摘要：基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域變得越來越重要，將基于真實情景的STSE 問題與“教、學(xué)、評”活動有機結(jié)合，突破教師教學(xué)的重點以及學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，實現(xiàn)在深度學(xué)習(xí)視域下有效教學(xué)，在化學(xué)反應(yīng)規(guī)律這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)中具有極其重要意義。文章以人教版《化學(xué)（必修第2冊）》“化學(xué)反應(yīng)的限度”為例提出教學(xué)策略，進行教學(xué)設(shè)計，實施深度學(xué)習(xí)并反思，為落實學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展提供一些方向與思路。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；深度學(xué)習(xí)；化學(xué)反應(yīng)的限度；教學(xué)策略與反思

文章編號：1008-0546（2023）11-0066-05" 中圖分類號：G632.41" 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.11.014

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》指出，高中化學(xué)課程應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，重視開展素養(yǎng)為本的教學(xué)，充分發(fā)揮化學(xué)學(xué)科的育人功能。［1］化學(xué)反應(yīng)的限度屬于高中化學(xué)反應(yīng)原理的重要內(nèi)容，是高中化學(xué)教學(xué)的重點、學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，涉及相關(guān)概念原理多，如可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡，化學(xué)平衡的本質(zhì)與特征等，學(xué)生對這些概念、原理的正確理解，將有助于對后續(xù)弱電解質(zhì)的電離平衡、工業(yè)合成氨等原理的學(xué)習(xí)。［2］因此，學(xué)好這部分內(nèi)容對后續(xù)的學(xué)習(xí)有著重要的理論意義。表1是《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》對于該內(nèi)容的教學(xué)要求和建議。

鑒于本部分內(nèi)容及相關(guān)概念比較抽象，學(xué)生難以進行宏微結(jié)合、符號與圖像結(jié)合等四體一位的表征，并構(gòu)建認知模型，若采用講授法等傳統(tǒng)的教學(xué)方式無疑是達不到新課標的要求的。因此，以先進的教學(xué)理念為指導(dǎo)，擬定合理的教學(xué)策略，進行以理解性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以發(fā)展高階思維和解決實際問題為目標的深度學(xué)習(xí)［3］就變得非常必要。在實施課堂教學(xué)的同時，針對教學(xué)過程中遇到的新問題，教師還應(yīng)不斷調(diào)整教學(xué)方式與教學(xué)內(nèi)容并進行反思，這樣的教學(xué)方式不僅可以促使教師教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，還可以幫助學(xué)生自主建構(gòu)化學(xué)反應(yīng)限度的認知模型，有利于在學(xué)習(xí)過程中提升學(xué)科核心素養(yǎng)。［4，5］

一、基于深度學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)的限度教學(xué)策略

“化學(xué)反應(yīng)的限度”是高中化學(xué)的重要概念理論內(nèi)容。新課標［1］指引我們在實施教學(xué)中，應(yīng)強調(diào)生活情境素材對知識的啟發(fā)性及引導(dǎo)性，讓學(xué)生在真實情境中建立化學(xué)反應(yīng)限度的概念，并通過數(shù)據(jù)與圖形結(jié)合的方式，建立化學(xué)平衡的觀念；能從化學(xué)反應(yīng)限度的角度解釋生產(chǎn)、生活中簡單的化學(xué)現(xiàn)象。因此，本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)通過緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，創(chuàng)設(shè)真實情景問題，注重組織學(xué)生開展實驗探究、說明論證、分析解釋等活動，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的限度等概念原理的同時，關(guān)注這些重要概念的功能價值，幫助學(xué)生建立“限度”等認識化學(xué)反應(yīng)的基本角度，落實學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。鑒于以上分析，擬定以下教學(xué)策略：

1.情境創(chuàng)設(shè)——激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

深度學(xué)習(xí)是以內(nèi)在學(xué)習(xí)需求為動力，以理解性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以高階思維發(fā)展和實際問題的解決為目標。批判性地學(xué)習(xí)新的知識，能夠把相關(guān)知識進行整合，將新的知識融入原有的認知體系中進行建構(gòu)，能夠在不同的情境中創(chuàng)造性地解決真實問題；而發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)旨在學(xué)生借助化學(xué)學(xué)習(xí)過程形成化學(xué)知識及化學(xué)思維解決實際問題。［6］因此，基于高中化學(xué)教學(xué)的重點內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)的難點內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)真實問題情境，進行深度備課，實施深度教學(xué)，引發(fā)深度學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)思維解釋生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象或解決生產(chǎn)生活中的真實問題，落實學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

化學(xué)平衡相關(guān)概念內(nèi)容比較抽象，與高中生的生活經(jīng)驗有一定的距離。要理解化學(xué)平衡的含義，需先理解化學(xué)反應(yīng)存在限度。如果我們在教學(xué)中把可逆反應(yīng)存在反應(yīng)限度，可逆反應(yīng)達到反應(yīng)限度時就是化學(xué)平衡的事實直接告訴學(xué)生，可能會讓很多學(xué)生感到困惑，不利于學(xué)生“證據(jù)推理與模型認知”等學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。而要落實好上述學(xué)科核心素養(yǎng)，需要創(chuàng)設(shè)好情境問題，利用好實驗教學(xué)這一重要手段，從生產(chǎn)生活中發(fā)現(xiàn)與核心教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的化學(xué)知識，由學(xué)生設(shè)計相關(guān)實驗并驗證，在實驗過程中尋找反應(yīng)限度的證據(jù)。本課例以預(yù)測Fe3+與I-能否發(fā)生反應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境問題，通過對情境問題的思考繼而引發(fā)的一系列相關(guān)的問題，然后通過對相關(guān)的問題進行深入的思考討論，并設(shè)計實驗驗證，在驗證過程中得到與學(xué)生已有認知不一致的結(jié)論——即在一種反應(yīng)物過量程度很大的情況下，另一種反應(yīng)物也可能反應(yīng)不完全，從而體會可逆反應(yīng)存在一定的限度，進而建立化學(xué)反應(yīng)限度的概念，化解了概念的抽象化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.實驗設(shè)計與驗證——落實“實驗探究與創(chuàng)新意識”等學(xué)科核心素養(yǎng)

新課標的實施特別注重“實驗探究與創(chuàng)新意識”的培養(yǎng)，而現(xiàn)實的化學(xué)教學(xué)中，教師多采用傳統(tǒng)的演示實驗法進行教學(xué)，傾向于對實驗現(xiàn)象和結(jié)論的驗證，并讓學(xué)生記住現(xiàn)象和結(jié)論，而忽視了實驗探究的過程，這無疑不利于學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。以本課題“化學(xué)反應(yīng)的限度”為例，如果教師只依照課本，直接告訴學(xué)生 H2O 與 SO2生成 H2SO3及工業(yè)合成 NH3反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能進行完全。顯然，這是一種淺層學(xué)習(xí)，不是深度學(xué)習(xí)，不僅忽略了核心素養(yǎng)對高中生發(fā)展的具體要求：“發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，依據(jù)探究目的設(shè)計并優(yōu)化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察的實驗信息進行加工并獲得結(jié)論”等環(huán)節(jié)，［1］也忽視了教學(xué)過程中學(xué)生的主體地位，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和創(chuàng)新精神。因此，本課例需改變以上教學(xué)方式，在預(yù)測 Fe3+與 I-能否發(fā)生反應(yīng)這一情景問題的基礎(chǔ)上，進一步進行實驗設(shè)計與驗證如下：

（1）如何證明Fe3+與I-發(fā)生了反應(yīng)？

（2）如何保證 Fe3+全部參加反應(yīng)并驗證 Fe3+是否全部參加反應(yīng)？

（3）請寫出其離子方程式，并設(shè)計實驗證明。

學(xué)生經(jīng)過一系列思考與討論，敲定實驗方案，并實施驗證，最后得到結(jié)論：

2Fe3++2I-" 2Fe2++I2為可逆反應(yīng)，F(xiàn)eCl3和 KI 的反應(yīng)沒有進行到底，存在一定的限度。

3.數(shù)形結(jié)合，化抽象為直觀

數(shù)形結(jié)合是把抽象的數(shù)量關(guān)系與直觀的圖形結(jié)合起來研究問題的一種重要的數(shù)學(xué)思維方式，在科學(xué)研究中具有普遍性。［7］數(shù)形結(jié)合在化學(xué)中的應(yīng)用就是把抽象的數(shù)學(xué)語言，以化學(xué)原理為基礎(chǔ)，生成直觀的圖像，或者由直觀的圖像變?yōu)楦叨雀爬ǖ臄?shù)學(xué)語言，在解決化學(xué)問題時，常有“他山之石可攻玉”之功效。使用數(shù)形結(jié)合法通常會使問題變得更為直觀、簡單、靈活。

本課例以工業(yè)合成氨這一可逆反應(yīng)為例：

（1）分析反應(yīng)開始時v 正（N2）、v 逆（N2）的大小，反應(yīng)過程中v正（N2）、v逆（N2）的變化趨勢以及達到反應(yīng)限度時，v正（N2）、v逆（N2）的關(guān)系，然后學(xué)生根據(jù)分析討論結(jié)果畫出v-t 草圖，體驗化學(xué)平衡建立的過程。

（2）分析反應(yīng)物 N2與生成物 NH3的起始濃度、變化趨勢以及達到限度時，c（N2）與c（NH3）是否繼續(xù)變化，畫出的c-t草圖。

通過進行“數(shù)形轉(zhuǎn)化”，歸納出化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)與特征。這一設(shè)定讓學(xué)生學(xué)會從正逆反應(yīng)速率、反應(yīng)物生成濃度的視角提取信息，建構(gòu)化學(xué)平衡建立的過程的v-t，c-t 圖，實施深度學(xué)習(xí)，落實“變化觀念與平衡思想”等學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

二、基于真實問題情境和實驗探究促進深度學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計案例

過程環(huán)節(jié)一：建立“化學(xué)反應(yīng)是有限度”的概念

【學(xué)習(xí)任務(wù)1】根據(jù)氧化還原原理預(yù)測 Fe3+與 I-能否發(fā)生反應(yīng)？如果它們能發(fā)生反應(yīng)，如何證明？如何保證并驗證Fe3+是否全部參加反應(yīng)？請寫出其離子方程式，并討論、設(shè)計可實施的實驗方案進行驗證。

【學(xué)生活動1】學(xué)生書寫出離子方程式2Fe3++2I-=2Fe2++I2，并思考、討論以上問題，設(shè)計出初步實驗方案：

（1）驗證產(chǎn)物有 I2或者 Fe2+即可以證明它們發(fā)生了反應(yīng)，驗證的方法可以用淀粉溶液檢驗碘單質(zhì)或者用K3Fe（CN）6檢驗Fe2+。

（2）加入過量的KI溶液可以保證Fe3+全部參加反應(yīng)，可以用KSCN檢驗Fe3+是否反應(yīng)完全。

【評價任務(wù)1】診斷學(xué)生對氧化還原方程式的書寫以及I2、Fe2+、Fe3+等物質(zhì)的檢驗的掌握程度。

【教師活動1】教師引導(dǎo)學(xué)生進行思考與討論，并進一步優(yōu)化實驗方案如表2：學(xué)生分組實驗。

【學(xué)習(xí)活動2】根據(jù)表2的實驗步驟進行分組實驗，觀察實驗現(xiàn)象，展示實驗成果并提出問題、獲取結(jié)論。最后通過分析討論得到結(jié)論：2Fe3++2I-" 2Fe2++I2為可逆反應(yīng)，F(xiàn)eCl3和 KI 的反應(yīng)沒有進行到底，存在一定的限度。

【教師活動2】根據(jù)學(xué)生展示的實驗成果及獲得的結(jié)論，歸納出化學(xué)反應(yīng)的限度的概念。

【評價任務(wù)2】診斷學(xué)生實驗探究中觀察、分析能力。

設(shè)計意圖：將抽象的概念學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生感興趣的實驗設(shè)計與探究，在探究中得到與學(xué)生已有認知不一致的結(jié)論——即使在一種反應(yīng)物過量程度很大的情況下，另一種反應(yīng)物也可能反應(yīng)不完全，從而提出化學(xué)反應(yīng)的限度的概念，減少了概念的抽象化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

過程環(huán)節(jié)二：認識可逆反應(yīng)如何建立化學(xué)平衡，歸納出化學(xué)平衡的特征

【學(xué)習(xí)任務(wù)2】一定條件下，把1 mol N2和3 mol H2充入1 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：

（1）反應(yīng)剛開始時，v 正（N2）、v 逆（N2）如何？反應(yīng)進行時，它們變化趨勢如何？反應(yīng)達到限度（平衡）時， v 正（N2）、v 逆（N2）存在什么關(guān)系，反應(yīng)真的停止了么？

（2）將上述討論畫出v-t草圖。

（3）請分析反應(yīng)物 N2與生成物 NH3的起始濃度、變化趨勢以及達到限度時，c（N2）與c（NH3）是否繼續(xù)變化，畫出c-t草圖。

（4）根據(jù)所做的兩個圖分析反應(yīng)達到限度（平衡狀態(tài)）時所表現(xiàn)出來的特征？（從速率、物質(zhì)的濃度兩個方面來分析）

【學(xué)生活動3】對學(xué)習(xí)任務(wù)2中問題進行分析討論，嘗試畫出反應(yīng)N2+3H2 高溫高壓 2NH3的v-t及c-t草圖，并在老師的引導(dǎo)下進行修正、完善，展示其最終成果如圖1和圖2所示，然后歸納化學(xué)平衡的本質(zhì)和特征。

化學(xué)平衡的本質(zhì)：v（正）= v（逆）≠0

化學(xué)平衡的特點：反應(yīng)物和生成物的濃度（或百分含量）保持不變

【教師活動3】對學(xué)生的分析討論及作圖結(jié)果進行點評，引導(dǎo)學(xué)生針對自己的成果進行糾正、完善。

【評價任務(wù)3】診斷學(xué)生數(shù)形結(jié)合能力，即將抽象的化學(xué)原理轉(zhuǎn)化為形象的圖像能力。

設(shè)計意圖：設(shè)計系列問題幫助學(xué)生構(gòu)建化學(xué)平衡過程中的知識網(wǎng)絡(luò)，通過v-t 圖構(gòu)建化學(xué)平衡的本質(zhì)，即v（正）= v（逆）≠0；通過 c-t 圖構(gòu)建化學(xué)平衡的特點，即反應(yīng)物和生成物的濃度（或百分含量）保持不變；將抽象的知識具體化，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認知”的核心素養(yǎng)。

三、基于深度學(xué)習(xí)的高中化學(xué)教學(xué)策略的反思

1.深入調(diào)研，不斷調(diào)整優(yōu)化教學(xué)策略

深入調(diào)研學(xué)生知識儲備，并依據(jù)調(diào)研結(jié)果選擇并優(yōu)化教學(xué)策略是實施深度教學(xué)，引發(fā)深度學(xué)習(xí)的前提。調(diào)研應(yīng)選擇或設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的系列問題，通過課前訪談或問卷的方式深入了解樣本學(xué)生當(dāng)前的知識儲備，再結(jié)合課標的要求以及教材內(nèi)容，準確把握核心知識的深度和廣度，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，實施合適學(xué)生現(xiàn)有知識儲備的教學(xué)，在引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的同時，落實核心素養(yǎng)的發(fā)展。比如在概念建立初期，可以通過教師演示實驗，學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象豐富感性認識，促使學(xué)生對概念有初步的理解；而在概念的建立過程中，則可以通過情景問題引發(fā)出來問題鏈構(gòu)建認知模型，再抽象形成概念；而在概念建立后，適當(dāng)?shù)木毩?xí)則有助于對概念本質(zhì)的深入理解。同時，在教學(xué)過程如發(fā)現(xiàn)學(xué)生表現(xiàn)與自己預(yù)期不一致時，應(yīng)及時調(diào)整優(yōu)化教學(xué)策略。

2.創(chuàng)設(shè)與核心教學(xué)內(nèi)容密切聯(lián)系的情景問題

情景問題是為落實教學(xué)目標，教師根據(jù)核心教學(xué)內(nèi)容而創(chuàng)設(shè)的，適合于引發(fā)樣本學(xué)生深度學(xué)習(xí)的教學(xué)情景，用以增強教學(xué)中的啟發(fā)性和探究性。因此，創(chuàng)設(shè)的情景問題一定要與核心的教學(xué)內(nèi)容密切聯(lián)系，與核心教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系不大的不能用。而現(xiàn)實的課堂教學(xué)中，相當(dāng)部分老師創(chuàng)設(shè)的情景與核心教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系不大，或者根本就沒有創(chuàng)設(shè)情景而是直接進入教學(xué)內(nèi)容，然后使用講授法等傳統(tǒng)的教學(xué)方法單純的講解化學(xué)知識，這樣的教學(xué)無疑消減了學(xué)科教育的育人價值，無法落實學(xué)科核心素養(yǎng)。良好的教學(xué)情境應(yīng)該是建立在樣本學(xué)生已有知識儲備的基礎(chǔ)上，并能激活相關(guān)知識儲備，能在\"新舊知識的結(jié)合點\"上產(chǎn)生的新的問題，最能激發(fā)學(xué)生的認知沖突。良好的問題情景以及后續(xù)的問題鏈，還可以激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計實驗，并進行探究驗證的求知欲望，從而促使學(xué)生進行深度思考，有利于培訓(xùn)學(xué)生的實驗操作能力，觀察分析能力和邏輯思維能力。

3.重視過程方法，但不忽視基礎(chǔ)知識

掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的方法，養(yǎng)成用化學(xué)學(xué)科思維解釋或解決生產(chǎn)生活中的相關(guān)問題是培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)最重要的目的。因此，教師在教學(xué)過程中不是讓學(xué)生死記硬背相關(guān)化學(xué)知識，也不是將學(xué)生培養(yǎng)成“小鎮(zhèn)做題家”。比如在探究干燥的氯氣是否能使鮮花褪色時，我們不能僅僅讓學(xué)生記住實驗現(xiàn)象和結(jié)論，如果有條件更應(yīng)該讓學(xué)生自己去探究，觀察實驗現(xiàn)象，得到實驗結(jié)論并做出解釋，只有這樣才能通過化學(xué)實驗這一重要手段達成育人的初衷。但這并不代表著實施深度學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)知識的積累變得不再重要，恰恰相反，基于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)更注重基礎(chǔ)知識的積累，因為科學(xué)探究都是建立在一定基礎(chǔ)知識上的，只是獲取知識的方法應(yīng)當(dāng)改變。如果學(xué)生能在教師的引導(dǎo)下，通過獨立思考，合作學(xué)習(xí)，自行設(shè)計實驗實施驗證，并對得到的結(jié)論做出解釋等手段來獲取知識，所獲取的知識也必然會更加深刻。學(xué)生在獲取知識的同時，其實驗操作技能與觀察分析能力也得到了訓(xùn)練，獨立思考能力和創(chuàng)新精神也得到了培養(yǎng)。

四、結(jié)語

以教學(xué)中重難點教學(xué)內(nèi)容為研究對象，課前對學(xué)生進行深度調(diào)研，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，創(chuàng)設(shè)緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活的真實情景問題，能促使學(xué)生進行深層次的思考，引發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。同時，在教學(xué)實施過程中，教師還應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況，不斷進行反思，調(diào)整、優(yōu)化教學(xué)策略?！霸趯嵺`中研究，在研究中實踐”不僅可以促使教師的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，而且還可以通過教師的引導(dǎo)促使學(xué)生進入深度學(xué)習(xí)，落實學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

參考文獻

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