促进深度学习的情境教学实践与思考——以 “食品中的有机物”复习为例

发表时间:2021/7/6   来源:《中小学教育》2021年第7期(下)   作者:吴丽娟
[导读] 以苏教版必修二专题3第二单元“食品中的有机物”复习为例,提出创设实际生活情境,激发深度学习的欲望
        吴丽娟
        义乌市第三中学        
        摘要:以苏教版必修二专题3第二单元“食品中的有机物”复习为例,提出创设实际生活情境,激发深度学习的欲望;创设连续问题情境,引导深度建构知识体系;创设探究情境,调动深度参与课堂;创设认知冲突情境,发展高阶思维;创设真实应用情境,培养对化学的深度认同感,从而实现深度学习,提升核心素养的教学策略,对情境教学促进深度学习进行了探索。
        关键词:深度学习  情境教学  食品中的有机物
一、问题提出
        美国学者Ference Marton和Roger Saljo基于学生学习过程的研究,最早提出的关于学习层次的两个概念,深度学习(Deep Learning)和浅层学习(Surface  Learning)。深度学习是一种学习者在理解的基础上,能够批判地学习新的事实与思想,与原有的认知结构进行融合,在众多思想间建立联系,并能在新的情境中迁移运用已学的知识,做出决策并解决问题的一种学习方式[1]。而浅层学习是一种机械地、被动地学习方式,学习者在外在动机的驱使下,通过题海战术、死记硬背、重复训练等简单认知方式进行学习的一种形式。
        一方面,学生在义务教育阶段,由于所学内容浅、少,所以通过题海战术,重复强化就可以获得高分。另一方面,有些教师教学手段单一,存在课堂教学以教师讲授为主,化学实验教学过程完全被ppt动画演示所代替,学生很少有机会主动参与学习化学,使学生自主学习意识、合作探究能力得不到培养,化学学科素养得不到发展。因此,许多高中生习惯于知其然而不知其所以然,停留在浅层学习。那如何引导学生由浅层学习转化为深度学习呢?
        情境教育创始人李吉林教授认为,情境教学是一种结合学生生活实际,创设与所学内容相关的场景,调动学生的学习情绪,在情感活动中完成认知活动的一种教学模式[2]。从深度学习的内涵上看,深度学习特点之一就是能在新的情境中迁移运用所学知识[3]。教师若能够创设出最适合课堂的教学情境,激起学生探究的欲望,自主发现具有研究价值的化学问题,根据所学知识提出假设,收集各种证据,最后解决问题,高阶思维得到发展,实现了深度学习,化学核心素养也在学生心中开花。
        近期,笔者参加以“食品中的有机物复习”为题优质课评比,这节课是基于深度学习理念,通过创设丰富的教学情境,在情境中提出问题,利用情境驱使学生自主构建知识体系,再运用知识解决实际问题,发展高阶思维,对情境教学促进深度学习进行了探索。
二、促进深度学习情境教学案例—“食品中的有机物”复习
(一)吃透教材,钻研学生,确定学习目标
        本节课是苏教版必修二专题3第二单元复习课。在此之前,已经介绍了醇、醛、酸、酯、葡萄糖的相关知识,本节课复习巩固四类有机物知识的同时,重点讲解这四类有机物的转化,并利用所学知识进行鉴别运用,有利于学生形成关于烃的衍生物螺旋上升的知识体系。
        学生已经学习了乙醇、乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖的物理性质和化学性质,具有分析归纳能力、实验探究能力,但是关于这四类物质的知识是一个分散的状态,没有归纳整合,同时不会利用已有知识来解决实际问题,停留在浅层学习。那么如何引导学生自主思考,通过创设情境,引导学生在问题探讨活动、实验探究活动中主动建构对烃的衍生物完整认识,提高实际问题解决能力,从而突破局限认识,完成深度学习呢?
        根据对教材的理解和学情的分析,确立以下学习目标:
        1、知道葡萄糖、酒、醋、酒香相互转化关系,认识物质的变化是有条件的,能用对立统一、动态平衡的观点看待问题。
        2、通过书写葡萄糖、酒、醋、酒香相互转化的方程式及断键原理,推测醇、醛、酸、酯四类物质的性质,能从微观层面认识事物,完成从现象到本质,从具体到类别的升华,提升迁移运用能力。
        3、通过葡萄糖、乙醇、乙酸、乙酸乙酯四大溶液鉴别实验探究过程,提升实验探究能力,证据收集能力,分析推理能力,同时培养创新精神及事实就是的科学态度,发展高阶思维。
        4、举例酒驾的应用,深刻体会化学、社会、环境之间的关系,赞赏化学对社会进步与发展所做的重大贡献。
(二)教学过程设计思路
1、创设实际生活情境,激发深度学习的欲望
【情境一】请学生尝一尝老师带来的葡萄。为什么葡萄这么甜?如何检验其中的物质?
        设计意图:从生活走入化学,激发学生的探究欲望,引导学生运用书本所学知识来解决实际生活问题。通过葡萄汁中葡萄糖的检验,学生认识到实验是检验真理的唯一标准。
2、创设连续问题情境,引导深度建构知识体系
        【情境二】老师除了给大家带来葡萄,还给大家带来葡萄酒。
        【问题1】刚才同学们新制的葡萄汁能否转化为老师手中的美酒呢?
        【问题2】如若酿酒过程中,密封不好,美酒很可能会变为陈醋,其反应原理又是什么呢?
        【问题3】存放多年的酒,酒香扑鼻。这酒香是什么的味道?
        【错误回答】酒香是乙醇的气味
        【师生活动】请学生闻闻无水乙醇的气味,发现是刺激性的味道,引导学生酒香是酯的气味,请同学们书写反应原理。
        【问题4】若乙醇中的甲基变为苯基,那你能否写出苯甲醇转化为苯甲醛,苯甲醛转化为苯甲酸,苯甲酸与苯甲醇反应的原理呢?
        设计意图:葡萄糖、乙醇、乙酸、乙酸乙酯相互转化是本课时的教学重点之一,从葡萄糖出发,酿酒、酿酒失败、分析酒香的原因,将零散的知识点变为一串,同时揭示物质间转化关系,认识到物质的转化是有条件的,能透过现象分析本质原因,建立醇、醛、酸、酯转化认知模型。通过酒香的探寻,学生发现直观感受竟然不一定是正确的,事实和证据比权威更重要,培养学生独立思考能力和敢于质疑、勇于批判的创新精神。
3、创设探究情境,调动深度参与课堂
        【情境三】桌子上有四瓶未知溶液:葡萄糖、乙醇、乙酸、乙酸乙酯。请大家根据已学知识,利用石蕊、Na2CO3固体、NaOH溶液、CuSO4溶液、酸性KMnO4溶液、铜丝、蒸馏水,先独自设计实验鉴别这四种溶液,再与同学交流出最佳实验方案,并进行实验操作,将实验现象和结果填入实验报告单中。
        【学生汇报1】根据实验现象,只有1号溶液不溶于水,1号溶液为乙酸乙酯。2号溶液与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,因此2号溶液是葡萄糖。3号溶液中加入Na2CO3固体后产生大量气泡,3号为乙酸。铜丝加热后再插入4号溶液中,发现铜丝又变回红色,4号为乙醇。
        【学生汇报2】只有2号溶液没有气味,因此2号为葡萄糖;3号溶液中加入石蕊,变为红色,也证明3号为乙酸溶液。取4号溶液,滴入酸性高锰酸钾,发现褪色,4号为乙醇。
        设计意图:利用这个探究活动,学生主动提取脑中关于葡萄糖、乙醇、乙酸、乙酸乙酯的物理性质、化学性质的知识,上阶段建立的知识结构得到强化和应用。同时根据四种物质的特征反应,学生自主设计实验方案,通过和同学交流讨论,提出进一步改进或完善实验的设想,完成实验操作,运用已有的认知经验对观察记录的实验现象进行加工处理并获得结论。学生在不知不觉中深度参与课堂,提高学生的问题解决能力、分析推理能力、实验动手操作能力。
4、创设认知冲突情境,发展高阶思维
        【情境四】1、乙酸乙酯是非电解质,不能电离出离子,为什么实验中,加入石蕊会变红?乙酸乙酯不能被酸性高锰酸钾氧化,在实验过程中,却看到了酸性高锰酸钾褪色?
        2、葡萄糖中有醛基,也有羟基,应该能使酸性高锰酸钾褪色,实验过程中,加入酸性高锰酸钾后却迟迟不褪色?
        设计意图:这一环节,学生在动手操作过程中,惊讶地发现事实证据与已有的经验竟然完全不同,产生强烈的认知冲突,激发其内在的探究欲,鞭策学生进行独立思考,自主分析,学生在质疑-解决问题-再质疑-再解决问题过程中实现了深度学习,切实提升了发现问题、分析问题、解决问题的能力,发展批判地创新精神,逐步形成高阶思维。学生通过实验探究不仅能解决问题,更能发现新的有价值的问题,这正是化学的魅力所在。
        【学生归纳】归纳总结在实验探究中运用的醇、醛、酸、酯的性质
5、创设真实应用情境,培养对化学深度认同感
        【情境五】生活中,我们常常利用这四类物质的性质来为我们生活服务。比如烧鱼时,加点醋,再加点酒,去腥味的同时,增加的香味。交警利用乙醇与强氧化剂反应查酒驾。利用图一装置,乙醇与重铬酸钾反应时,重铬酸钾由橙红色转变为绿色,吹气体会交警查酒驾的过程。
        设计意图:学生在体会运用过程中,是对知识的巩固与反馈,学以致用同时激发学生责任感和使命感,让学生感受到化学可以改变我们的生活,造福人类,增强学生对化学学科的深度认同感。


三、实践后的思考
1、深度学习基于情境,又不止于情境
        深度学习以发展高阶思维和解决实际问题为目标,要求学习者对知识有深入理解,而只有在基于真实学习情境的学科活动中,知识的功能价值才可能转化为学生自觉主动的、合理的认识方式[4]。学生能够批判性地将知识融入原有的旧识结构中,并能做到“举一反三”,实现创造性地解决新问题,关键在于创设最适合课堂情境,激发深度学习的欲望,将学生带入深度学习模式,深度参与课堂活动,自主建构反思,在探究活动中解决问题,深度体验积极向上的情感的同时发展高阶思维。所以可以说,深度学习是一种基于情境的学习方式。但是,笔者认为深度学习依托于情境教学外,其他方式比如课前的学案、改进学生评价方式也可促进深度学习,有待后续研究与实践。
2、实现深度学习最终为了化学核心素养的落实
        在深度学习中,学生需要深层次理解所学知识,自主建构并迁移运用知识,培养学生适应社会发展和自身终生发展的能力,这些不正是与化学核心素养所契合的吗。因此,深度学习促进学生化学核心素养的发展和提升。我们教师应努力打造以生为本,以深度学习为中心,以提高学生核心素养为目标的高效课堂。

参考文献:
        [1]何翔.促进学生个性化深度学习的教学策略设计-以“二氧化硫的性质和作用”为例[J].化学教育(中英文),2019,40(3):64-69.
        [2]李吉林.李吉林情境教学理论与实践[M].北京:人民日报出版社,1996:1-6.
        [3]阎乃胜.深度学习视野下的课堂情境[J].教育发展研究,2013,33(12):76-79.
        [4]王磊,魏锐.学科核心素养发展导向的高中化学课程内容和学业要求——《普通高中化学课程标准(2017年版)》解读[J].化学教育(中英文),2018,39(9):48-53.
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