深度学习在实验活动课《金属的物理性质和某些化学性质》中的应用研究

王国军

【摘要】化学学科核心素养包括：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、科学精神与社会责任。如何培养学生的化学核心素养，教育专家共同聚焦于深度学习。北京师范大学胡久华教授提出了深度学习的四要素，即挑战性的学习主题、深度学习目标、深度学习活动、持续性评价【1】。本文结合深度学习的四要素，谈一谈如何上好实验活动课《金属的物理性质和某些化学性质》。

【关键词】化学学科核心素养   深度学习   实验活动课

一、挑战性的学习主题

学习主题是指经过结构化的核心知识，围绕主题所组织的不仅有学习的既定内容，还有和主题密切相关的拓展内容，既具有一定的挑战性，又具有一定的难度。根据学生的学情和教学内容确定挑战性的学习主题。

例如在实验活动课《金属的物理性质和某些化学性质》这节课中，依据真实情境提出挑战性的学习主题：1、最早发现制作金箔的是尼罗河流域的古埃及人。金箔的厚度是0.12微米，说明黄金有良好的延展性。黄金还有哪些物理性质？其他金属具有上述物理性质吗？2、我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜是用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。湿法炼铜利用了金属的化学性质，金属还有哪些化学性质？当教师提出这个问题后，课堂教学便形成了学习主题。学生从历史中了解了古人的智慧，这样就激发了学生的探究热情，而这恰好为深度学习的开展提供了很好的机会。

二、深度学习目标

深度学习目标是指在学生深度学习后，学生表现出的可见行为的具体的表述。可以从知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等角度来描述。学习目标的确定要根据学习主题和学生的学情来确定，特别要关注班级上不同层次的学生。只有各个层次的学生经过深度学习，达到学习目标，深度学习才有意义。

例如在实验活动课《金属的物理性质和某些化学性质》中，针对班级的学情制定如下学习目标：

（1）知识与技能

1. 了解金属的共有物理性质、常见金属的特性以及在实际中的应用。（面向全体学生）

2. 进一步认识常见金属与氧气、与酸、与盐溶液的反应。（面向全体学生）

3. 通过设计方案、交流评价、实验验证、归纳小结，学会设计实验验证金属活动性的强弱的方法。（面向中上等学生）

（2）过程和方法

1. 通过复习加深对金属物理、化学性质的认识;懂得通过设计实验来验证物质性质的方法。（面向全体学生）

2. 通过学生设计实验方案以及动手实验，逐步形成一定的分析问题、解决问题的能力。（面向中上等学生）

（3）情感态度与价值观

1. 通过对金属的物理性质和化学性质的学习，培养严谨、认真、实事求是的科学态度。（面向全体学生）

2. 在实验探究、讨论中学会与别人交流、合作，增强协作精神。（面向全体学生）

深度学习目标的确定，既是建立在燃烧条件探究的基础之上，又是建立在对班级学生的学习能力精准的分析之上。特别是预判了学生在深度学习中可能出现的问题，因此對学习目标进行了分层制定。

三、深度学习活动

深度学习活动是指在深度学习目标指导下，精心设计的以学生为主体的系统的学习方案，学生在具体的情景中体验、思考、建构知识，从而达到深度学习目标的建构性过程。这里有两个重要的环节需要关注：

1、深度学习的活动形式

深度学习的活动形式有以下几种：讲授、自主学习、合作学习、探究学习，它们的本质都是学习的建构性。学生怎样掌握“金属的物理性质和化学性质”的？不是靠教师的讲授完成的，而是靠学生通过对真实的情景的感悟完成的。《金属的物理性质和某些化学性质》这节课的真实情境有：观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽;采取相互刻画的方法，比较铜片和铝片、铜片和黄铜片（白铜片）的硬度;用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，观察铜片表面的变化;向5支试管中分别放入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片，然后分别加入5ml稀盐酸（或稀硫酸），观察现象。如果有气体生成，判断生成的气体是什么。在真实情境的冲击下，学生对金属的颜色、光泽和硬度等物理性质以及部分化学性质有了切身的感受。因此，建构性的学习才符合深度学习的要求。

2、学会设计实验方案

设计并进行实验，证明金属具有导电性（或导热性、延展性）;设计并进行实验，比较铁、铜、银的金属活动性的强弱。通过设计实验方案，学生对金属的性质有了更加深刻的印象，更好地掌握了控制变量法和对比的实验方法，培养了学生的创新意识和探究思维，实际上促进了学生对深度学习活动的形成。

四、持续性评价

持续性评价是指依据深度学习目标，对学习的过程和结果进行反思和评估，

为学生的深度学习活动持续地提供清晰的反馈，帮助学生改进学习的过程。持续性的评价的对象是学生，对学习过程的评价很重要。引导学生学会找出正确的评价切入角度，就是让学生回顾整个学习过程走过哪些弯路？为什么会走这些弯路？

例如在“设计并进行实验，比较铁、铜、银的金属活动性强弱”环节中，一些同学的实验方案是：向三只试管中分别加入相同体积相同浓度的稀盐酸，将铁丝、铜丝、银丝分别浸入三只试管，观察，有什么现象发生？把铁丝、铜丝分别浸入硝酸银溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？有学生一度认为这个实验方案没有问题，可后来自己发现这是错误的。因为将铁丝、铜丝、银丝分别浸入相同浓度的稀盐酸中，发现只有铁丝能与稀硫酸反应，铜丝和银丝都不能与稀硫酸反应，证明铁的金属活动性比铜、铁的强。将铜丝浸入硝酸银溶液中，发现铜丝表面析出银白色物质，溶液由无色变为蓝色，证明铜的金属活动性强于银，因此铁丝浸入硝酸银溶液中没有必要进行。学生犯错是正常的，学生有了最初的反应，也是深度学习的一种表现，说明学生在真实情境中积极思考，而后边自己能独立改正错误，则更加体现了深度学习的效果，其让学生自己完成了一次对知识的自我修正。对学习过程的评价具有持续性的特点，符合深度学习的要求。

参考文献：

【1】胡久华，罗滨，陈颖.指向“深度学习”的化学教学实践改进【J】.课程.教材.教法，2017（3）：90-96.