徐必亮

一、 基于真實(shí)情境的深度學(xué)習(xí)的意義

新課程標(biāo)準(zhǔn)下的新教材教學(xué)，應(yīng)該基于深度學(xué)習(xí)對(duì)教學(xué)主題內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。深度學(xué)習(xí)不僅是學(xué)生在認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)中建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程，更是學(xué)生置身于生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中解釋或解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。教師要將學(xué)生帶入學(xué)習(xí)情境中，開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升?；瘜W(xué)學(xué)科深度學(xué)習(xí)是在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具體學(xué)習(xí)主題，開(kāi)展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，從宏微結(jié)合、變化守恒的視角，運(yùn)用證據(jù)推理等思維方式，綜合解決問(wèn)題，獲得結(jié)構(gòu)化的化學(xué)核心知識(shí)，建立運(yùn)用化學(xué)學(xué)科思想解決問(wèn)題的思路方法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任，從而促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是學(xué)生參與真實(shí)情境活動(dòng)并與情境相互作用的過(guò)程，也是形成實(shí)踐探究能力的過(guò)程，所以學(xué)習(xí)的核心是參與。在參與的相互作用中，對(duì)知識(shí)建立合理的解釋和靈活的應(yīng)用。學(xué)生越積極地參與活動(dòng)，就越能認(rèn)同個(gè)體價(jià)值，就會(huì)投入更多的時(shí)間和精力，從而形成良性循環(huán)。真實(shí)的問(wèn)題情境是保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)需求的基礎(chǔ)。在教學(xué)中，設(shè)置情境化的教學(xué)任務(wù)，能體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值和育人價(jià)值。真實(shí)問(wèn)題情境的使用，有利于學(xué)生在真實(shí)情境的問(wèn)題解決過(guò)程中鞏固舊知，發(fā)展新知，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系，有利于形成解決真實(shí)情境問(wèn)題的思維和能力，以便進(jìn)一步促進(jìn)核心素養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

二、 基于真實(shí)情境的高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐策略

(一)基于真實(shí)世界，精選真實(shí)情境素材

基于真實(shí)問(wèn)題情境的學(xué)習(xí)，深度鏈接學(xué)生能接觸到的真實(shí)世界中的化學(xué)問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，賦予學(xué)習(xí)更深刻的意義。好的情境素材能夠?qū)W(xué)習(xí)內(nèi)容與真實(shí)世界聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生意識(shí)到化學(xué)知識(shí)可以運(yùn)用到未來(lái)的生產(chǎn)、生活和實(shí)際工作中解決真實(shí)的問(wèn)題。因此，深挖真實(shí)生活素材，多角度鏈接生活、生產(chǎn)，尤其是學(xué)生能接觸到的真實(shí)情境，并結(jié)合已有化學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，體會(huì)化學(xué)給生活帶來(lái)的便捷，從而讓學(xué)生領(lǐng)略化學(xué)的魅力。

(二)借助信息技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)真實(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容的感知能力

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，師生獲取學(xué)習(xí)資源的途徑也越來(lái)越多元化，視頻、文字、圖片都可以有效幫助師生創(chuàng)設(shè)基于真實(shí)問(wèn)題情境的環(huán)境，從而讓師生獲得更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，擁有更多的選擇權(quán)。對(duì)于化學(xué)學(xué)科而言，部分化學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)動(dòng)畫視頻的形式表現(xiàn)出來(lái)，能吸引學(xué)生注意力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的感知能力。

(三)基于認(rèn)知矛盾設(shè)置高質(zhì)量的問(wèn)題群，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

高質(zhì)量的問(wèn)題是基于真實(shí)情境中的結(jié)構(gòu)化、層次化的問(wèn)題。教師應(yīng)當(dāng)將教學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)成一連串的問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和已有經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，將問(wèn)題隱含在真實(shí)情境之中，讓學(xué)生去思考。如果學(xué)生在思維碰撞過(guò)程中產(chǎn)生了一些認(rèn)知矛盾，通過(guò)現(xiàn)有的知識(shí)水平和思維層次還無(wú)法解決當(dāng)前問(wèn)題，教師也要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，將學(xué)生的認(rèn)知矛盾融入真實(shí)情境中，設(shè)計(jì)一系列的問(wèn)題群，邏輯清晰、層次分明，引導(dǎo)學(xué)生逐步深層思考，在理解知識(shí)過(guò)程中形成學(xué)科的思維方式，在解決真實(shí)問(wèn)題的認(rèn)知矛盾中促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。

三、 教材與學(xué)情分析

文章選取滬科版高中化學(xué)必修一教材中“二氧化硫的性質(zhì)和作用”課題，集中討論基于真實(shí)問(wèn)題情境促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。二氧化硫是重要的含硫化合物，是非金屬元素知識(shí)體系中的重要部分。二氧化硫有其他非金屬氧化物的共性，也有其獨(dú)特的性質(zhì)，在生活和工業(yè)上都有重要用途，但是，如果使用不當(dāng)，同樣也會(huì)造成嚴(yán)重的食品安全和環(huán)境問(wèn)題。因此，全面、客觀認(rèn)識(shí)二氧化硫的功與過(guò)意義重大。

SO的知識(shí)內(nèi)容，即是初中學(xué)習(xí)過(guò)的CO酸性氧化物性質(zhì)的延伸，也是氧化還原反應(yīng)等知識(shí)的具體應(yīng)用體現(xiàn)，同時(shí)，與S和HS等物質(zhì)的性質(zhì)也存在關(guān)聯(lián)。學(xué)生已經(jīng)具備鹵素、氧化還原反應(yīng)和硫單質(zhì)等知識(shí)，為主動(dòng)參與該課學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)保障，為從真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、梳理分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和推理等提供了保障。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力不夠強(qiáng)，通過(guò)本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步從真實(shí)情境中提升實(shí)驗(yàn)探究的能力。

四、 教學(xué)目標(biāo)

①認(rèn)識(shí)二氧化硫的主要性質(zhì)和用途；②根據(jù)真實(shí)問(wèn)題情境，提升預(yù)測(cè)性質(zhì)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、探究物質(zhì)性質(zhì)的能力；③通過(guò)分析二氧化硫在生活生產(chǎn)中的功和過(guò)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)；④認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切聯(lián)系，體驗(yàn)學(xué)科價(jià)值，樹(shù)立良好的食品安全意識(shí)。

五、 教學(xué)實(shí)施過(guò)程

(一)從與二氧化硫相關(guān)的情境素材引入新課

古詩(shī)有曰：“葡萄美酒夜光杯，欲飲琵琶馬上催。”葡萄酒歷史悠久，它不僅幽香高雅，還具有預(yù)防心腦血管疾病、緩解疲勞的保健功效。從葡萄酒的配料表中可以看出其原料主要是葡萄和少量添加劑二氧化硫，另外，空氣質(zhì)量報(bào)告中也標(biāo)注有二氧化硫。二氧化硫是空氣污染物，它對(duì)身體有害，為何卻出現(xiàn)在美酒中呢？這樣的認(rèn)知沖突會(huì)引發(fā)學(xué)生的好奇，二氧化硫到底具有什么樣的性質(zhì)？以人們熟知的葡萄酒為線索進(jìn)行引入，貼近學(xué)生生活的真實(shí)情境，可以增強(qiáng)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生保持積極探索的心理狀態(tài)。

(二)探究二氧化硫是酸性氧化物

沿著葡萄酒中添加SO的真實(shí)情境，開(kāi)始深入挖掘，步步設(shè)問(wèn)，讓學(xué)生體會(huì)到情境中的化學(xué)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生興趣和化學(xué)求知欲。硫與氧氣的反應(yīng)銜接前一課時(shí)內(nèi)容，在內(nèi)容組織上具有承上的作用；SO易溶于水，與水反應(yīng)銜接后面學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，具備啟下的作用。

(三)二氧化硫的還原性

通過(guò)查閱資料，繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新的情境。在儲(chǔ)藏過(guò)程中，如果葡萄酒中有機(jī)物被氧化會(huì)影響口感，所以，葡萄酒中可能具有抗氧化的成分。那么SO是否能起到這樣的作用？請(qǐng)學(xué)生分小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)一步探究SO的性質(zhì)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，SO應(yīng)該具有還原性，設(shè)計(jì)并完成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

表1 SO2還原性探究的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

教師引發(fā)學(xué)生思考：葡萄酒中的氧氣能否氧化二氧化硫？借助數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，將SO通入盛有蒸餾水的三口瓶，用pH傳感器監(jiān)測(cè)pH值。待讀數(shù)平穩(wěn)后再通入O。(如圖1)

圖1 SO2和O2依次通入蒸餾水中的pH值

學(xué)生交流，解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：SO和HO反應(yīng)生成中強(qiáng)酸HSO，pH值下降。通入氧氣，硫元素從+4價(jià)被氧化成+6價(jià)，生成強(qiáng)酸HSO，PH值進(jìn)一步下降，再引導(dǎo)學(xué)生解釋葡萄酒中的SO抑菌和抗氧化的價(jià)值。在葡萄酒放置過(guò)程中，SO起抗氧化作用，酸度提高使得抑菌效果增強(qiáng)，SO抗氧化和抑菌作用相輔相成。

在情境中產(chǎn)生問(wèn)題，深入思考核心內(nèi)容的問(wèn)題情境并交流討論。猜測(cè)物質(zhì)性質(zhì)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，體驗(yàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展。從已有知識(shí)出發(fā)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)證據(jù)進(jìn)行推斷，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理的核心素養(yǎng)。一個(gè)實(shí)驗(yàn)，多個(gè)用途，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證SO的溶解性、溶液呈酸性，也直觀體現(xiàn)出SO跟O反應(yīng)的情況，溶液酸性變化過(guò)程明顯，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度理解。數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了一體化，節(jié)約時(shí)間和藥品，實(shí)驗(yàn)手段綠色化。在教學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)，將知識(shí)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生文字、圖形的表達(dá)能力。

(四)二氧化硫的氧化性

從氧化還原視角分析硫元素價(jià)態(tài)，分析猜測(cè)硫的可能性質(zhì)，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，完善二氧化硫性質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)框架。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，簡(jiǎn)單便捷，安全可靠。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，還能夠引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

(五)二氧化硫的漂白性

從葡萄酒中SO漂白的情境出發(fā)，結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)，匯報(bào)交流SO的漂白原理。在此過(guò)程中，教師扮演著秩序組織和點(diǎn)撥提示的指引者，學(xué)生繼續(xù)在真實(shí)情景中建構(gòu)知識(shí)內(nèi)容，推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的形成。

SO的漂白性是繼氯水漂白性后的第二個(gè)重要的漂白方面的內(nèi)容，同在必修1教材中出現(xiàn)，在教學(xué)中，通過(guò)舊知再現(xiàn)，對(duì)比分析，有助于學(xué)生對(duì)漂白原理的深度理解，完善漂白知識(shí)的深度建構(gòu)。

查閱資料，找出兩個(gè)應(yīng)用情境：①紙漿、毛和草制品等常用SO漂白；②用化學(xué)視角分析文學(xué)作品中“在今天的書堆里發(fā)現(xiàn)了兩本20世紀(jì)60年代的日記本，翻開(kāi)那泛黃的書頁(yè)……”學(xué)生解釋：SO漂白后的紙張呈白色。長(zhǎng)久放置，生成的不穩(wěn)定物質(zhì)漸漸分解，紙張恢復(fù)泛黃的顏色。基于此，引導(dǎo)學(xué)生思考SO和氯水的漂白性的差異。氯水中HClO將有色物質(zhì)氧化而褪色，是氧化還原反應(yīng)，是永久性褪色；SO與有色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，不是氧化還原反應(yīng)，是暫時(shí)性褪色。

繼續(xù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生直觀地知曉問(wèn)題的答案。教學(xué)中，先提取真實(shí)問(wèn)題情境，再通過(guò)細(xì)小環(huán)節(jié)形成問(wèn)題鏈，驅(qū)動(dòng)思考，引導(dǎo)學(xué)生交流討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。教學(xué)中深化基礎(chǔ)原理的理解，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，體會(huì)在問(wèn)題解決過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生思維能力及實(shí)驗(yàn)探究能力。

(六)科學(xué)看待二氧化硫的功與過(guò)

真實(shí)情境：葡萄酒一般不適宜馬上喝，要先“醒酒”或“搖杯”。開(kāi)展討論并匯報(bào)結(jié)果：二氧化硫能從溶液中揮發(fā)出來(lái)，醒酒的作用是降低葡萄酒中的二氧化硫濃度，減少二氧化硫的攝入。SO作為食品添加劑，歷史悠久，具有防腐、抗氧化、漂白等作用。在葡萄酒中可以延長(zhǎng)保質(zhì)期。低劑量的SO能延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，但是含量超標(biāo)會(huì)帶來(lái)食品安全問(wèn)題。通過(guò)SO的應(yīng)用，可以引出學(xué)生對(duì)食品安全問(wèn)題的深入思考，我們應(yīng)如何看待二氧化硫?qū)ιa(chǎn)、生活的作用與影響，學(xué)生據(jù)此繼續(xù)查閱資料，寫出關(guān)于二氧化硫的功與過(guò)的小論文，并總結(jié)SO性質(zhì)和用途。以此促進(jìn)學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)物質(zhì)，理解劑量和毒性的關(guān)系。通過(guò)作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生辯證看待SO，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀。

六、 對(duì)深度學(xué)習(xí)的思考

案例通過(guò)創(chuàng)設(shè)葡萄酒中使用二氧化硫的真實(shí)情境，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)深度學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，始終圍繞葡萄酒中二氧化硫的真實(shí)情境，多角度挖掘問(wèn)題探究，預(yù)測(cè)性質(zhì)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有效的深度學(xué)習(xí)。將二氧化硫和氧氣依次通入水中，一個(gè)實(shí)驗(yàn)，多個(gè)用途，數(shù)字化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)多個(gè)反應(yīng)一體化，有效節(jié)約了時(shí)間和藥品，實(shí)驗(yàn)手段綠色化，數(shù)據(jù)和圖形直觀明顯，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度理解。

深度學(xué)習(xí)和真實(shí)問(wèn)題情境，都是為培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)服務(wù)。本課通過(guò)一系列的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生批判、創(chuàng)新思維，注重培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)，切實(shí)提高學(xué)生科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力和證據(jù)推理能力。在正確看待二氧化硫的功與過(guò)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀。總之，通過(guò)一系列真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)、不斷基于證據(jù)意識(shí)的嚴(yán)密推理過(guò)程，師生共同圍繞真實(shí)問(wèn)題進(jìn)行深度探究學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，帶領(lǐng)學(xué)生親身經(jīng)歷和體會(huì)知識(shí)的真實(shí)形成過(guò)程，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，有效促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的吸收和個(gè)人成長(zhǎng)。加入了個(gè)體經(jīng)驗(yàn)、自我精神力量產(chǎn)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)成果，最終轉(zhuǎn)化為學(xué)生的思維和解決真實(shí)問(wèn)題的能力。這樣的深度學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生個(gè)體成長(zhǎng)和未來(lái)發(fā)展的意義是不言而喻的。