促进学生深度学习的高中化学实验教学策略研究

【摘要】：2019年,教育部提出加强和改进中小学实验教学,倡导基于真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,强调完善和创新实验教学,倡导“教·学·评”一体化,重视教学内容的结构化设计,使学生的核心素养得到不同程度的发展。其中,“科学探究与创新意识”是高中化学学科核心素养的重要内容,要求教师通过教学实施,帮助学生逐步建立和发展“实验是科学探究的基本过程和方法”的化学核心观念。笔者研究大量教学案例、进行问卷调查后发现,教师讲授化学实验、学生学习时,侧重于知识的讲授,对实验缺乏深度思考,化学实验课程未起到发展学生学科核心素养的作用。学科核心素养的培养在很大程度上需要通过深度学习来实现,“深度学习”视野下化学实验教学能够促进学生建构知识体系、培养学生基于实验的化学学科思维、提高学生的科学探究能力。因此,在高中化学实验教学过程中选择恰当的策略促进学生深度学习尤为重要。本文采用文献法、调查访谈法、课堂观察与实践法、课例研究与行动研究法、归纳总结法等研究方法,研究人教版教材中涉及到的化学实验,提出促进学生深度学习的教学策略,并在双流中学2016级、2019级进行实践,总结出适合的教学方法,建构教学模型。研究过程及结果从以下七个方面呈现。第一章,前言。介绍本研究的背景、研究目的、意义、国内外研究现状、要解决的关键问题、研究思路及研究方法。第二章,阐述相关概念及理论基础。介绍深度学习理论,结合实践情况,对深度学习进行概念界定。本研究认为的深度学习是指中学生在教师引导下,主动参与化学学习、深度建构化学知识体系、达到高阶化学学科能力的学习过程,提高化学学科核心素养。在厘清深度学习概念的基础上,介绍项目式学习方式、活动元设计思路、大单元教学设计理念、“教·学·评”一体化教学设计过程等相关理论,指导实际教学。第三章,对人教版高中化学教材实验进行分析。整理统计了教材正文、实验探究、科学探究、实践活动、科学史话、科学视野、资料卡片、思考与交流等板块出现的化学实验。依据实验目的分为七类:(1)物质性质实验;(2)物质组成和结构实验;(3)物质制备实验;(4)物质分离和提纯实验;(5)物质检验实验;(6)反应原理实验;(7)基本操作实验。分析高中化学知识的特点及其与实验知识体系之间的联系。第四章,编制《中学生化学深度学习现状》和《中学化学教师关于深度学习教学的现状》调查问卷,对双流中学、永安中学、棠湖外国语学校高一、高二和高三学段部分教师和学生进行测查,分析深度学习的现状。第五章,思考实验教学中存在的问题。结合化学教学实际,依据我国科学课程标准,从科学探究能力包含的八个要素进行分析,即提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流。第六章,对教学策略进行探究,建构不同类型实验的教学模型,主要从以下六个类别进行课例展示。1)在性质类实验教学中,以“氮及其化合物”教学为例,结合学生学习情况,将教材中氮元素的知识进行重新整合,以实验为载体,基于“教·学·评”进行大单元教学设计,构建性质类实验的深度学习教学模式。2)在制备类实验中,以“海带中碘的提取”为例,介绍基于真实情境的项目式教学设计,充分发挥实验在教学中的重要作用,促进学生的高阶思维发展。3)在反应原理实验中,以“酸碱中和滴定”为例,分别从“情境线”、“学生活动线”、“核心素养线”三线设计教学流程,总结定量实验中促进学生深度学习的教学策略。4)对于基本操作类实验,以“配制一定物质的量浓度的溶液”为例,依据真实生活情境中的问题解决模式设计活动元,介绍此类实验的教学策略。5)在探究性实验中,以问题链的形式,探究“金属的腐蚀”,通过层层追问,引导学生思考实验中涉及的问题,培养学生的化学实验探究能力,加深学生思考的深度和广度,凝练探究性实验中有利于学生深度学习的问题追问策略。6)对于在课堂教学中操作难度大、危险性高、耗时长的实验,比如“浓硫酸的性质”、“氯气的性质”等,采用信息化的教学手段,将实验教学情境、实验目标、实验操作、实验演示、有待解决的实验问题、实验结果、教师点评等做成系列微视频,结合学情,将微课合理的运用于教学中,把抽象的化学知识形象化、具象化。第七章,总结与展望。本文以凸显思维方法、层层递进的问题链为载体,采用三重表征、思维导图、创新实验、真实情景、概念转变、微课等方式,结合教材、课标对教学内容进行重构,建构了性质类实验、制备类实验、反应原理实验、基础操作实验、探究性实验、不易操作实验六类教学模型。在教学中,有针对性地选择教学方法,进行有效的、引发学生深度思考的实验教学,能够促进学生能力的提升。教学是一个教与学相长的过程,化学实验还有许多知识需要探索,学生获取、加工、处理知识的能力也存在差异,笔者会不懈地研究化学实验教学,凝练和完善更适合学生深度学习的教学策略。