以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)的碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究

邱聯(lián)妹

摘要：演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)中重要的組成部分，是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要情境素材和形成知識認(rèn)知的途徑。以碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為例，從實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)改進(jìn)角度對實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)的化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行嘗試和探索。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);碳銨分解;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

文章編號：1008-0546（2019）03-0083-02 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.026

深度學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上主動采集新情境中的信息，在對信息加工處理的過程中批判性的獲得新思想和知識，并將它們與既有的知識結(jié)構(gòu)融合或重構(gòu)的學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)的發(fā)生基于學(xué)習(xí)者對新問題的覺識，深度學(xué)習(xí)的推進(jìn)動力源自學(xué)習(xí)者強(qiáng)烈求知欲望，深度學(xué)習(xí)的過程符合人類對知識的認(rèn)知和學(xué)習(xí)規(guī)律。因此在課堂教學(xué)中以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)的教學(xué)改革將成為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為主旨的新一輪課程改革的必然趨勢。

初中化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)素材是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識和培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要情境要素。本文以教材中“碳銨熱分解實(shí)驗(yàn)”改進(jìn)為例，對實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)為目標(biāo)的化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行嘗試和探索。

一、常見碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)的分析

1.在蒸發(fā)皿中加熱碳酸氫銨實(shí)驗(yàn)（圖1）是大多教材的示范實(shí)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用化學(xué)儀器少，操作簡便，能夠解釋碳酸氫銨固體的消失與溫度升高之間的關(guān)系。但是對碳酸氫銨熱分解性質(zhì)的教學(xué)是一個強(qiáng)行灌輸?shù)倪^程，是以“教師的認(rèn)知”機(jī)械轉(zhuǎn)化成“學(xué)生的認(rèn)知”，實(shí)驗(yàn)演示也是對知識的偽驗(yàn)證。許多學(xué)生在課后都會提出以下質(zhì)疑：

質(zhì)疑一：如果碳酸氫銨固體加熱發(fā)生了升華，不也會出現(xiàn)固體消失的現(xiàn)象嗎？為什么就一定是碳酸氫銨受熱分解造成的呢？

質(zhì)疑二：碳酸氫銨固體本身有刺激性氣味，加熱后彌漫在教室中的刺激性氣味不就是碳酸氫銨的氣味嗎？怎么能證明生成了氨氣呢？

2.在試管中加熱碳酸氫銨實(shí)驗(yàn)（圖2）是常見的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。這個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)解決了在蒸發(fā)皿中加熱固體消失的過程學(xué)生無法看見現(xiàn)象的觀察問題，透明的試管學(xué)生便于觀察固體逐漸減少最后消失的全過程。在密閉的裝置中加熱碳酸氫銨固體能避免氣體逸出污染教室空氣。但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中將受熱后從試管中排出的氣體通入澄清石灰水試圖證明二氧化碳的生成其實(shí)是一個誤區(qū)，因?yàn)樘妓釟滗@與石灰水混合同樣會出現(xiàn)白色沉淀，在未證明加熱后從導(dǎo)管中導(dǎo)出的氣體不是碳酸氫銨氣體的情況下，石灰水變渾濁就不能說明是與二氧化碳反應(yīng)的結(jié)果，不能以此來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的生成。既然仍然不能驗(yàn)證氨氣和二氧化碳?xì)怏w的生成，故也不能解釋加熱后碳酸氫銨固體發(fā)生的變化到底是升華還是分解。

二、碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

對碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)包括了實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改進(jìn)兩個方面。

實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)（圖3）是將碳酸氫銨固體放在具支試管中加熱，排出的氣體先通入酚酞與水的混合液中檢驗(yàn)氨氣的生成，后通入石灰水中驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w的生成。具支試管取代試管后保留了便于學(xué)生觀察固體逐漸減少最后消失的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)裝置密閉，避免加熱過程中污染性氣體逸出危害學(xué)生健康的優(yōu)點(diǎn)。另外增加利用具支試管支管將氣體導(dǎo)入酚酞與水混合液的設(shè)計(jì)不僅能檢驗(yàn)氨氣的生成，也為排出使石灰水變渾濁的氣體不是氣態(tài)碳酸氫銨而是二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行佐證。

具體實(shí)驗(yàn)操作中由于氣流流動路徑遵循就近導(dǎo)出的原則，加熱后氣體會優(yōu)先通過支管進(jìn)入酚酞和水的混合液中，若要使氣體通入石灰水則必須先阻斷支管通道，故需在與支管連接的膠皮管處安裝止水夾控制氣體的流動路徑。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)增設(shè)了將碳銨固體投入酚酞和水混合液的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論由“一步到位”轉(zhuǎn)變成“分步探究”。從學(xué)生原有知識水平和認(rèn)知起點(diǎn)出發(fā)，尊重人類學(xué)習(xí)和理解的邏輯規(guī)律，教學(xué)中教師活動重點(diǎn)不是關(guān)注自己如何去教授所要教的內(nèi)容，而是關(guān)注學(xué)生要獲得相關(guān)知識的條件需求和在學(xué)習(xí)情境中的真實(shí)反應(yīng)，組織學(xué)生分階段、有層次地達(dá)成最終學(xué)習(xí)目標(biāo)。具體如表1。

三、結(jié)束語

改進(jìn)后的碳銨熱分解演示實(shí)驗(yàn)相比教材實(shí)驗(yàn)更關(guān)注學(xué)生對知識學(xué)習(xí)過程中的本能反應(yīng)和思維順序，設(shè)計(jì)有層次的教學(xué)文本，引導(dǎo)學(xué)生逐步建構(gòu)符合自己學(xué)習(xí)特點(diǎn)的知識網(wǎng)絡(luò)，將知識內(nèi)化成自己的理解并形成能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)邏輯的嚴(yán)密性體現(xiàn)了教師課堂教學(xué)關(guān)注點(diǎn)從“教師要教什么，怎么教”轉(zhuǎn)向“學(xué)生要學(xué)什么，何以學(xué)會”，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究過程由“假裝探究”轉(zhuǎn)變成“真實(shí)探究”，使基于理解和應(yīng)用基礎(chǔ)上的深度學(xué)習(xí)真正進(jìn)行。