更強調(diào)化學學科思想方法的理解與運用。

真實情境能形成驅(qū)動性任務、引導學生學習，是學生學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要載體。真實情境中開展的教學，能夠吸引學生主動學習、進行深度探究;學生在情境中建構思維模型、打破與重構，最終達到以問題解決引領知識建構、以知識應用解決真實問題的聯(lián)動效果。因此，高中化學教學中需要進行與學生深度學習相適應的教學設計，創(chuàng)設具體的、真實的情境，使學生經(jīng)歷深度認知，逐步具備高階思維的能力。筆者結合自己執(zhí)教的“氨與銨鹽”一課，具體談談如何進行指向深度學習的高中化學真實情境創(chuàng)設。

“氨與銨鹽”是新課標中必修課程“主題2：常見的無機物及其應用”的重要內(nèi)容。新課標對此部分的內(nèi)容要求是：“結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，認識這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響”;在“教學策略”中建議“重視開展高水平的實驗探究活動、緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，創(chuàng)設豐富多樣的真實問題情境”等;在“情境素材建議”中提及“‘雷雨發(fā)莊稼’、工業(yè)合成氨、工業(yè)制硝酸、氮肥的生產(chǎn)與合理使用”;在“學業(yè)要求”中描述“能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分析實驗室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些常見問題，說明妥善保存、合理使用化學品的常見方法，能說明常見元素及其化合物的應用對社會發(fā)展的價值”等。新課標的要求和建議引導教師在教學中創(chuàng)設真實的生產(chǎn)、生活情境，關注含氮化合物的轉(zhuǎn)化，建構分類觀和價態(tài)觀，并實現(xiàn)不同含氮化合物轉(zhuǎn)化的認識模型。學生通過實驗探究、研究與實踐活動等任務，強化化學知識與生產(chǎn)、生活的密切聯(lián)系及真實應用。

本節(jié)課以“氮肥工業(yè)”為情境，基于該情境挖掘出四大任務，學生在了解“氮肥工業(yè)”原理的同時，通過實驗探究活動的開展獲得核心知識，提升對陌生物質(zhì)的性質(zhì)預測和實驗設計能力，以形成運用化學學科思想解決問題的思路方法?，F(xiàn)將教學過程整理成文，以供參考。

二、教學設計及過程

設置真實情境：工業(yè)上目前大量使用的三大類氮肥，介紹本節(jié)課的主要內(nèi)容：氨、銨鹽、氨氣的實驗室制法。整節(jié)課以“工業(yè)氮肥”的制備原理為主線，形成學生認識物質(zhì)的兩個角度：分類觀和價態(tài)觀;學習氨與銨鹽的性質(zhì)，運用已學知識解決氮肥的保存及使用等問題，實現(xiàn)知識的遷移與應用。

（一）設置氮肥形態(tài)選擇情境，探究氨的水溶性實驗

教材利用氨極易溶于水的性質(zhì)，設計趣味性實驗。氨溶于膠頭滴管中的水，燒杯中水溶液大量倒吸，形成噴泉現(xiàn)象。課前教師引導學生對教材的噴泉實驗進行重現(xiàn)和分析：由于裝有氨氣的圓底燒瓶是硬質(zhì)玻璃材料，實驗現(xiàn)象并不能直接觀察氨溶于水后大量減少，只能從倒吸的現(xiàn)象說明壓強減小，間接證明氣體的數(shù)量減少。課前學生分小組將噴泉裝置改良：將裝氨氣的儀器換成質(zhì)軟的材料——礦泉水瓶。膠頭滴管用帶有膠管的礦泉水瓶代替，擠壓水瓶，實現(xiàn)氨氣溶于水。為實現(xiàn)壓強差，教師引導學生將水瓶開小孔，擠壓水瓶的時候用拇指堵住小孔，氨氣溶于水后，松開手指，與大氣相通。

課堂過程中學生分小組完成噴泉改良實驗，各小組均能形成噴泉現(xiàn)象，溶液呈紅色。另外，裝有氨氣的塑料瓶迅速變癟，發(fā)出聲響，此實驗現(xiàn)象更直接地說明氨氣瓶中氣體減少。由溶液變紅現(xiàn)象推理得到NH3與H2O發(fā)生化學變化，生成新物質(zhì)NH3·H2O。將NH3·H2O不穩(wěn)定、熱易分解的性質(zhì)，遷移應用獲得氨水用作肥料在保存和使用時注意事項。

此環(huán)節(jié)中，基于真實情境使學生經(jīng)過質(zhì)疑、設計實驗、開展實驗、宏觀辨識、微觀探析、得出結論一系列活動去探索學習氨的性質(zhì)，學生自覺思考所學知識的局限與不足，對所學知識及學習過程主動進行質(zhì)疑、批判與評價，思路方法實現(xiàn)打破與重構，促進學生科學思維的發(fā)展。

設計意圖：以“工業(yè)氮肥”的真實問題情境為載體，學生進行討論對比，分析氨用作氮肥不能選用“氨氣”，而“液氨”成本較高，因此選擇使用氨的水溶液。以此為線索，開展“氨氣溶于水”的實驗探究。

（二）探究氨與酸的反應——空瓶生煙

教師準備分別裝有干燥NH3和干燥HCl的集氣瓶，引導學生思考如何放置混合能使其更充分接觸。學生分析NH3和HCl的密度差異，將HCl集氣瓶放在上方，將NH3集氣瓶放在下方，實現(xiàn)氣體的充分混合，并進行實驗驗證。

集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙所帶來的震撼，使學生產(chǎn)生情感的共鳴。教材利用NH3和HCl的揮發(fā)性，通過蘸有濃氨水的玻璃棒與蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近，實現(xiàn)NH3和HCl的接觸，但效果不佳，也無法完全避免水的干擾，且NH3和HCl會擴散到空氣中，造成污染，使用密封裝置進行混合反應則可以避免這個問題。

設計意圖：設置問題情境，氨的水溶液呈堿性，那么NH3能否與酸反應？設計探究實驗，引導學生從物質(zhì)分類角度實現(xiàn)含氮化合物的轉(zhuǎn)化。以銨態(tài)氮肥的制備為情境，由NH3和HCl的實驗現(xiàn)象，學生推測NH3和HCl反應產(chǎn)物的成分為NH4Cl，培養(yǎng)證據(jù)推理、宏微結合、實驗創(chuàng)新和環(huán)保意識，最終形成從物質(zhì)分類的角度認識含氮化合物的轉(zhuǎn)化的認知方法。

（三）“誰動了我的化肥？”——探究銨鹽的化學性質(zhì)

教師以化肥存放一段時間減少為問題情境，引導學生思考提出假設：氯化銨受熱不穩(wěn)定，易分解。學生小組取少量氯化銨進行加熱，觀察實驗現(xiàn)象，試管底部的固體減少，但在試管口重新生成。該實驗現(xiàn)象回答了“誰動了我的化肥？”——銨態(tài)氮肥存放時遇高溫會分解，并將該性質(zhì)應用于銨態(tài)氮肥保存應注意低溫密封保存。教師提供“信息檢索”——銨態(tài)氮肥不能和堿性肥料（如草木灰）一起使用，引導學生提出假設：銨鹽與堿能反應，并進行銨鹽與強堿反應實驗驗證，解釋銨態(tài)氮肥不能和堿性肥料（如草木灰）一起使用的原因，并得到實驗室檢驗NH4+的方法及實驗室制取。

本環(huán)節(jié)中，學生在新的情境中以物質(zhì)類別的視角和實驗現(xiàn)象進行推測和分析，同時診斷學生研究化肥的方法和思路，形成探究其他化肥以及生活中常見化學用品的思維和能力，發(fā)展學生宏觀辨識與變化觀念等學科核心素養(yǎng)。

設計意圖：以生活趣事“誰動了我的化肥？”以及化肥氯化銨的使用“注意事項”為真實情境，本環(huán)節(jié)中，學生在新的情境中以物質(zhì)類別的視角和實驗現(xiàn)象進行推測和分析，同時診斷學生研究化肥的方法和思路，形成探究其他化肥以及生活中常見化學用品的思維和能力，發(fā)展學生宏觀辨識與變化觀念等學科核心素養(yǎng)。

（四）遷移與應用——實驗室制氨氣

應用銨鹽的化學性質(zhì)，學生選擇合理的實驗原理：銨鹽與堿反應，而非直接加熱銨鹽。設置任務情境：觀察課本圖5-16，并運用初中所學制備氣體的方法，完成實驗裝置的選擇。具體結合銨鹽、氨的性質(zhì)，選擇“發(fā)生裝置”“干燥裝置”“收集裝置”“驗滿裝置”“尾氣處理”，完成實驗室制備氨氣的設計及評價。

設計意圖：該環(huán)節(jié)通過建立關聯(lián)知識，聚焦變化觀，將學生對含氮化合物轉(zhuǎn)化的認識方式外顯。更關鍵的是，制備氣體方法的構建為學生今后面對新的氣體物質(zhì)制備情境提供了基本框架，引導學生通過建模來解決問題，并用一定的方法外顯化相應的模型。學生自主思考、質(zhì)疑辯論，解決問題，學生就能體會到模型在學習活動中的應用價值，從而逐漸發(fā)展模型意識，掌握模型認知方式。

三、評價與反思

（一）評測方法

課堂結束后，對150名學生以紙筆測試的形式進行問卷調(diào)查。本次調(diào)查從“問題解決”“課標學業(yè)要求”“教學滿意程度”三個維度進行設計。評價采用李克特式五點量表計分法，選項包括：非常同意、同意、一般、不同意和非常不同意，依次記為5，4，3，2，1分。發(fā)放問卷150份，回收問卷150份，回收率100%。

（二）調(diào)查結果與分析

數(shù)據(jù)通過SPSS22.0進行分析，本次調(diào)查的有效問卷為150份，沒有缺失，總樣本量為150，其Alpha值為0.750，說明學生通過問卷進行自我評價的結果內(nèi)在一致性好，可信度高。

學生自我評價的均分情況，從數(shù)據(jù)可以看出，“問題解決”“課標學業(yè)要求”“教學滿意程度”三個維度中，均分最高的是“教學滿意程度”，這說明學生更喜歡情境化教學模式及實驗探究。本節(jié)課以實驗活動探究為主要環(huán)節(jié)，學生在學習過程中獲取知識、加深理解和遷移應用，這無疑也為教師今后的教學指明了方向。真實的生活生產(chǎn)情境的引入，為教學目標的實現(xiàn)設計學習任務或情境問題，能有效地促進學科知識與真實問題的相互融合，從而真正實現(xiàn)以問題解決建構知識、以知識應用解決真實問題的效果。得分相對較低的是“課標學業(yè)要求”的達成維度，可能原因是學生的關注點集中于情境和實驗本身，而忽略了問題解決中所包含的學科知識，今后將從情境化、任務驅(qū)動教學模式逐漸常態(tài)化得以改善。

（三）教學反思

“課標學業(yè)要求”維度的測評題目與教學目標一一對應。其中，學生自我評價得分相對較高的是“用化學（離子）方程式表示氨與銨鹽主要的化學性質(zhì)”“從價類二維的角度，分析、說明含氮化合物的轉(zhuǎn)化路徑”，這就充分說明學生通過教材知識的學習，建立了價類二維分析物質(zhì)及其變化的認識視角，并應用于本節(jié)內(nèi)容的表征和描述。學生雖能從價類二維的角度分析問題，但從物質(zhì)分類的角度預測氨與銨鹽的化學性質(zhì)，設計實驗進行驗證，并能分析、解釋實驗現(xiàn)象的能力還有待提高。隨著今后的學習強化，學生逐步建構氣體物質(zhì)的制備方法模型，最終實現(xiàn)陌生物質(zhì)的問題解決。

結束語

新課程標準的評價要求不僅強調(diào)對學生必備知識的評價，更強調(diào)學生在真實情境中，獲取知識、加深理解和遷移應用的關鍵能力的發(fā)展。在今后的教學中，應在真實情境下形成驅(qū)動任務，基于學業(yè)要求進行結構化設計，使學生實現(xiàn)深度學習，逐步具備高階思維的能力。

參考文獻

[1]胡久華.以深度學習促核心素養(yǎng)發(fā)展的化學教學[J].基礎教育課程，2019（243）：70-77.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2020年版[M].北京：人民教育出版社，2021.

[3]廖玉紅，申燕.“素養(yǎng)為本”的“鐵鹽和亞鐵鹽性質(zhì)及轉(zhuǎn)化”教學[J].中學化學教學參考，2021（6）：13-17.

3259501908260