基于落实化学核心素养的深度学习初探

发表时间:2020/12/17   来源:《教育学文摘》2020年第35卷9月第25期   作者:    王莉莉
[导读] 本文通过对《深度学习:走向核心素养》一书的阅读理解

王莉莉
浙江省绍兴市越州中学  312000
摘要:本文通过对《深度学习:走向核心素养》一书的阅读理解,阐述了深度学习的内涵和基于“深度学习”的教学模式,并以“苯酚的性质”教学片断为例,探讨如何在教学中通过深度学习教学模式落实学科核心素养的培育。
关键词:深度学习;核心素养;教学模式;
一、 “深度学习”的内涵
         “深度学习”是在教师的引领下,学生围绕着具有挑战性的学习主题,全身心的积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程[1]。首先,深度学习创设的任务情境中蕴含的知识成果是具有挑战性的,是高于学生已有的认知水平的,但又遵循学生的学习规律,符合“最近发展区理论”的。其次,它要求在教师的引领下,而非学生的自学,但又是以学生为主体的“少教多学”的师生互动关系,主张在课堂中把时间留给学生,要求每一位学生都能积极的参与到课堂互动中,强调学习者有积极学习的心向。第三,深度学习是一种有意义的学习,而非机械的、表层的无意义学习。这种学习模式要求学生能运用证据收集、数据加工、假设推理、类比迁移、模型建构等科学方法,从而能在过程中掌握学科的核心知识、获得思维的提升、素养的培育。
二、基于落实核心素养的深度学习教学模式
         “深度学习”模式与布鲁纳的“发现学习理论”内涵相近,是以学生为中心的一种学习模式,教师只是学习情境、学习材料的提供者、引导者、合作者,问题的答案要靠学生根据已有的知识经验,对提供的信息进行组织、加工而发现的。布鲁纳倡导要先激发学生的求知欲,促使学生产生内部的学习动机,进而主动、积极地去发现问题,即便是错误的答案也具有反馈的价值,因为学生在纠错的认知过程中,已是对认知结构的一次重新组合。 “信息加工学习理论”认为学习的本质是对信息的习得加工和迁移使用[2]。学生对信息进行编码、重组、同化等,教师引导学生把握知识的本质属性和内在联系,即使一次深度学习。
“深度学习”中的“深度”有多层意思,笔者认为在实际课堂教学中要重点关注的两层意思:一是教师选择的学习内容要有“深度”和逻辑性,二是学生对学习对象能进行“深度”加工。要求教师在设计和组织教学时将传统的“以知识点为核心”的教学观念,转变为“以核心素养为导向”的教学。由“抽象知识”转向“具体情境”,深度学习注重营造学习情境的真实性、复杂性和可迁移性[3]。教学模式如下表:
表:基于落实核心素养的深度学习教学模式
情境线    任务线    问题线    素养线
情境1:化学史话
情境2:实验情境
情境3:生活情境
情境4:问题情境
………    需要掌握的学科核心知识
………    设置有梯度的问题完成任务
………    宏观辨识与微观探析
变化观念与平衡思想
证据推理与模型认知
科学探究与创新意识
科学态度与社会责任
三、以“苯酚的性质”为例,探讨基于落实学科核心素养深度学习模式
任务一:设计具体的“化学史话”情境,初识苯酚性质
【历史情境】视频:“外科消毒之父”里斯特,首次将石炭酸(苯酚)稀溶液用于外科手术的消毒以及医生双手的消毒,从而减少了病人因为外科手术后的感染而死亡,这一发现使苯酚成为外科手术强有力的消毒剂。
【设计意图】深度挖掘学科知识的价值,设计与疫情防控有关的教学内容,引起学生的注意,提高学习兴趣。渗透“科学态度与社会责任”核心素养。
任务二:运用“结构决定性质”思维模型,预测苯酚的化学性质
【实物情境】展示苯酚的球棍模型和比例模型。
【设问】你能从苯和乙醇的结构性质,推测苯酚有什么性质?
【生】苯的化学性质:燃烧氧化;易取代生成溴苯;能加成生成环己烷。

乙醇:易被氧化;与钠反应置换H2;能发生取代反应生成酯或卤代烃。浓硫酸催化下消去生成乙烯。推测苯酚:能被氧化(晶体略带红色);能与钠反应;能发生取代反应;能与氢气加成。
【设计意图】教师所创设的问题情境具有一定的深度,要求学生整合之前所学的苯、乙醇的性质,掌握“结构决定性质”这一化学学科的本质属性,提升学生迁移、类比、归纳演绎等推理思维,完善思维模型,进而能举一反三,解决类似问题。
任务三:设计“实验情境”,探究苯酚的化学性质
【实验情境】药品:苯酚浊液,碳酸钠溶液,氢氧化钠溶液,紫色石蕊试剂。pH试纸。根据提供的药品,请分组探究苯酚的酸性如何?
【小组实验】
第一组:对照标准比色卡,pH在6-7左右,不明显;
第二组:向苯酚试液中滴加紫色石蕊试液,没有看到变红现象(产生疑惑);
第三组:向苯酚浑浊液中加入NaOH溶液,浑浊液变澄清;
第四组:向苯酚浑浊液中加入Na2CO3溶液,浑浊液变澄清,没有看到气泡(产生疑惑);
【师】从实验结果中,我们发现苯酚是一种碳酸还要弱的酸。
【演示实验】向苯酚稀溶液中加入少量浓溴水,观察现象。
【生】看到产生明显的白色沉淀。
【师】该反应很灵敏,常用于检验苯酚。
【设问】苯酚呈弱酸性,而乙醇呈中性,说明两者羟基上的氢有什么不同?从结构上分析原因是什么?
【生】由于苯基对羟基的影响,使苯酚羟基上的氢原子比乙醇羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中电离出H+,表现为酸性。
【追问】羟基会影响苯环吗?你能举方程式对比说明吗?
【生】
【设计意图】通过苯酚酸性和乙醇中性的对比,苯、苯酚与溴取代反应对比,建立“基团间相互影响模型”,诊断并发展“证据推理和模型建构”素养水平。
任务四:设计问题情境,运用信息加工“证据推理”苯酚的酸性
【问题情境】从刚才的实验中我们发现苯酚不能使紫色石蕊变红,与碳酸钠反应没有气泡生成。请你结合下列数据,用化学反应原理中所学的知识证明。
【数据加工】资料:弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)。碳酸:Ka1=4.03×10-7  Ka2=5.61×10-11;苯酚:Ka=1.28×10-10
已知紫色石蕊的变色范围是5.0-8.0之间。常温下,苯酚的饱和浓度为0.8mol/L,电离常数Ka=1.28×10-10,计算苯酚的pH值。
【生1】从表1电离平衡常数大小比较,得到酸性强弱:H2CO3>苯酚>HCO3—,所以苯酚与碳酸钠反应时,没有CO2气体生成。因为不符合以强制弱的化学反应规律。
【生2】 c(H+)=(0.8×1.28×10-10)1/2 ≈1.0×10-5,苯酚饱和溶液的pH=5.0,苯酚呈弱酸性,结合紫色石蕊变色范围,平时用的一般是苯酚稀溶液,pH再大一点,所以不能使紫色石蕊试液变红色。
【变式迁移】解释:向苯酚钠溶液中通入CO2生成苯酚,但无论CO2是否过量另一产物都是NaHCO3。请用文字结合化学方程式表示原因。
    【生2】假设生成的是碳酸钠,则苯酚会继续和碳酸钠反应生成碳酸氢钠。
【设计意图】通过对实验结果的质疑,结合提供的信息数据,教师创设具有挑战性的问题情境引导学生“深度学习”,通过已学的电离平衡常数与酸性强弱关系,以及电离平衡常数与c(H+)的关系,“证据推理”苯酚的酸性弱于碳酸,且不能使紫色石蕊变红,整个计算过程强化学生的思维能力,提高学生解决问题的能力,诊断并发展“变化观念与平衡思想”素养。

参考文献:
[1]刘月霞,郭华等. 深度学习:走向核心素养[M].北京:教育科学出版社,2018.
[2]张春兴.教育心理学——三化取向的理论与实践[M].浙江:浙江教育出版社,1998.
[3]张华.论核心素养的内涵[J].全球教育展望,2016年第4期.                                                  
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