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深度学习理论驱动高中化学复杂问题解决的“情境- 探究- 升华”模式探索
摘要:《普通高中化学课程标准》提出多项教学建议,化学教学问题化即其一借由化学教学问题化,学生在种种问题驱动下进入积极思维状态,以实验探究、绘图、合作交流等手段来研究问题、解决问题。由此,学生可以突破以往的浅层学习的桎梏,自然而然地进行深度学习。本文提出以深度学习理论为基础的“情境- 探究-升华”教学模式。该模式通过创设真实问题情境,引导学生开展探究活动,最终实现知识的深度理解和应用。教学实践表明,这一模式能够提升学生分析问题和解决问题的能力。
关键词:深度学习;高中化学;问题解决;教学模式
引言
高中化学教学内容包含许多抽象概念和复杂原理,学生在学习过程中一般都是纯靠记忆。特别是在面对需要综合运用多个知识点的复杂问题时,学生往往感到很困难。这种现象反应出目前教学方法在培养学生深度理解能力方面存在不足。而深度学习理论强调学生对知识的深入理解和灵活应用,为改进化学教学提供了新的思路。本文基于这一理论,探索适合高中化学教学实际的新型教学模式。
一、高中化学复杂问题解决面临的困难
我们经常观察到这样的现象:学生能够准确书写化学方程式,记忆实验现象,但在面对需要综合分析的复杂问题时却显得力不从心。以“自来水净化”这一实际问题为例,当被要求系统分析其中涉及的化学原理时,多数学生仅能片段化地提及沉淀、消毒等零散概念,难以完整阐述从混凝沉淀、过滤吸附到消毒杀菌的全过程原理及其内在联系。这种情况反映出学生在知识整合与迁移应用方面存在明显不足。主要原因还是当前的教学模式将完整的知识体系分为单独知识点进行讲授,缺乏对知识间内在联系的系统梳理,同时也较少提供将学科知识应用于真实情境的实践机会。这种教学方式虽然保证了基础知识的覆盖,却在无形中影响了学生构建完整认知结构和灵活运用知识的能力,导致他们在面对复杂问题时难以形成系统性的解决方案。
二、“情境- 探究- 升华”教学模式的具体实施
(一)创设真实教学情境
教师需要精心设计与学生生活经验相衔接的教学情境,以弥合抽象化学概念与实际生活之间的鸿沟。以金属腐蚀与防护的教学为例,可以从学生熟悉的自行车生锈现象入手,引导学生观察铁制品在不同环境条件下的锈蚀情况。这种基于生活经验的情境设计,能够自然引发学生对金属腐蚀条件的思考。
首先展示不同使用环境下的金属制品图片或实物,如长期暴露在户外的铁栏杆、经常接触水分的厨具等。通过对比观察,学生能够直观感受到金属腐蚀的实际表现。接着可以引导学生提出相关问题:为什么有些铁制品容易生锈而有些不容易?哪些因素会影响金属的腐蚀速率?这些问题的提出既源于真实情境,又直接指向本节课的核心知识。情境创设不仅要贴近生活,还要与教学目标紧密相连。比如在讲解溶液浓度时,可以引用医疗中的生理盐水配制;学习酸碱中和反应时,可以联系土壤改良的实际案例。这样的情境设计既能激发学生的学习兴趣,也能帮助学生理解化学知识的实际价值。
(二)组织探究学习活动
在创设情境的基础上,还需要设计具有启发性的问题链,引导学生通过多种方式进行深入探究。如在电解质溶液导电性研究中,教师可以设计递进式的探究活动:先让学生预测不同溶液的导电能力,再通过实验验证预测,最后分析实验现象背后的原理。
具体操作:学生以小组形式开展实验探究。他们需要动手搭建简易的导电装置,分别测试食盐溶液、糖水、醋酸溶液等常见液体的导电性。这个过程中,学生不仅要准确记录实验现象,还要尝试解释不同溶液导电性差异的原因。教师适时提出关键性问题:为什么同为溶液,导电性却存在明显差异?影响溶液导电性的因素有哪些?探究活动的设计应当注重培养学生的科学思维方法。除了实验操作,还可以结合资料查阅、数据分析等多种形式。在研究化学反应速率时,可以让学生设计实验方案探究温度、浓度等因素对反应速率的影响。这样的探究过程,让学生掌握了具体的化学知识以及学会了科学研究的方法,培养了他们的批判性思维和解决问题的能力。
(三)促进知识内化提升
知识内化提升是确保深度学习效果的关键步骤。完成探究活动后,教师需要引导学生对所学内容进行系统梳理和深度反思。以原电池原理的教学为例,在学生通过实验了解原电池的基本构造后,老师应当指导学生从具体现象中提炼出一般规律。
这个环节通常包括两个层面:一是对核心概念的深化理解,二是对知识应用范围的拓展。在原电池学习中,学生首先需要总结出构成原电池的必要条件,包括电极材料的选择、电解质溶液的作用、闭合回路的形成等基本要素。然后,教师可以引导学生进一步思考:这些原理在日常生活中有哪些具体应用?比如干电池的工作原理、手机电池的充放电过程等。为了促进知识的有效内化,可以从基础的概念辨析到实际问题的分析解决,逐步提升学生的认知水平。同时,要鼓励学生建立知识之间的联系,比如将原电池原理与之前学过的氧化还原反应、电解质溶液等知识进行整合。通过系统梳理,学生能够形成完整的知识网络,以真正达到深度学习的效果。
三、教学建议
教师需注意以下关键环节:
其一,情境设计要立足于学生的认知基础,选择贴近学生生活经验的素材。比如讲解溶液浓度时,采用医疗输液配比等学生能够理解的实例,避免使用过于专业或抽象的情境。
其二,教学过程中要合理分配时间,特别是在探究环节要留出充足时间。在实际教学中,学生需要足够的时间进行实验操作、数据分析和讨论交流,这个过程不宜过分压缩。应当保持耐心,避免过早给出结论或替代学生思考。
其三,要重视学生的个体差异,采取分层指导策略。对于基础较弱的学生,可以提供更具体的操作指引;对于能力较强的学生,则可以设置更具挑战性的拓展任务。同时,需要根据具体教学内容的特性,灵活调整各环节的实施方式和时间分配,确保教学模式与教学内容的适配性。
结语
“情境 - 探究 - 升华”教学模式以深度学习理论为指导,通过三个相互衔接的教学环节,帮助学生实现从知识理解到能力形成的转变。这一模式有助于提高学生解决化学问题的能力,培养他们的科学思维方法。在今后的教学实践中,还需要不断探索和完善这一模式的具体实施策略。
参考文献:
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