中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A文章編號:1673-8918(2025)25-0103-04
教育部出臺《關于做好普通高中新課程新教材實施工作的指導意見》中明確指出,到2022年普通高中全面實施新課程和使用新教材,以深化普通高中教育教學的革新。在新課程、新教材背景下,高中化學課程的首要任務就是培養(yǎng)學生的化學基本素質。
鼓勵學生進行深度學習契合“雙新”背景,是適用于化學課堂教學改革和創(chuàng)新的一種教學手段。在此教學模式下,教師根據教學內容,引導學生完成有挑戰(zhàn)性的學習任務,主動地、自發(fā)地對知識進行理解,通過微觀分析與宏觀辨識,結合數據推理和模型認知的深度思考,處理復雜問題,從而掌握化學知識,提升能力。情境的創(chuàng)設與使用是實現深度學習的有效途徑,學生通過解決情境中的問題,能夠逐步把知識結構化、系統(tǒng)化,建立自己的知識網絡,并能學會評價反思,將知識遷移應用到不同的情境中,去處理應對相對復雜的問題。這種促進學生深度學習的課堂模式形成了富有意義的教學形式和學習模式,充分展現了學生的積極參與性,創(chuàng)造了一個充滿智慧知識和豐富情感的課堂。
一、教學主題的確定
在新課程和新教材的背景下,高考化學實驗試題的命題方式隨之發(fā)生改變。近年來,高考綜合性實驗題以有機制備實驗為題型來考查學生的能力,該類題型與實際生產生活、環(huán)境保護和科技前沿等方面結合緊密,可以很好地檢驗學生的化學基礎知識、實驗基本技能,也能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和社會責任感。這類題型涉及的有機物種類繁多、性質多變,因此可以從多方面進行素材選取、信息呈現和問題設置。高考試題中,有機制備實驗通常以陌生物質制備為基礎,面臨多變的物質和情境,未體驗過產品實際生產過程的學生無從下手,無法建立此類題型的解題思路和模型,造成學生的復習和備考高耗低效。在這種情況下,若教師仍沿用傳統(tǒng)的復習備考方法,不但容易導致課堂枯燥無味,而且學生也難以對解題方法進行遷移應用。為避免以上問題,教師應及時調整課堂教學模式,提升高中化學有機制備實驗復習的備考效率。
創(chuàng)設情境促進學生深度學習的教學模式,是以化學教學內容為背景,學生在教師的指導下完成相關的任務,在具體情境中思考和解決相關問題,獲取課堂相關知識,發(fā)展解題能力和分析問題能力。通過該教學模式,不但能夠使學生掌握知識、技能以及綜合素質方面的能力,也能讓學生學會合作、溝通、探究,對提升學生高階思維和創(chuàng)新能力有著重要作用。基于以上的分析,在進行有機制備實驗復習專題時,設置前測任務,利用乙酸乙酯的制備為情境,引導學生從物質性質、化學平衡和綠色化學等方面建構解題模型,使分析有機制備實驗變得有理可循;利用苯甲酸異丙酯制備過程的分析和提純過程的設計為情境任務,引導學生利用解題模型解決具體問題,提升能力;利用苯甲酸性質等題目信息設計實驗題為挑戰(zhàn)性任務,在具體情境中積極開展建構學習和問題解決學習,促進學生進行深度學習,轉變學生的學習方式。
二、基于情境創(chuàng)設促進學生深度學習的教學模式實施過程
(一)教學目標
1.通過對乙酸乙酯制備實驗的改進,掌握有機物制備的性質特點和反應特點,能夠選擇合適的分離提純方法和實驗裝置,培養(yǎng)學生的“科學探究與創(chuàng)新意識”能力。2.通過對實驗原理的分析,以產生更多更好的產品為目的,培養(yǎng)學生的“變化觀念與平衡思想”的能力。3.通過有機制備實驗思維模型的建立和遷移應用,培養(yǎng)學生的“證據推理與模型認知”素養(yǎng)。4.通過對有機制備過程的分析,形成綠色化學的觀念,培養(yǎng)學生的“科學態(tài)度和社會責任”素養(yǎng)。
(二)教學過程
在教學過程中,根據有機制備實驗教學內容的具體要求,將這節(jié)課的教學大致分為以下四步:前測反饋,建構模型;遷移應用,提升能力;創(chuàng)設情境,深度學習;評價總結,課后反饋。每一步情境創(chuàng)設將考點串聯(lián)起來解析,引導學生分析思路和建立解題模型,再將模型遷移應用到陌生情境中解決問題,在情境中對所學知識進行深度思考,通過體驗、思考、協(xié)作、探究、評價等方式體驗知識的生成過程,提高學習成效,提升思維能力。
1.前測反饋,建立模型
以高二學生認知水平為起點,結合學生認知基礎,以廣泛用于藥物、染料、香料的乙酸乙酯實驗室制法為情境,布置前測任務,讓學生回顧乙酸乙酯制備實驗,再通過一系列環(huán)節(jié)形成有機物制備實驗解題模型。在這個過程中,教師創(chuàng)設問題情境:結合化學反應原理進行思考,在制取乙酸乙酯的實驗中,如果要提高乙酸乙酯的產率,可以采取哪些措施呢?學生的答案有“用濃硫酸除水、將乙酸乙酯蒸出、增加乙醇用量”等,體現了學生可以從化學平衡角度去分析實際問題。學生通過思考交流,歸納出分析有機制備實驗時首先應該考慮有機物易揮發(fā)、互溶的性質,以及有機反應可逆、副產物多、速率慢等特點。接著,再對學生進行思維拓展,給出乙酸乙酯、乙醇、乙酸的熔沸點、密度、溶解性等物理性質,讓學生從化學平衡原理和裝置儀器選擇等方面進行思考,總結出提高反應物利用率的裝置,并畫出正確的裝置圖。學生可以分析出圖(a)裝置的缺陷:由題目信息可知,乙醇乙酸沸點低,酒精燈加熱不易控溫,物質會因蒸發(fā)而損失;導管太細太短,乙酸乙醇冷凝回流率低等。經過思考,學生改進裝置,設計出了圖(b)裝置,采用球形冷凝管進行回流,插入溫度計監(jiān)測溫度,增加水浴加熱或者攪拌器,到 77°C 蒸出乙酸乙酯等。
接下來,進一步對問題進行深化,讓學生思考:如果使用改進后的反應裝置進行實驗,實驗結束后,得到的混合液中可能有哪些物質?如何設計提純乙酸乙酯的流程圖?學生分析混合液中可能存在的物質有乙酸乙酯、乙酸、乙醇、硫酸,利用課堂上所學知識畫出如下的流程圖,體現了學生遷移應用的能力。
在建立模型的過程中,如果直接設問“面對一道陌生情境的有機制備題,你會從哪些方面入手?”部分學生會覺得這個問題離自己的生活很遠,從而難以思考和回答。因此,可以重新修改設問為“有機反應的物質性質和反應特點是什么呢?如果你是一名工程師,在進行有機物制備中,你會思考哪些方面的問題呢?”通過設置具體情境,引導學生進行角色代入,將同一個探究問題設置成情境中“工程師”需要思考的問題,學生很快就可以設身處地想需要從產量、質量、經濟、綠色等方面進行思考。學生在課堂中對實驗裝置和流程的分析和改進,建構了如下圖所示的有機制備實驗解題模型,掌握了解題思路,培養(yǎng)了證據推理與模型認知素養(yǎng)。而且,在情境式的深度學習中,學生能夠主動學習主動思考,從而掌握知識,舉一反三,發(fā)展能力,形成嚴謹求學的科學態(tài)度。
2.遷移應用,提升能力
在這個環(huán)節(jié)中,學生在陌生題目情境中應用模型解決問題,彰顯模型的價值。有機制備實驗中不僅實現了物質的轉化,而且可以利用化學知識調控轉化,激發(fā)學生從“解題”到“解決實際問題”。因此,課堂中選用了一些有代表性且能激發(fā)學生學習興趣的物質來幫助他們運用模型,鞏固知識。比如,以在冷飲、糖果等食品工業(yè)有重要應用的苯甲酸異丙酯制備過程的分析和提純過程的設計為例,在具體實施過程中,學生先根據題目中給出的苯甲酸異丙酯以及各種原料的物理性質,分析原料試劑的加入順序,再利用模型中對原料最大利用率的思路進行試劑的選擇,并結合物質性質從平衡移動的角度分析試劑的用量。在對混合液進行分析提純的流程圖設計過程中,學生能夠從模型出發(fā),利用有機物特點將物質分離為有機層和水層,再選擇合適的試劑對有機層進行分離。大部分學生可以比較好地運用模型解決問題,但是有少部分學生要注意流程圖書寫的規(guī)范性和試劑選擇的準確性。在這個過程中,學生利用平板在課堂上提交答案,展示給全班學生,教師及時根據學生的學習情況給予指導和幫助,引導學生發(fā)現問題、分析問題和解決問題。通過這種方式,不僅可以幫助學生鞏固已學的化學知識,還可以培養(yǎng)學生及時解決問題的能力和遷移能力。
3.創(chuàng)設情境,深度學習
為了進一步培養(yǎng)學生的綜合能力,在課堂情境的創(chuàng)設過程中,教師提供題目信息讓學生親歷了“出題老師”的情境。在這個情境中,學生的思維、情感、價值觀得到了全面參與,培養(yǎng)了高階思維,讓深度學習真正地發(fā)生。具體操作如下:在課堂中,先把學生分成甲、乙兩組,讓學生結合題目具體情境,根據本節(jié)課所學知識和題目信息來設置問題。教師向學生展示如下圖所示的甲苯制備苯甲酸的反應原理,再讓學生分析甲苯、苯甲酸、苯甲酸鉀沸點、溶解性等相關性質。在這個過程中,學生分組合作,分別展開討論,互相給對方出題并解決問題。學生充當“小老師”,根據題目信息提出了很多有價值有深度的問題。比如,學生根據題目信息“加熱回流至流液不再出現油珠”提問“如何判斷反應已經結束”;根據題目信息“冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液”提出“為什么要加入飽和亞硫酸氫鈉溶液?相關反應的離子方程式是什么?”等問題;根據題自信息“將反應混合物趁熱過濾,少量熱水洗滌濾渣后合并濾液和洗滌液,于冰水浴中冷卻”提出“趁熱過濾和冰水浴的目的是什么?少量熱水洗滌后的濾渣是什么?”等問題;根據題目信息提出“進一步提純苯甲酸的方法是什么以及如何計算苯甲酸的產率?”等問題。接著,由對方小組同學進行回答,再對問題和答案進行討論評價。學生所提問題與本節(jié)課內容息息相關,并可以運用本節(jié)課所學知識得出答案,使課堂知識得到了充分的運用。與此同時,學生在教師設置的具體情境中,深入地從出題老師的角度去思考知識的運用,實現了自我肯定和同伴認可,燃起濃厚的學習興趣,活躍了課堂氣氛。接下來,教師再對學生的表現進行總結評價,對有價值的問題進行進一步的拓展和分析,極大地調動了學生學習積極性。通過這種方式,可以讓學生在課堂的主體地位得到充分體現,課堂中,師生互評,生生互評,實現“教一學—評”一體化,將過程性評價與結果性評價的進行統(tǒng)一,使課堂產生更多樂趣,實現教學相長,讓學生真正成為學習的主人。
4.歸納總結,課后反饋
學生再次總結分享了有機制備的模型:有機制備 $$ 考慮有機物的反應特點 $$ 考慮實現有機制備產量多、質量好、綠色、經濟的途徑。在課后,教師布置了改編的高考有機實驗制備題作為課后反饋練習,并與課前前測做了對比。前測題是從課本實驗出發(fā),將有機制備實驗中??嫉脑O問呈現出來,后測題是陌生情境中相同考點的考查。測試結果顯示,學生答題的正確率有了提高,具體表現為對陌生情境下的有機制備實驗的分析有了清晰的思考方向,有機實驗裝置的選擇更為科學,分離提純的過程書寫更規(guī)范等,這說明在課堂中采用的情境式深入學習的教學方法,幫助學生建立了有機制備實驗的解題模型,可以讓學生有效地利用模型解決相關問題,掌握有機物制備實驗的解題方法,使學生進一步了解實際生產工業(yè)中如何實現綠色化學,培養(yǎng)了他們的環(huán)保意識和社會責任感。
三、結論
化學學科是一門與生產生活緊密聯(lián)系的學科,教師應基于化學學科核心素養(yǎng),在課堂中盡可能讓學生貼近生產生活去學習知識,再以學生為中心進行課堂教學,創(chuàng)設合理的教學情境和教學活動,讓學生從真實情境中掌握知識,使整個課堂更加多元化和豐富化。在深度學習的過程中,學生容易對問題做出積極向上的思考和意義解釋,形成正確的社會價值觀,培養(yǎng)科學精神與社會責任感,發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。
參考文獻:
[1]林丹.“雙新”背景下高中化學實驗復習備考策略研究[J].新課程導學,2023(5):1-4.
[2]胡久華,羅濱,陳穎.指向“深度學習”的高中化學實踐改進[J].課程·教材·教法,2017,37(3) :90-96.
[3]吳久宏.基于真實情境的高中生物學深度學習[J].中學生物教學,2019(Z1):19-22.
[4]吳永軍.關于深度學習的再認識[J].課程·教材·教法,2019,39(2):51-58.