挖掘教材 深度学习 关注思维

吴长宝

摘要：以教材素材为依托，利用探究实验，深入探讨证据与结论纽带关系，构建化学实验压强问题的思维模型，提高学生分析问题、解决问题的能力，并逐步培养学生的科学思维。

关键词：挖掘教材内涵;深度学习;思维模型;科学思维

“深度学习”是当代学习科学理论提出的新概念。随着学习研究的不断深入，对学习的认识也日益深刻，目前研究界对学习已经达成共识：深度理解概念的重要性、注重学与教、创设学习环境、学习者在先前知识基础上建构知识的重要性以及反思的重要性。

• 问题背景

北京版初中化学义务教育教科书第八章第二节《二氧化碳的性质和用途》——物理性质

“能溶于水”的探究实验，如图1：

由于该实验装置和操作简单，现象明显，

很容易得出结论，不少教师在教学过程

中忽视了瓶中压强变化分析，缺失证据

和结论的关联，导致在后续练习中学生

头脑只剩下“压强降低瓶变瘪”的印象。

这种只重视结论，不重视思维过程，一知半解，形成压强问题的思维障碍。

• 思维障碍点

1.压强变化模糊

明显表现在加水后密封与密封后加水，

不明白这两个实验的压强变化的根本区别

所在。如图1和图2实验。

2.气体和液体体积变换混乱

在遇到用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳测定二氧化碳体积含量实验中，往往因为加入氢氧

化钠液体问题，出现二氧化碳体积换算错误问题。

三、思维模型建立过程

1.首先建立阶段性压强变化坐标图

图1实验阶段性压强变化坐标如表1：

学生分析完这四个阶段的压强变化后，不但知道瓶最终会变瘪，也会知道瓶变瘪的原因。

在此基础上，学生做完图2探究实验之后，再描述实验现象及原因时，正答率会明显增大。

图2实验阶段性压强变化如表2：

通过图1和图2实验过程压强变化分析，学生很容易知道两个实验的关键是密封节点问题。图1实验加水之后，再密封，起始压强始终是大气压，然后降低，瓶变瘪;图2实验密封之后再加水，起点是大气压，加水，压强增大，振荡时1体积水溶解1体积二氧化碳，使压强恢复到起始大气压，瓶无变化。

2.再建立气体体积与压强变化流程图

图1实验气体体积和压强变化流程分析如图3：

四、思维模式应用和巩固

例1：研究小组利用图5裝置进行实验。A的容积

为250 mL，B中盛有足量的水，实验前K₁、K₂、K₃均关闭。

测定 A 瓶气体中二氧化碳含量。打开K₁，用注射器向A

中注入20 mL NaOH溶液（足量），关闭K₁，充分反应后，

打开k₂、k₃，观察到 B 中的水进入 A 中，当B中液面

不再变化时，测得B中减少了60 mL水，则A中CO₂的体积分数约计算式              。

例1解题思维模式展示及答案如表3：

 例3，（2019年北京市中考化学22题）用图7装置进行实验，先后将溶液快速全部推入，测得一段时间内压强变化如图8所示。

（1）先推入的溶液是____________________________________。

（2）bc段压强不变，原因是______________________________。

（3）cd段压强变大，用化学方程式解释：_____________________________________。

参考答案：（1）NaOH溶液 （2）气体的量不再发生改变

（3）2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑

课堂教学主要依据教材内容，教材内容既是学生获取知识的源泉，也是传承科学思维的重要载体，是生产、生活实践与学科知识相结合的产物，隐含着学科知识的背景、形成过程和价值。在课堂教学中，挖掘教材内涵，把教材当成教学的“工具”，分析教材地位，发挥教师智慧，挖掘教材蕴含的科学思维方法，寻求教材前后关联，重构整合教材内容，释放教材应有的张力，以期寻找学生知识和方法的生长点，满足学生科学思维发展的需要。