基于深度学习的“金属和金属材料”单元教学设计实践_王琳琳.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.56基于深度学习的“金属和金属材料”单元教学设计实践王琳琳1，孙应伦2，赵柳英3，窦星星2，高冬艳2(1.昆明市第三中学经开区学校，云南昆明650000;2.昆明市教育科学研究院，云南昆明650031;3.云大附中呈贡校区，云南昆明650050)摘要:基于深度学习的初中化学单元教学设计，是教师以宏观视角思考如何在学生学习过程中，落实核心素养的培育。以“金属和金属材料”单元为例，从单元教学设计建构和评价体系建构两方面，探讨基于深度学习的单元教学设计的新方法和新思路。关键词:深度学习;单元教学;设计实践中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0200 08Teaching Design Practice of“Metal and metal materials”Unit Based on Deep LearningWang Linlin1，Sun Yinglun2，Zhao Liuying3，Dou Xingxing2，Gao Dongyan2(1 Kunming No 3 middle school by the Open Area School，Kunming 650000，China;2 Kunming Academy of Education Sciences，Kunming 650031，China;3 Chenggong Campus，Yunnan University Secondary School，Kunming 650050，China)Abstract:The teaching design of Junior Middle School Chemistry unit based on deep learning is how teachers think about how to carry out thecultivation of core literacy in the process of studentslearning from a macro perspective Taking“Metal and metal materials”unit as an exam-ple，this paper discusses the new methods and new ideas of unit teaching design based on deep learning from the construction of unit teachingdesign and evaluation systemKey words:in depth learning;unit teaching;design practice初中化学教学过程中，大部分教师的教学设计以课时为单位，课时教学重点关注本节课内的知识学习，缺乏系统统筹，容易忽略知识间的前后关联，知识无法有效融合，不利于学生知识体系构建、学科能力发展以及化学学科核心素养培养。深度学习中的“单元学习主题”则是通过整体规划，将零散的知识结构化，将化学观念、学科能力和学科思维方法展现并提炼出来，实现核心知识与学科素养的融合，促进“知识为本”到“素养为本”的转变。从课时教学到单元学习主题的转变是深度学习的重大突破。单元整体教学设计，向上能兼顾课程整体目标和知识结构，向下可合理整合课时教学逻辑，具有整体性、宏观性、进阶性、生本性、创造性等特征，是促进化学学科核心素养落地的必然需求，是实现师生共育的课堂教学的必然趋势和促进教师专业化成长的重要途径 1。1基于深度学习的单元整体教学设计案例基于深度学习的单元整体教学设计在深入分析单元主题学习内容和教学现状的基础上，制定单元学习目标，通过架构单元整体设计，重新规划课时以及课时学习内容，同时建立适应目标实现的评价体系，使目标的落实可视、可控、可调，促进学生核心素养培养的落地。具体实施以九年级化学下册第八单元 金属与金属材料的单元教学设计为例进行说明2。1.1单元主题学习内容及教学现状分析1.1.1单元主题学习的内容初中化学课程标准中对本单元的相关教学指导思想和内容要求3:1)核心知识层面:知道大多数金属在自然界中是以矿物形式存在。知道金属具有一些共同的物理性质;通过实验探究等活动认识金属的主要的化学性质及金属活动性顺序。知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。了解金属及金属材料在生产、生活及社会发展中的重要作用。以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的简单原理和常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。2)学科思维层面:了解物质的性质与物质的存在、组成、变化、制法和应用的密切联系，初步建立认识物质性质的基本角度和思路。3)学科学习方法层面:知道可以通过物质类别认识具体物质的性质;学习从物质的共性和差异性认识一类物质性质的方法。学习观察、实验及对现象和事实进行归纳概括、分析解释等认识物质性质的基本方法。从教育价值角度分析，金属及金属材料对于人们生活质量的提高、科技发展、社会进步方面起着推动作用;从学科价值角度分析，本单元的学习是为高中阶段学习金属及其化合物起到铺垫作用;从学生认知角度分析，本单元的学习有利于学生建立起物质的分类观、变化观等化学观念;从学科育人角度分析，通过本单元的主题学习能够让学生认识到化学学科发展与人类社会发展进程的密切关联。基于上述分析，本主题包括金属的共性与特性、金属的制备、用途、金属腐蚀的防护以及金属资源的0022023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1合理利用等。课程标准和教材提供了丰富的素材，充分体现从化学走向生活、延伸到社会的理念。1.1.2学情分析基于生活经验和前面的学习，学生对于常见金属如铁、铜、铝的物理性质，某些金属与氧气的反应以及某些金属锈蚀的生活现象有一定的认识，但对于金属的制备与冶炼、金属性质的共性与差异、金属锈蚀的原理与防护以及金属资源的利用与保护还有待深入学习，这是学生化学学科知识的待增长点。学生初步具备基于实验现象预测物质性质;初步掌握实验探究的一般步骤和方法;初步具备查阅资料、提取信息和初步解释分析并表达的能力。本单元的学习使学生熟悉研究物质的一般思路和方法，系统设计实验方案并实施，培养学生进行文献检索、应用文献信息以及汇报表达能力，这是学生学科发展能力的待增长点;使学生从单一物质的学习转化为形成研究一类物质的思路和方法，以及在如何科学探究过程中运用单一变量设计实验，这是学生学科思维能力的待增长点。1.2教学思想与创新点基于深度学习的单元设计需要解决的问题是:寻找适合的问题情境和如何架构单元设计。基于深度学习的单元教学设计模型见图 1:图 1基于深度学习的单元教学设计模型本单元教学以“古滇文物出土记”为载体，整合教材内容，重新规划课时，达成对化学学科知识和评价体系的建构，同时培养学生的化学学科核心素养。本单元教学设计的创新点在于:1.2.1双重目标的一致性制定学习目标的同时呼应评价目标，保证教学目标与评价目标的一致性。常规的教学目标是从教师视角出发，着重考虑如何教，更加关注“教的逻辑”是否合理。基于深度学习的单元设计是基于学生角度，研究学生“知道什么”，可以通过学习获得哪些核心知识、方法指引以及提升哪些学科能力。因此，在进行目标设定时更符合学生的认知水平，更切合学生的实际学习能力。1.2.2真实情境的适切性选取切合学生生活和认知领域的情境素材，以富有本土地域文化特色的“古滇文物出土记”为载体，能极大地激发学生探寻本土文化的兴趣，体现化学学科与地域文化融合的理念，淡化不同学科间的界限，增强学生的文化自信，升华学生的爱国情感。1.2.3活动设计的新颖性以“文物修复和保护工作”为任务载体，采取小组合作探究学习模式开展学生活动。让学生从科学研究的角度，体验文物保护工作的职业日常，认识到职业与个人、社会、国家的内在联系，升华爱国情感，浸润学生心灵，对未来的职业规划产生潜移默化的影响。1.2.4评价功能的有效性以评价目标为蓝本，探索适合实际教学的评价工具，通过教师评价、生生互评、自我评价的方式，解决传统教学中单一的纸笔测试评价的局限性、片面性的问题，多维度的呈现学生学习效果，从学生个人学习目标达成、个人综合能力角度，尝试建立更全面、更立体、有效的评价体系，实现“教学评”一体化。1.3单元教学目标设计单元教学目标是单元教学过程设计的统领。其制定要以课程标准的要求为纲领，融合学科素养培育的实现。基于此，制定本单元教学目标如下:1)通过分析金属冶炼原理和方法，体会金属矿石到金属材料应用的演变，体会化学学科知识与生活实际的融合，形成物质观、变化观等化学观念。2)通过金属材料物理性质的归纳，领会根据物质的性质选择材料，体会金属材料在人类生活中的应用价值。3)通过对常见金属化学性质的探究，分析滇王金印历久弥新而铁矛锈迹斑斑这一化学现象背后的化学原理，形成研究一类物质的基本思路与普遍方法，促进证据推理意识的形成，达成分类观、守恒观等化学观念的建立。4)通过运用控制变量法，设计探究铁、铜生锈条件的方案，建立金属锈蚀条件的模型，探究防止金属锈蚀的原理和方法，培养学生的逆向思维，增强学生在解决问题中的创新意识和运用不同学科间知识融合解决实际问题的能力。5)通过小组合作、家庭小实验、展示汇报等活动，形成独立思考与合作学习的意识。1.4课时教学规划及教学实践1.4.1基于深度学习的单元教学设计课时规划为 4 课时。分为 3 个任务模块。任务一滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛从哪里来?设计 1 课时教学。通过展示滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛以及中国空间站的图片，见图 2，以“发现这些物质的共同之处”为学习起点，促使学生关注物质间的共性。通过强烈的视觉反差，让学生感受化学学科能够跨越时间、穿越空间将物质建立关联的独特魅力。1022023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1图 2滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛、中国空间站图片以“滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛是如何制成的?”问题驱动学生自主学习，落实金属在自然界中的存在形式的相关知识。通过阅读资料，学生有针对性的寻找关键信息，形成证据推理意识;学生对于金属存在形式以及某些金属冶炼方法有了初步认知，基于此，引导学生进一步思考“生活中常见的金属铁如何制备?选择什么原料炼铁?”通过阅读教材，学生尝试从环境保护、成本、金属资源利用和保护等方面综合考虑选材问题。从化学学科角度，思考实验室如何炼铁。通过观看视频和阅读教材，落实实验室炼铁原理、实验步骤、实验现象相关核心知识的学习。从生产生活实际角度，思考工业上如何炼铁，落实工业炼铁的原理、设备、生产流程的相关知识。本课时在充分利用教材和资料信息的基础上，利用问题驱动实现学习任务的达成，环环相扣，将隐藏在学科问题背后的核心知识脉络逐一呈现，采用学生自主学习、小组合作、交流的模式，建构从“存在形式制备方法生产应用”的知识体系，形成从“化学学科到生产生活实际的转换”学科思维。任务二滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛有何不同?设计 2 课时教学。第 2 课时，以“从物质组成看，滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛、中国空间站有什么不同?”的真实问题，引导学生关注金属的差异性。同时选取生活中常见的金属制品进行展示，通过观察金属的外观，让学生尝试描述、归纳不同金属物理性质的共性和特性，完成金属物理性质的知识学习，形成从一种物质到一类物质学习的认知方式转变。通过“为什么选择这种金属为原材料”，引发学生思考“选择金属材料时要考虑哪些因素”，建立性质与用途的密切关联，同时要兼顾价格、资源、是否