孙计强 李增祥
（江苏省苏州高新区第一中学 江苏苏州 215011 ）
深度学习的概念，源于人工神经网络的研究，是机器学习领域中对模式（声音、图像等）进行建模的一种方法，含多隐层的多感知器就是一种深度学习结构。深度学习是通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示[ 张权力,杨小微.在“深度学习”与“自由课堂”之间保持张力[J].教育科学研究,2017(07).]。郭华教授认为：深度学习就是指在教师的引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功，获得发展的有意义学习过程[ 郭华.深度学习及其意义[J].课程教材教法.2016（11）：25-32.]。
基于核心素养下的课堂教学，如何实现学生的深度学习呢？本文以苏教版化学1《氮的固定》为例，进行了尝试与思考。
一、明确目标，感知学习的意义与价值
目是眼睛，标是标志，目标就是眼睛能够看得到的，即将达到的要求。所以在课前让学生明确目标，减少弯路，给学生方向感。
基于本节内容，首先明确我们要学习氮的固定。那么接下来，自然要解决的是我们为什么要进行氮的固定，氮的固定的现实意义是什么。所以课的开始从一则新闻引出：澎湃新闻2020年5月11日联合国世界粮食计划署（WFP）与多个合作伙伴发布《全球粮食危机报告》，指出这次疫情可能使遭受严重饥饿的人口数量增加近一倍，到 2020 年底将会突破 2.5 亿。而我国用占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口，这一切都归功于化肥的使用，尤其是氮肥的使用。从学生的前概念判断，我们沐浴在充裕的含氮氛围中，为什么还要固氮呢？因为地球上绝大多数生物只能吸收氮的化合物。因此，固氮的价值充分体现出来了。
二、选择主题，形成有挑战性的核心问题
目标明确了，接下来就是选择“氮的固定”这一主题。首先，要让学生明白什么是氮的固定，就是将游离态的氮转化为化合态的氮。此时可以引导学生深度思考，我们选择什么原料作为氮的固定的反应物？反应的条件是什么？通过什么样的方式才能使得到的物质又快又好？当然，原料的选择要求来源丰富易得、经济实惠、绿色环保等。学生根据实际非常容易想到，大气中含有丰富的氮，如果能够将大气中的氮想办法固定，那将是比较合适的。但是同学也已经知道，空气中的氮气常用作保护气，很难参与化学反应。如果要反应的话，必须提供苛刻的条件。
教学片断：
从类别来看，N2为单质，需要转化为氮的化合物。你能否从氧化还原反应原理的角度出发，设计氮的固定的合理路径。
请同学们填写表格
物质 预期转化 选取试剂 得到物质
N2 ①
②
…
通过讨论学生利用氧化还原反应原理自主构建知识生成路径。
三、创设情境，激发学生的兴趣和思考
如何实现这一转化呢？能否创设这一情景呢？通过在实验室借助在三径瓶里模拟高压放电，通过传感器时时测试，并对现象的观察与分析，从而实现氮的固定。而接着以真实情境为素材，进行知识的迁移应用。据说在新疆和青海两省区交界处有一峡长谷，这里经常发生电闪雷鸣，并伴有大量牲畜死亡，被当地牧民成为“魔鬼谷”，然而奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青。学生自然可以轻易解决现实问题。
紧接着提供自然界的豆科植物如（大豆、蚕豆等）根瘤菌可以将N2转化为NH3或NH 。但是自然界的这些转化，无法满足人类生产的需要。从而引出了下一话题，科学家如何致力于满足人类的需要的呢？
四、参与体验，调动多种感官参与和认知
自然界的这些转化，无法满足人类生产的需要。那么，怎么办呢？必须人工合成。历史上，许多化学家都曾花费大量精力经研究如何实现这一转化，直到1909年，德国化学家哈伯，经过反复的研究后发现，在500-600℃,17.5-20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后的氨的产量达到6%以上,使世界粮食产量增长近一倍，使30亿人免受饥饿。后来，博施把实验方法，转化为规模化的工业生产。有了氨气，就可以继续合成含氮化肥，促进作物生长，提高粮食产量，解决饥饿问题，因此，两位化学家因此而获得了诺贝尔化学奖。而现在随着科学技术的发展，目前还可以借助某些金属有机化合物还可以起到根瘤菌的作用，并以这些化合物为催化剂，实现了常温、常压下的固氮，即仿生固氮、在钯的催化作用下，常温下生成NH3 。这一过程充分体现了人类认识自然，利用自然，改造自然，最终实现人与自然的和谐统一。
最后，以社会性议题的讨论：汽车尾气会产生大量的氮氧化物，它是重要大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。其中利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物（假定为NO2）脱除（转化为无污染）技术。 让学生体会到，化学就在我们身边，与我们生活密切相关。作为未来的接班人，我们要有这方面的责任意识。
五、交流反思，引导学生养成反思习惯
学习结束，带给学生的是什么？化学的学习带给孩子哪些变化。仅仅是知识的增长吗？
引导学生通过这节课的学习，在认知上有什么变化，思维方式有哪些改变。新课标要求学生在教学活动中不仅是教学的对象，也是教育的主体，学生不仅要获得学科知识，更要通过学科知识的学习，培养学科素养，进而提高核心素养。借助价类二维图，学生自主构建完整的知识体系，形成关联性、结构化的知识，克服知识的碎化、促进学生深度学习。
总之，对于深度学习的认识还不能停留在此。更要“指向立德树人，指向发展核心素养，指向培养全面发展的人。因此，深度学习强调动心用情，强调与人的价值观培养联系在一起。”[ 郭华.深度学习与课堂教学改进[J].基础教育课程，2019（02）.] 只有通过深度学习才能达到学习的目标，真正实现立德树人。
参考文献：