文 陳廣余

大部分學校的化學課都在行政班教室進行，若碰到實驗，通常找實驗員借用實驗用品，拎到教學樓作演示實驗，若想教室里的學生能人人動手，進行分組實驗，就得把整班帶到化學實驗室，其中自是諸多不便。這就導致了學生在九年級學習期間只有8次機會進入化學實驗室，加上這8個實驗本身的難度、容量等因素，相關學科內容的教學也就呈現(xiàn)出這樣的景象：

教師上一節(jié)課在行政班教室和學生講知識，下一節(jié)課再到實驗室體驗，未能讓學生好好開展探究性學習、培育實驗探究能力。

華東師范大學張際平教授認為：在教學場域建設中，人本主義是首要要素。在人、技術、資源和環(huán)境等要素中，人是最重要的。同時，輔以環(huán)境心理學、信息學、人工智能、人機交互等技術支持，以互動為核心，充分發(fā)揮各要素的作用，調動課堂教學主體的能動性。

從這個意義說，化學學科教室明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的化學實驗室：實驗探究與理論學習無縫對接，使化學學習回歸其學科本質。

我們要開展基于學科教室的化學深度學習，必須從兩方面著手：一是硬件，即化學學科教室的構筑要符合化學學科的特性，同時兼?zhèn)湄S富多樣的教學材料、教學空間：二是軟件，即要堅守以學生化學學科素養(yǎng)提升為主旨的教學追求，設計符合學生身心發(fā)展特點的教育教學活動，并提供學習支持。

空間重構與功能完善

化學學科教室是一個多功能空間，既有傳統(tǒng)化學實驗室的功能，同時還能滿足常規(guī)教學、教師辦公、實驗準備、資料查詢以及學科教研等功能。

學科教學是化學學科教室的基本功能。黑板、講臺、一體機等多媒體設備，可以滿足板書、音視頻播放、人機交互等教學活動。講臺和集中授課區(qū)的課桌椅都是可移動的，類似梯形的課桌也可以拼成人數(shù)不等、形狀各異的小組圍坐方式，這就為教師根據(jù)學習內容、學生能力的差異采取相應的學習方式提供了可能。

實驗探究是化學學科教室的重要功能

化學學科教室與傳統(tǒng)實驗室的最大區(qū)別是實驗教學與常規(guī)教學無縫對接。

教室周邊的櫥柜里存放著近階段化學學習可能會用到的所有儀器、藥品等，類似于pH測定這樣的小型實驗，可以直接在課桌上進行；類似于氧氣制取與性質這樣的大型實驗，學生可到大型實驗區(qū)進行，完成后立即回到座位。

這樣的化學教學打通了實驗教學與知識教學的空間梗阻，既符合化學學科的認知規(guī)律，又回歸化學課堂的本真意蘊。

閱讀展示是化學學科教室的特色功能

人是用語言進行思維的，化學學科有自己獨特的思維方式與語言系統(tǒng)，閱讀和表達恰好從輸入和輸出兩個角度，對學生的化學語言發(fā)展和思維訓練提供幫助。

學科教室的圖書閱讀區(qū)、數(shù)字學習區(qū)，就是把與化學相關的資源，從傳統(tǒng)圖書館移放到化學學習最近的地方，是化學學習和資源管理的雙贏。平面展示區(qū)和立體展示區(qū)用于展示化學學習過程中生成的知識概念圖、典型實驗裝置、方案模型設計等各種材料。

學科教研是化學學科教室的拓展功能

教師工作站不是簡單的辦公桌，這里不僅是本教室各種水電氣的控制中心，也不僅是教師的辦公場所，更重要的是以化學教師姓名命名的這間學科教室，聚集了國內幾乎所有的初中化學教材，還有部分國外教材，各種圖書、雜志。

環(huán)境布置也由學科教師根據(jù)自己的教學主張、個人愛好、學生特點等自行安排。這里滿滿的都是屬于化學的、屬于教師的、屬于學生的學習環(huán)境、學習資源和學習氛圍。無論是教師還是學生，都可以隨時開展化學教研和化學學習：實驗創(chuàng)新、靜心閱讀、讀書沙龍、教學研討……這就是一個潛心化學的所在。

教學重整與深度學習

深度學習的發(fā)生，不僅要有硬件支撐，還要基于一定思維空間和挑戰(zhàn)性的學習任務或活動載體。在進行知識學習的同時，更要有意識地引導學生運用知識、探究未知、賦予學生更廣闊的學習空間，從而進入情緒高投入、思維高層次、認知多體驗的深度學習中。以滬教版“化學變化中的質量關系”一課為例，闡釋了基于學科教室的化學深度學習。

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設情景引發(fā)深度學習

平面展示區(qū)布置著波義耳、羅蒙諾索夫、拉瓦錫關于化學反應前后質量研究的大幅史實海報，立體展示區(qū)陳列著他們所用實驗裝置的復制件，學生閱讀、思考、交流，并書寫實驗中氧化汞分解的文字表達式和符號表達式。

設計意圖：學生經過課前預習結合已有知識，對化學反應中物質、元素、原子的質量關系已經有了朦朧認識，因此沒有簡單地讓學生猜想化學反應前后各物質質量總和如何變化，而首先呈現(xiàn)由數(shù)字學習區(qū)查得的三位科學家的史實，尤其是波義耳的史實與學生預期形成了強烈的認知沖突，引發(fā)了學生的思考：為什么波義耳實驗后天平不平衡了？同時，兩種表達式的書寫宏觀和微觀結合，文字和符號結合，引發(fā)學生從物質變化觀、元素守恒觀分析氧化汞分解。

環(huán)節(jié)二：實驗探究推進深度學習

學生6人一組，借鑒科學家的智慧，選擇學過的化學反應為載體，討論實驗裝置與操作過程，探究化學反應前后各物質質量總和的變化情況；并把自己實驗過程中的現(xiàn)象結論與科學家的相比對，感悟實驗裝置設計與操作中應注意的問題；進而根據(jù)教師給定的氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應設計裝置進行實驗。

設計意圖：總結得出質量守恒定律文本內容并不困難，真正困難的是學生是否真正理解質量守恒定律的內涵。傳統(tǒng)教學是教師完成課本上的兩個實驗，然后由此總結出質量守恒定律，學生情緒投入不高、思維深度不深、認知體驗不強，對知識的理解與應用也就很難到位。

本設計充分利用學科教室儀器藥品的裝備優(yōu)勢，除教材提供的方案外，學生完全可以利用許多反應，設計出許多實驗裝置，然后到大型實驗區(qū)完成探究。雖然由于預習等原因，有許多學生選用了教材實驗，但教學實踐中仍然出現(xiàn)了好幾組學生自主設計實驗，這正是創(chuàng)新的星星之火。

化學反應的多樣化、實驗裝置的多樣化，對后續(xù)裝置是否要密封、反應物怎樣混合等問題的討論，以及質量守恒定律內涵的理解，都提供了鮮活的教學資源，這在傳統(tǒng)教學場域是很難實現(xiàn)的。

環(huán)節(jié)三：分析論證深化深度學習

充分利用黑板上氧化汞受熱分解的表達式，結合滬教版第三章第一節(jié)所學電解水的微觀過程，引發(fā)學生從化學反應前后原子數(shù)量不變的角度，分析質量守恒定律具有普適性的微觀本質。

設計意圖：質量守恒定律的適用范圍是所有化學反應，但僅通過有限的幾個實驗很難說明這一點。怎么把有限實驗得出的結論推演到所有？必須從化學反應微觀本質的角度予以論證。

學科教室大型實驗區(qū)的櫥柜里存有各種分子、原子模型，隨時成為化學學習的課堂資源。梁永平教授認為，促進學生科學本質理解的教學設計，應該以探究性教學為基本活動方式，以顯性和反思性活動為基本教學策略。

這里“顯性”就是指把對科學本質的理解作為認知性教學結果而有意地確定為目標和計劃，“反思性”是指要為學生提供認識論層面分析與活動機會。這樣的教學既與梁教授的觀點相吻合，也與深度學習的要求相契合。

環(huán)節(jié)四：課后繼續(xù)感悟深度學習

教師結課：“質量守恒定律是化學變化普遍遵守的規(guī)律，但有些變化發(fā)生時，卻會出現(xiàn)質量虧損情況，這又是為什么呢？感興趣的同學可以課后研究?！?/p>

設計意圖：一節(jié)課的結束，不是所有問題的解決，而是解決一個問題同時又引發(fā)新問題。學習的本質不僅要習得知識，更要學會學習。這樣的結課，又吸引一些學生在下課鈴聲響起的時候轉向圖書閱覽區(qū)、數(shù)字學習區(qū)、教師工作站……開啟新的學習旅程。

這種基于學科教室的化學學習，學生能夠批判性地學習新的思想和事實，并融入原有的認知結構中，在眾多思想間取得聯(lián)系，將已有的知識遷移到新的情境中。這種硬件過硬、軟件不軟的教學場域，有力地支撐深度學習的發(fā)生。