基于深度学习理论的初中化学概念教学研究
摘要
关键词
深度学习理论;初中化学;概念教学;优化策略
正文
引言
化学课程要培养的核心素养,主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。“大概念是专家思维的典型特征”,大概念是核心素养的基础和载体,核心素养为大概念教学指明了方向和目标。
一、大概念的基本特性
大概念具有中心性、持久性、网状结构和可迁移性四大基本特性。中心性使大概念成为学科知识的核心,能够有效组织和整合相关概念,帮助学生构建完整的知识体系。持久性意味着大概念在学生学习过程中具有长期的指导作用,即使早期知识被遗忘,核心概念依然能保持其重要性,为后续学习提供支持。大概念的网状结构则展示了其连接学科内部及跨学科知识的能力,促进学生理解知识的内在联系,并增强综合思维能力。可迁移性则增强了大概念在不同情境下的应用价值,帮助学生将所获得的经验转化为更高层次的知识框架,从而提高其问题解决能力与创新思维。每一特性在教学中都非常重要,推动学生深入理解和灵活应用学科知识。
二、基于深度学习理论的初中化学概念教学策略
(一)概念认知的深度构建
在初中化学教学中,概念认知的深度构建是促进学生理解学科本质、提升认知水平的重要途径。将学生的思维从具象引导到抽象,是实现这一目标的核心策略。教学中应注重概念的层次性构建。初中阶段的学生知识积累较为有限,教学活动应从具体的、易于感知的现象入手,引导学生通过观察实验、实际操作等方式,建立对化学现象的感性认识。在此基础上,逐步引导学生从表象转向本质,从具体的化学现象抽象出普遍的化学原理,加深对大概念的理解。
例如,以人教版初中化学九年级上册第一单元“走进化学世界”为例,教师需设计环环相扣的实验活动,帮助学生从具体的实验现象中归纳整理出普遍的化学规律。通过实验操作,学生能够直接观察到物质变化和性质的实际表现,并在教师的引导下,逐步抽象出物质变化背后的化学原理。在此过程中,教师应使用启发式问题设计,引导学生思考“为什么物质会发生变化”或“化学变化与物理变化有何不同”等问题。这些问题的提出,不仅能帮助学生从感性认识逐步过渡到理性认识,还能促使他们主动探究、归纳和总结,形成完整的化学知识体系。教学过程中必须注重概念之间的内在联系。在讲解“物质的性质和变化”时,教师可通过问题引导学生将“物质的变化”与“化学实验”相关联。在讲解化学实验与科学探究的内容时,学生不仅要掌握实验操作的步骤,更要理解实验中所体现的科学方法与探究思维。此时,教师可设计一些探究性实验,鼓励学生从不同角度思考实验中的变化规律,进一步加深对化学概念的理解。教师需通过整理与提升的复习活动,帮助学生巩固知识,确保他们能够将零散的知识点串联成系统的理解,最终形成对化学世界的全面认知。
(二)立足“化学反应”大概念,理解变化本质规律
第一,从反应物与生成物来分析变化特征。教师围绕“化学反应是物质转化的过程”这一要点,引导学生关注化学反应中的反应物和生成物。在教学过程中,教师要让学生明确每个化学反应的起始物质与生成物质,分析物质种类在反应前后的变化,理解化学反应的本质是物质的转化。借助对比不同反应的反应物和生成物,学生可以认识到化学反应的多样性背后,是物质转化的不同方式,以此培养其从物质变化角度认识反应的能力,为理解反应规律奠定基础。
第二,结合能量变化认识反应的全面性。在分析物质转化的过程中,教师要引导学生留意化学反应里的能量变化情况,如放热或者吸热现象,让学生明白化学反应中存在物质的转化,同时还伴随着能量的转移。借助简单的归纳方式,学生可以认识到能量变化作为化学反应的普遍特点,不同反应的能量变化形式可能存在差异,但能量守恒是基本规律。借助这样的学习方式,学生能够形成对化学反应的全面认知,防止出现仅仅关注物质变化而忽略能量变化的情况,以深化学生对反应本质的理解。
第三,根据反应类型归纳变化的共性规律。将化学反应根据类型分类,包括化合反应、分解反应、置换反应及复分解反应等。教师要引领学生归纳每类反应的共性规律,让学生剖析同类反应中反应物和生成物的特点、反应发生时所需要的条件,以总结各类反应的基本模式。通过归纳总结,学生能够认识到同类反应具有相似的变化规律,并明白反应类型是对化学反应共性的概括,以此加强对化学反应的系统性认知,并学会运用分类的方法掌握化学反应的规律。
(三)布置大任务,提高实践能力
在大单元教学中,教师围绕大概念设计大任务旨在通过完整的学习实践,助力学生实现深度学习。具体来说,教师可以为学生布置收集资料、进行化学实验等大任务,让学生在使用工具、设计实验、解决问题、协作探究的过程中发展核心素养。以人教版化学九年级(上册)“能源的合理利用与开发”的教学为例,本单元涉及“燃烧条件的探究”实验。教师应以“燃料的利用”为大单元主题布置探究任务。具体而言,教师可先向学生展示火灾的真实视频,结合火灾的源头和灭火措施引导学生探究燃烧的条件,并指导学生分析各种灭火方法的原理。然后,教师可围绕“化学燃料的利用”这一主题要求学生搜集不同化学燃料的使用方法,在拓宽学生知识视野的同时,还可以锻炼其搜集信息、处理信息的能力。同时,学生也能由此认识到化学知识的应用价值,增强责任担当意识。而后,教师可为学生布置实验探究任务,要求学生结合所学知识探究燃烧条件,让学生在实验探究中验证理论知识,培养科学探究与实践素养。
(四)引导探究
教师可通过实验教学,结合具体实验改进创新,激发学生化学学习兴趣,一步步发展科学思维和创新意识。在“鱼缺氧”任务中提出问题:硫和铁是否可以代替红磷测定空气中氧气含量,需要考虑它们与氧气反应的产物是否为固体,以及是否满足实验条件。在“鱼供氧”任务中提出问题:根据“过碳酸钠在水产养殖中作为增氧剂,能够迅速分解产生氧气,有效提高水中的溶解氧浓度”信息,分别设计过碳酸钠“在池塘缺氧时的急救供养”和“改善水质和减少鱼虾应激反应”的实验方案。通过“问题驱动+过程指导+实践检验+交流协作”,让学生像科学家一样思考,获取证据并分析得到结论,有效克服“能力浅表化”,增强实践能力。
结束语
综上所述,大概念视野下的初中化学教学是提升教学质量及培养学生化学学科素养的关键路径,其价值在于促进化学知识的结构化整合,推动学生思维能力、知识迁移能力及学科素养的发展。未来的化学教育应继续优化教学设计,强化跨学科的联系,提升学生的自主思考和创新能力,从而更好地适应知识更新的需求,培养具备解决复杂问题能力的学生。
参考文献
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