在真實情境中打造有趣的深度學習課堂

【摘要】文章以“探究松花蛋中的化學奧秘”真實情境為主線，設(shè)計了“松花蛋的制作工藝”“感受松花蛋的色香味”“探秘松花蛋的紋路”三個教學環(huán)節(jié)，旨在打造有趣的深度學習課堂，以層次遞進的問題驅(qū)動學生思考，促使學生在活動體驗中探究化學知識，提升學生化學學科核心素養(yǎng)?！娟P(guān)鍵詞】真實情境；深度學習；核心素養(yǎng)；松花蛋《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中強調(diào)“以真實情境為測試載體”“以實際問題為測試任務(wù)”的命題原則，足以證明真實情境教學的重要性［1］。深度學習是指學生在教師的引領(lǐng)下，圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程［2］。深度學習要求學生能夠置身于教師創(chuàng)設(shè)的真實情境中，用已有知識和技能去解決生產(chǎn)生活中的實際問題，從而促進自身核心素養(yǎng)的發(fā)展。一、素養(yǎng)為本的教學設(shè)計（一）以真實生活情境為主線，“一境到底”創(chuàng)設(shè)有效問題在日常教學中，部分教師為了趕復(fù)習進度，常常會忽視學生的課堂主體性，導(dǎo)致學生處于被動的學習狀態(tài)。深度復(fù)習課應(yīng)體現(xiàn)出師生平等的教學關(guān)系，促進師生思想火花的碰撞。教學情境是課堂教學的“土壤”，是學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的發(fā)源地，是讓學生的思想生根發(fā)芽、開花結(jié)果的前提［3］。筆者選擇“松花蛋”作為真實情境載體，設(shè)計了“松花蛋的制作工藝”“感受松花蛋的色香味”“探秘松花蛋的紋路”三個教學環(huán)節(jié)，圍繞“松花蛋”這一載體持續(xù)提出有梯度的問題，驅(qū)動課堂如抽絲剝繭般地逐步深入，讓學生在觸覺、味覺、嗅覺、視覺等多重感官體驗中進行科學探究，提升學生解決實際問題的能力，實現(xiàn)化學的育人價值，打造有趣的素養(yǎng)為本的復(fù)習課堂［4］。（二）基于深度學習確定素養(yǎng)為本的教學目標1.通過“松花蛋的制作工藝”環(huán)節(jié)的探究，書寫相關(guān)的化學方程式，掌握生活中有害物質(zhì)的處理方法，樹立綠色化學、環(huán)境保護的觀念，培養(yǎng)科學精神與社會責任感。2.通過“感受松花蛋的色香味”環(huán)節(jié)的探究，鞏固元素化合物性質(zhì)、蛋白質(zhì)變性與水解等相關(guān)知識，正確看待食品添加劑，樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思想，培養(yǎng)證據(jù)推理、科學探究等素養(yǎng)。3.通過“探秘松花蛋的紋路”環(huán)節(jié)的探究，鞏固物質(zhì)結(jié)晶、晶體結(jié)構(gòu)、沉淀溶解平衡的相關(guān)知識，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)，感受化學在生活生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用與無窮魅力。二、教學流程【情境引入】課件展示松花蛋相關(guān)的美食照片，激發(fā)學生的學習興趣，引導(dǎo)學生進入真實的教學情境。（一）松花蛋的制作工藝1.制作松花蛋的簡單流程：將一定比例的蘇打、草木灰、生石灰、食鹽、自來水、香料等充分混合，制成糊狀的腌制灰料，然后將灰料充分包裹在清洗干凈的鴨蛋上，腌制數(shù)十天即可。2.生鴨蛋的蛋清、蛋黃的成分：主要是蛋白質(zhì)（含硫元素）、少量水、維生素、脂肪、糖類以及微量的鐵、銅、鋅等。師：根據(jù)上述信息，判斷在制作腌制灰料的過程中發(fā)生了哪些化學反應(yīng)，并寫出相關(guān)的化學方程式。生：CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，Ca（OH）2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH。師：居家腌制松花蛋的過程中有哪些注意事項？剩余的灰料如何處理？學：腌制松花蛋時要戴好手套，不要直接用手接觸灰料，防止皮膚與強堿接觸。剩余的灰料不能直接當作垃圾處理，可以往其中加入適量的醋酸，降低灰料的堿性，然后再當作廢棄物處理。另外，不能用鋁制品容器盛放灰料和松花蛋，應(yīng)該用不銹鋼容器或者陶瓷類容器，因為鋁制品會和強堿性物質(zhì)及氯離子反應(yīng)。設(shè)計意圖：生活化的情境能夠讓學生產(chǎn)生共鳴，在豐富教學內(nèi)容的同時，還能讓學生學有所用。學生運用所掌握的知識與技能服務(wù)生活、保護環(huán)境就是學習化學的意義。（二）感受松花蛋的色香味【小組活動1】四人一組領(lǐng)取兩枚松花蛋、一枚煮熟的鴨蛋以及若干一次性餐具。從鴨蛋的外殼、氣味、內(nèi)部狀態(tài)與顏色等角度，對比松花蛋與熟鴨蛋的差異，并根據(jù)鴨蛋主要成分以及腌制原理，應(yīng)用相關(guān)化學知識進行分析。生：熟鴨蛋的外殼白色干凈，松花蛋的外殼布滿黑褐色的斑點。熟鴨蛋的蛋白部分為白色，而松花蛋內(nèi)部為墨綠色的膠凍狀，聞起來有股刺鼻的氣味。師：為何生鴨蛋腌制過程中會變成膠凍狀？這些深色物質(zhì)是怎么形成的？這種刺鼻的氣體可能是什么物質(zhì)？生：生鴨蛋在腌制過程中，灰料中的氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鈉等物質(zhì)慢慢通過蛋殼、蛋膜滲透到蛋的內(nèi)部，導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生變性、凝固，呈現(xiàn)出膠凍狀。堿性環(huán)境促進蛋白質(zhì)的水解，還會釋放出刺鼻的H2S。其中部分硫化氫與堿作用產(chǎn)生S2-，鴨蛋內(nèi)的Cu2+、Fe2+等離子遇S2-生成難溶的黑色硫化物。師：展示相關(guān)文獻研究，證明松花蛋的形成實質(zhì)上是堿性環(huán)境誘導(dǎo)蛋清中的蛋白質(zhì)發(fā)生凝膠化［5-6］。之后，用課件展示松花蛋包裝盒上的說明，讓學生知道硫酸銅可以作為制作松花蛋的食品添加劑。設(shè)計意圖：近年來，“食品添加劑＝有毒有害物質(zhì)”、談“化”色變、“化學物質(zhì)＝有害物質(zhì)”等負面信息層出不窮。這些負面新聞更多是由于不法商販的不合理使用食品添加劑引起的。從本質(zhì)上來講，衣食住行中接觸到的物質(zhì)都是化學物質(zhì)，人類文明離不開化學?！拘〗M活動2】品嘗松花蛋和熟鴨蛋的口感。生：松花蛋除了有咸味還有點苦澀。師：結(jié)合制備工藝，找出松花蛋口感苦澀的原因。生：松花蛋中黑褐色的金屬硫化物溶解度極小，應(yīng)該不是產(chǎn)生苦澀的原因。松花蛋中的氫氧化鈉和氫氧化鉀應(yīng)該是導(dǎo)致口感苦澀的主要原因。師：根據(jù)文獻報道，松花蛋苦澀的口感主要是由于過量的堿引起的。生：取少量水淋洗水煮蛋和松花蛋，分別用pH試紙測試兩種溶液的酸堿性，發(fā)現(xiàn)水煮蛋的pH值在7左右，皮蛋的pH值在12左右。師：為了減少這種苦澀的口感，生活中可以采取什么措施？生：平時吃松花蛋時都會添加食醋，這樣的生活經(jīng)驗也是源于化學知識。師：松花蛋的保質(zhì)期為180天，遠超于普通鴨蛋的保質(zhì)期，是哪些因素延長了松花蛋的保質(zhì)期呢？生1：松花蛋的外殼包裹著灰料，隔絕了空氣，減緩鴨蛋內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)而變質(zhì)。生2：松花蛋蛋殼以及內(nèi)部堿性較強，能夠殺死細菌，防止鴨蛋變質(zhì)。（三）探秘松花蛋的紋路【新聞材料】張先生帶著女兒去某餐廳吃早餐，給女兒點了一份皮蛋廋肉粥?？粗绮?，張先生的女兒突然提問：“這個蛋上面為什么會有這個東西？”張先生發(fā)現(xiàn)松花蛋里好像長了一株白色的植物，擔心松花蛋質(zhì)量有問題，找來了服務(wù)員。服務(wù)員也一頭霧水，無法給出合理解釋。師：請認真觀察你們領(lǐng)取的松花蛋上是否有同樣的“植物”？生：松花蛋上都有類似“植物”的紋路。師：如果你是該餐廳的服務(wù)員，你能回答該顧客提出的疑慮嗎？請結(jié)合松花蛋制作工藝，思考討論松花蛋中產(chǎn)生紋路的原理。生1：可能是難溶的金屬硫化物析出的晶體。生2：這些難溶的金屬硫化物是黑色的，松花蛋里的紋路都是白色的，應(yīng)該是蛋白質(zhì)在堿性環(huán)境中水解成氨基酸，氨基酸中的羧基與堿反應(yīng)生成氨基酸鹽，這些氨基酸鹽易溶于水，但不易溶于蛋白質(zhì)，便以晶體的形式析出。師：蛋清中主要是含水量很少的蛋白質(zhì)，這些氨基酸鹽容易達到過飽和狀態(tài)，形成一定的幾何形狀結(jié)晶，猶如一朵朵美麗的松花，故名“松花蛋”。此外，這些氨基酸鹽還能使松花蛋的味道比普通鴨蛋更鮮美，其實，生活中味精的主要成分就是氨基酸鹽。設(shè)計意圖：教師借助身邊真實發(fā)生的熱點新聞，引導(dǎo)學生運用化學知識解決生活中遇到的實際問題，這樣的教學既能讓學生體會到學習的獲得感，還能夠促使學生將知識內(nèi)化為自身成長的能力與素養(yǎng)?！厩榫乘夭摹浚ㄒ曨l）日本的大涌谷是40萬年前火山噴發(fā)形成的遺跡，遺跡上還形成了許多溫泉。溫泉沸騰不止，上空霧氣騰騰，還能聞到濃濃的臭雞蛋氣味，泉水酸性較強。黑皮雞蛋是當?shù)厝酥谱鞯囊环N“溫泉蛋”，他們把看似普通的雞蛋放入沸騰的泉水中煮熟撈出，雞蛋外殼變成黑色，內(nèi)部與普通雞蛋相似。該景區(qū)聲稱食用這樣的“溫泉蛋”可以延年益壽，黑皮雞蛋成為該景區(qū)對外宣傳的“金名片”。師：根據(jù)視頻內(nèi)容，結(jié)合本節(jié)課所學知識，設(shè)計出制作黑皮雞蛋的方案。生1：提前用硫酸銅稀溶液浸泡這些雞蛋。雞蛋在溫泉中加熱時，雞蛋表面的Cu2+就會與溫泉里富含的H2S反應(yīng)，生成黑色的難溶物硫化銅，從而附著在雞蛋外殼。生2：硫酸銅雖然是食品添加劑，但的確存在一定的毒性，能不能用毒性很弱的硫酸亞鐵來浸泡雞蛋，從而煮出黑皮雞蛋呢？師：請試著從沉淀溶解平衡角度進行思考。師：（課件展示）Ksp（CuS）=1.3×10-36，Ksp（FeS）=6.3×10-18，Ka（H2S）=1.3×10-7，Ka（HS-）=7.1×10-15。生：通過計算，CuSO4與H2S容易反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀CuS，F(xiàn)eSO4與H2S很難反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀FeS。師：平衡常數(shù)K越大，說明反應(yīng)正向進行的程度越大。根據(jù)文獻報道，雞蛋在食品級的硫酸銅溶液浸泡后，再與H2S溶液加熱便能制備出黑皮雞蛋，至于“食用黑皮雞蛋能夠延年益壽”只是景區(qū)旅游宣傳的噱頭罷了［7］。設(shè)計意圖：真實有趣的問題情境不僅容易吸引學生的注意力，激發(fā)學生的探究欲，還能夠減少課堂長時間學習帶來的疲倦感，有助于提高教學效率。教師以學科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向開展教學，能讓每個學生都感受知識進階的成就感，在成功體驗中培養(yǎng)解決生活問題的能力［8］。三、教學反思（一）收集真實情境素材，充分展現(xiàn)化學魅力基于真實情境設(shè)計的課堂，不僅能夠促進學生對知識的探索與應(yīng)用，還能加深學生的學習體驗和深度思考。教師平時要養(yǎng)成關(guān)注與化學有關(guān)的社會熱點問題的習慣，帶領(lǐng)學生用所學知識擊破各種負面報道和相關(guān)謠言，例如“棉花肉松”“塑料紫菜”“塑料粉絲”，提升學生學習的求知欲。（二）以真實情境為載體，以有效問題為驅(qū)動基于真實情境設(shè)計的問題要能引起學生的共鳴，激發(fā)學生的思考探究，使學生在真實的情境中解決問題，將知識轉(zhuǎn)化為能力。筆者所處的化學教研組在化學教學中始終采取“知識問題化，問題情境化”的教學理念進行教學設(shè)計，取得了較為顯著的成效。（三）強化實驗探究體驗，促進課堂深度學習實驗教學是化學課堂的重要組成部分。對于略顯緊張乏味的高三復(fù)習課而言，課堂上的實驗環(huán)節(jié)尤為重要。無論是教師的演示實驗，還是學生小組的探究實驗，都能在高三復(fù)習課堂上起到事半功倍的效果?；趯嶒炋骄康纳疃葘W習更能強化學生對化學概念、現(xiàn)象以及思想方法的認識。結(jié)語化學來源于生活，應(yīng)用于生活。教師引導(dǎo)學生在真實的生活情境中解決化學問題，能夠充分展現(xiàn)化學學科的無窮魅力，有效落實“提高學生化學核心素養(yǎng)”的教育宗旨。教師要重視真實情境在高中化學教學中的應(yīng)用價值，打造有趣的深度學習課堂，促進學生核心素養(yǎng)的提升?！緟⒖嘉墨I】［1］中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2018.［2］深度學習理論觀照下的課堂轉(zhuǎn)向：結(jié)構(gòu)與路徑［J］.教育學報，2021，17（1）：59-72.［3］基于發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)的教學情境創(chuàng)設(shè)［J］.中學化學教學參考，2017（17）：17-20