初中化学实验教学深度学习策略

如何促进实验教学的深度学习，是化学教师亟待的教学思考。而深度学习是一种基于理解的学习，强调学生批判性地学习新知识、新技能，学习科学方法，把它们纳入自己的认知结构中，将已有的知识、技能方法迁移到新的情境中，从而解决实际问题。深度学习致力于发展学生学习能力，让学生积极参与学习过程，不断探索新知识的奥秘，深入剖析知识的内在本质，提升化学学科核心素养。笔者通过人教版初中化学实验教学的案例实践，提出“五化”“五求”：初中化学实验教学深度学习的策略：实验情境脉络化，力求深度探究的沉浸与连贯体验；实验装置评价化，务求深度探究的绿色与安全实施；创新实验数字化，追求深度探究的精准与科学水平；实验拓展自主化，谋求深度探究的应用与完善发展；实验反思常态化，寻求深度探究的高度与广度提升。一、实验情境脉络化，力求深度学习的沉浸与连贯在化学实验教学中，实验情境的创设至关重要。可设计富有启发性的问题导向的实验情境，激发学生的好奇心和求知欲，使他们积极参与到实验探究中，能够更直观感受化学的魅力，从而帮助学生更深入理解化学知识和原理，提升学生的科学素养。经过笔者的亲身实践发现，将实验情境进行脉络化处理，并生动呈现给学生，并引导他们融入其中，使他们沉浸在实验情境中。借助情境贯穿整个探究过程，有效推动学生的深度学习，充分发挥个人学习的主观能动性。例如，在探究金属性质中，笔者创设一个故事场景，首饰专卖店柜台上有两件外观一模一样的黄金项链和黄铜（铜锌合金）项链，并标上广告语：“若以假当真，买一赔十。”为了防止自己受骗，你能想出鉴别黄金和黄铜的方法有哪些？问题一：你能想出几种物理方法鉴别首饰真假的方案？（方法①：测密度，并比较大小。方法②：互相刻画，比较硬度。）问题二：化学方法鉴别首饰真假的方案又有几种？（方法①：高温灼烧，假黄金由于含有铜，在火烤下会被氧化成黑色的氧化铜。方法②：放入稀酸里面，有气泡冒出的是假的，假货掺有锌，会与酸反应。方法③：放入硫酸铜溶液或硝酸银溶液里面，因为假货掺有锌和铜，会与硫酸铜溶液或硝酸银溶液反应，置换出铜或银。）问题三：家庭厨房中可以用化学方法鉴别首饰真假吗？若能鉴别，如何设计方案？（通过鉴别首饰真假的实验情境，以此展开探究脉络“物理方法鉴别—化学方法鉴别—家庭厨房中用化学方法鉴别—设计鉴别方案”。）二、实验装置评价化，务求深度学习的绿色与安全化学实验装置在实验中发挥着至关重要的作用。实验装置的设计既要符合科学原理和实验需求，又要保证安全，确保使用过程中不会对实验人员和环境造成危害。为了提升实验装置的效能，严格把控安全风险，着力推进实验装置的全面评价化，务求在实验装置的每一个环节都做到精益求精，从而提高实验探究的精准性。三、创新实验数字化，追求深度学习的精准与科学数字化实验打破了很多传统实验的定性模式，转为定量模式，通过高精度传感器、自动化控制等手段，实现实验过程的精确控制和数据的准确采集。学生对采集的数据进行分析、深入理解实验现象的本质、深度归纳，主动建构知识。如果在化学教学中，将一些实验设计成数字化创新实验，不但使实验更具有科学性，而且促进学生对实验的深度分析。例如，教材中酸和碱的中和反应实验，使用酚酞溶液来判断酸与碱发生了反应，但是不少学生认为溶液由红色裉为无色，pH等于7，氢氧化钠溶液和稀盐酸已经反应完。为了揭开学生的迷惑，笔者设计数字化实验，采用Arduino和pH传感器，通过pH的采集系统，在电脑的上位机中输出pH等于7的曲线，和实时的pH曲线。学生比较曲线的变化，就能够得出溶液中pH的变化情况。通过比较常规实验和数字化实验，创新实验数字化能精确呈现数据，经过深度探究和归纳，得出科学的实验结论：利用指示剂变色只能判断酸和碱发生了反应，而不能判断酸和碱已经反应完。基于精确的数据和曲线，大大提高实验结论的科学性，促进学生对知识的深度理解。四、实验拓展自主化，谋求深度学习的应用与完善在化学教学中，适当实施拓展实验，是引导学生深度学习的重要手段。不仅让学生深入思考，更能提升他们的实践能力和创新思维。笔者选择与日常生活紧密相关的实验主题，引导学生自主设计可行实验方案，注重实验数据的处理和分析，帮助学生更好地掌握化学知识、完善认知、发现规律，并解释生活中的化学。例如，当学习完溶液酸碱性的检验后，笔者让学生阅读教材P64内容——洗发剂和护发剂的酸碱性。据测定结果，发现各类洗发液的pH差别较大，约在7-9之间，护发素的pH均略小于7。请同学们联想一下洗发、护发的程序，设计实验探究溶液的酸碱度对头发的影响。学生经过深入探究后得出结论：溶液的碱性越强，对头发的影响越大。他们深刻认识到，洗发过程中先使用洗发液，再涂抹护发素，是基于洗发液与护发素之间的中和反应原理，从而调整头发的酸碱度至中性或弱酸性状态，这样有利于头发的健康与生长。五、实验反思常态化，寻求深度学习的高度与广度反思过程不仅是一个不断探索和发现的过程，也是教学评价的一种方式。为避免实验结束就大功告成，教师必须引导学生进行实验反思，反思设计原理、实验操作的优缺点；反思实验中的经验教训，提出切实可行的改进建议；反思实验结果，比较预期与实际的差异。分享各自的反思，促进思想的碰撞与交融，进一步拓展思维，寻求深度探究的高度与思考，提升化学学习的深度和广度。例如，在粗盐中难溶性杂质的去除的探究中，学生感言有的小组得出的精盐产率大于理论值，有的小组得出的精盐产率