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例谈高三化学高效复习模式的建构

2018-01-23李洪飞

中小学教学研究 2018年11期
关键词:高中化学

李洪飞

[摘 要] 以系列教学案例为载体,尝试以问题链的形式帮助学生建构核心概念、以变式串讲模式拓展学生举一反三的能力、以寻找合适载体帮助学生构建知识体系、以实验为依托重现复习课堂的趣味性,为高三化学课堂高效复习提供可资借鉴的操作模式和教学案例。

[关键词] 高中化学;化学复习模式;问题链建构;问题变式串讲

随着浙江省教育改革的推进,在以育“分”到育“人”的目标引领下,以能力培养为核心的素质教育正逐步成为教育的主流。“双考”模式下的化学复习课更期待轻负高效模式的展现,学生系统化、结构化的知识体系的形成,更依托于精心取材、精巧布局的课堂教学。

一、新高考模式下化学复习教学现状

(一)教师用大量试题“绑架”课堂,分不清“复习课”与“习题课”的差异

课堂被化学试题“绑架”,化学教学被过度异化为“化学解题教学”,这是当前高中化学教学的一个通病,这是与核心素养培养导向是完全相悖的。[1] 高三复习离不开习题讲解,“复习课”中要以一些“习题”为载体,但在教学中却绝不能以做“习题”来代替“复习”。化学复习首要的应该是帮助学生建构化学的整体性,搭建科学的框架,并能熟练地运用学科能力以达到“学以致用”。

(二)学生用“刷题”代替总结内化,能力的提升止步不前

在两次选考结束后,都有学生说:老师,我刷了那么多题目,考到的我不刷题也会,那些不会的我刷了也没用,选考题目个个“似曾相识”却“无从下手”。为了准备11月份的选考,学生从暑假开始刷题,刷“天利38套”、刷“五三”,“刷题模式”成学生常态。课堂教学的低效使学生陷入疲倦而乏味的刷题旋涡,但学生“刷”足了题在选考中遇到“新面孔”时却无从下手,甚至谈三大选考题色变。

二、基于高效复习的高三课堂模式的建构

(一)妙设基本问题形成问题链,帮助学生建构核心概念

波普尔等人认为,所有的生活都是问题的解决,生活中充满了学习机会,终身学习是十分重要的。问题解决便是伴随一个人终身的学习能力,就教学而言,这是一种贯穿教学始终的教学实践与教学方法。[2]因此,问题解决教学是一种以问题为出发点和教学中心来展开的课堂教学样态,以开放性、递进性、多元化为特征,以培养学生自主学习能力、协作探究能力、实践应用能力和终身学习意识为目的的教学。当然,创设的每个问题都对应着相应的知识学习要求,对应相应的学科思维要求,对应相应的情感价值要求,以及通过问题的解决提高所要实现的核心素养发展水平。

浙江选考题第30题是一道考查速率与平衡知识的综合题,其中有一个重要的考点为作图及图像分析,现课堂设置三环节五问题,该问题链设置的关键是围绕CaCO3准确设置一些有层次的问题,层层展开,学生的思维闸门被顺利打开,自主学习的能力得到了培养,思维的深度与广度得到了提升,为学生提升能力打下了基础。这样的复习方式让学生感受到了新鲜感,并且学会了迁移,比起零散的知识点的重复可谓是达到了事半功倍的效果。

〔环节一〕如何作速率—时间图?

设置问题1:在温度为800℃,体积为2L的密闭容器中,加入一定量的CaCO3,经5min后达到平衡状态,画出υ-t图。

问题2:其他条件不变,第8min时,将体积变为1L,第10min达到平衡,画出υ-t图。

问题3:在第15min时,将容器内温度改为1000℃,20min时达到平衡状态,画出υ-t图。

【设计意图】传统模式复习υ-t图作图时,一般按部就班,让学生记住其他条件不变的情况下增大压强反应速率增大、升高温度反应速率增大,但是遇到具体的问题时,学生仍旧是无法下手。例如不少老师会采用如下方式复习。给出条件:某一正反应为吸热的反应改变温度(降低温度),画出平衡移动过程中的υ-t图,同学们不难画出如右图1。但是仔细体会,这样的复习方式其实就是“炒冷饭”,学生的能力是停留在记忆层面的。三个问题将从原料出发到改变浓度(压强)、温度的图像串为一线,学生在作出这样三个图后感悟非常深,甚至发出感叹:哦,碳酸钙是固体,它的速率是不变的!用这样巧妙的选用物质将平衡作图串成一个问题链,学生在问题链中思维程度逐步加深。

〔环节二〕如何作浓度—时间图?

设置问题4:若CaCO3[]CaO+CO2已知800℃,K=0.2

1000℃K=0.3,画出上述3题变化过程中,CO2的浓度随时间变化关系图。

【设计意图】看似一个问题,实为3个问题在同一层面上的解析。整个问题链的设计围绕浓度—时间变化展开,此问题的设计不仅解决了浓度与时间的关系,更从深层次理解了K与平衡的关系。在实际课堂中很多同学作出了以下图像(图2):

从上述学生课堂中所作的图反应出学生在作图的时候还缺乏严谨的思维习惯,作图存在随意性,也充分反应了学生对作图的基本要点掌握不够扎实。通过这个问题链的设计为学生理解K,利用K来解图像题搭建了丰富的平台,使不同层次的学生得到发展。

〔环节三〕如何作物质的量—时间图?

设置问题5:若CaCO3[]CaO+CO2已知800℃,K=0.2

1000℃K=0.3,画出上述3题变化过程中,CO2的物质的量随时间变化关系图。

【设计意图】纵观近几年高考关于图像题的考查,作图也是高考必考的题型之一,较多地涉及到各物理量随时间的变化图,从问题4到问题5设置上,虽是一小小变化,但是却能让学生体会、思考作图时寻求差异,异中求同,同中求异。问题5的设置使平衡图像作图典型问题更加丰满全面,从简到难让学生构建自己的理解。

“问题链”教学法以问题为纽带,以知识形成、发展和培养学生思维能力为主线,师生合作互动为基本形式。复习中以某一典型问题为母本,通过变换问题的条件、结论引导学生积极思考探究,激发学生的求知欲,培養学生分析问题、解决问题的能力。[3]

(二)巧用问题变式串讲,引领学生构建举一反三能力

高效复习课堂的一种行之有效的方法是组织好课堂层次序列,进行变式教学。波利亚指出:“一个专心的、认真备课的教师能够拿出一个有意义但又不复杂的题目,去帮助学生挖掘问题的各个方面,使得通过这道题,就好像通过一道门户,把学生引入一个完整的理论领域。”[4]在教学中,教师应当尽可能选用这样的可以“八方联系、浑然一体”的问题。在问题变式串讲中,充分发挥题目的教学价值和辐射作用,把简单的基础问题和综合的高考试题联系成“串”,并设计变式题组,展开探究学习,有效激活学生的思维,以此发展学生思维深刻性、灵活性进而形成熟练的解题技能、迁移能力。

浙江省选考第23题多次考查离子浓度大小的比较,频繁借助图像以考查学生对电荷守恒物料守恒等相关知识的掌握。本案例中借助CH3COOH溶液与NaOH溶液的滴定进行多种变式,在变式中寻求异同:20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol/L的NaOH溶液

变式(一)画出pH与CH3COOH、CH3COO—的物质的量关系图并依据图像列出(1)恒成立等式关系(2)找出各点列出不等式关系

变式(二)将物质的量改成CH3COOH、CH3COO—,两者中各自所占的物质的量分数,又如何?画出图像并根据图像列出(1)恒成立等式关系(2)找出各点列出不等式关系

变式(三)将pH值改成NaOH溶液体积又怎样?画出图像并根据图像列出(1)恒成立等式关系(2)找出各点列出不等式关系(3)列出20mL、15mL、30mL等点物料守恒与电荷守恒式

变式(四)将纵坐标改成pH值、横坐标改成NaOH溶液体积又如何?画出图像并根据图像列出(1)恒成立等式关系(2)找出各点列出不等式关系

【设计意图】课堂中让学生在基本问题中复习化学知识与方法,从四个变式作图中寻求异同,在每个变式图形中训练寻找恒成立等式、不等式关系以及每个“特殊点”的分析,如20mL、15mL、30mL等点物料守恒与电荷守恒式在这种问题变式串讲中,让同一个问题不同层面得到升华,在不断变式中深化提升举一反三的能力。

教师利用一个问题“串”,将一些重要的知识与方法“融为一体”,并通过对学生积极主动参与的引导,对思维过程充分评价、指导,使得解题能力的培养落到实处,让变式教学的精髓得以展现。在变式教学中应特别注意:

“变”有可依:变式教学的关键在“变”。虽然“变”是一种自由的、带有创造性的策略,但是在某种程度上还是有一定规则可循的。在教学中,可以通过改变或增加、删减问题的条件及结论,类比相似、相关或相混的问题,一题多解(改变解题思路),多题一解(方法迁移)等方式设置变式问题。

“变”而有序:“变”不能随意,而是在教师的精心设置中层层提升,在“变一簇、变一串”的过程中,要注意从基本题型出发,由易到难,逐步加深,最终达到高考综合题的要求。这样从教材的基础出发,设置有梯度的变式让学生的思维充分暴露,在思维过程中发展思维能力。

(三)寻找合适载体,实现知识体系的构建

高中化学知识跨度大,概念多,涉及面广,教学进度又快,不少学生在高一高二新课的学习后感觉很迷茫,对所学也是一知半解,纵然是成绩较好的同学在复习中想要有所提高也是困难重重。如果我们在高三复习课中仍然只关注章节知识的传授,而不注意关注教材的知识结构,也不研究学生的认知结构和教学结构,那么必然会导致他们知识的碎片化,不利于学生通过现象和局部,把握本质和整体,从而解决实际问题。在复习中教师应从教材知识整体结构,学生认知结构和教学的方法结构出发,由点到面,由简到难,引导学生全方位自主構建知识体系,提高课堂教学的效率。

浙江高考第30题平衡综合题所考查的知识点贯穿在《化学反应原理》一书中,知识点多而零散,如何找到一个合适的载体将各个知识点融入其中?课堂复习中选择丰富的“氯水”作为载体将分散的点串成线如:在饮用水处理中常用氯作杀菌剂,并且杀菌能力HClO比ClO-强。

①请写出氯气-氯水中可能存在的平衡。

②根据所写的平衡方程式写出平衡常数表达式。

③分析饱和氯水中存在的粒子,并写出电荷守恒式,判断各离子的浓度大小关系。

④25℃时氯气-氯水体系中的平衡常数如下。

结合图3请计算该方程式的K值Cl2(g)+H2O[]2H++ClO-+Cl-

请利用相关原理分析氯处理饮用水时,杀菌效果在夏天好还是在冬季好?

用氯处理饮用水时杀菌效果,pH=7.5是否比pH=6.5时更好?

⑤请用平衡原理分析向氯水中加入哪些物质可以提高HClO的浓度?

【设计意图】本案例中以“氯水”为载体,围绕平衡常数表达式的书写→平衡常数的计算→离子浓度大小→平衡移动的影响因素→强酸制弱酸的复杂方程式的书写等内容融汇在一起,通过一节课的复习使得离散的知识点嵌入在一种物质载体中层层递进,逐一展开。

利用载体把握课堂教学中知识点之间的内在逻辑关系,对分散的知识点进行重新编码和排序,使知识系统化、条理化、网络化是提高高三复习课的一种切实有效的方法,以此能帮助学生构建比较完整的知识体系,从而帮助学生对知识的掌握实现由点到面,由面到网的转变,达到课堂教学的最佳效果。

(四)依托化学实验,重现趣味化学课堂

实验是打开化学大门的钥匙。然而,在复习时间不足的情况下,“题海战术”变成了常态,如此造成复习课枯燥、乏味、低效,师生即使遇到一些矛盾或者有疑惑的问题也常常忽略一带而过,从未想过走进实验室让实验来说话。如果教师能在复习中巧妙地融入实验,不仅效果显著而且这样的课堂让人难忘,我们可以深刻体会到实验在高三化学复习课中的不可或缺的作用。

浙江省选考第25题选择题常考离子共存推断,在复习过程中经常遇到Fe2+与HCO3-离子是否共存的判断,这两个离子共存吗?究竟是生成碳酸亚铁沉淀还是双水解生成氢氧化亚铁?课堂上演示了不同浓度FeCl2溶液与NaHCO3溶液反应的实验,均出现了沉淀,根据实验现象同学们按耐不住激动讨论各种可能性并提出自己的想法:

学生1:因为都生成了沉淀,这两种离子不能大量共存是肯定的!

学生2:我认为两者反应生成的是FeCO3沉淀,Fe2+与HCO3-之间双水解不强,不是彻底双水解。

学生3:我认为两者会发生双水解,HCO3-水解产生OH-,与Fe2+结合生成Fe(OH)2,继而被氧化转变成Fe(OH)3。

学生4:我认为两者肯定只发生双水解,不可能同时生成碳酸亚铁,碳酸亚铁只能用干法制备,在水溶液中两者只能直接双水解,得到氢氧化亚铁最后氧化为氢氧化铁。

学生5:我认为将两者混合两种反应同时发生,主要是生成FeCO3沉淀,亚铁离子水解pH较大;如果将Fe3+和CO32-混合则主要考虑发生双水解 。

我们无法想象这样一个简单的实验带给同学们的收获有多大,通过讨论与查询资料他们获得了更多与离子共存相关的知识,比起单纯的记忆,这样的课堂不仅高效而且有趣。

在高三的课堂中我们也可以利用实验视频和实验录像,借助已有的实验视频及录像,完整再现一些重要的实验。如此以来,高三的化学复习课便能变得生动形象,极大地激发学生的学习兴趣。结合录像材料,学生从中能巩固实验仪器的名称、仪器中应装的试剂、操作方法以及进行实验现象的预测,借助实验装置思考、联想和转移思维的能力在多次的训练中得到培养。但单纯用录像代替真实的实验教学,学生容易错过实验中的“异常现象”,而往往这种“异常”能让学生开出思维之花。

在学校教育中,实验器材的沉睡,让学生止步于纸笔测试,是化学教学最大的失败。高三复习课通过以化学实验为主的多种探究活动,提高了学生的主动参与和主动思考意识,在学生自主设计完成实验探究活动的过程中,实现了课堂教学的高效。

三、对高效课堂教学模式的一些反思

从目前许多化学复习课的现状来看,教师上课激情澎湃,一言到底,可以说教师“讲得高效”然而學生却无精打彩,学得并不高效。如果不调动学生的积极性,一切的高效都是“零”。每一位教师都应意识到,没有可适用于任何情况的教学模式,也不存在所谓最好的教学模式。对某一种教学目标、某一类教学内容、某一个班学生不一定只有一种教学模式,有多种模式可以选用。我们必须从教学目标、教学内容、学生的实际情况、教师的特点等诸多方面来考虑,灵活地进行选择与组合,这样才能实现最佳的教学过程。

教学有法,但无定法,贵在得法。在实践中摸索、在探索中反思、在反思中成长,相信高三的化学复习课堂教学在遵循一定规律的基础上,定能采用最适合教师和学生的课堂组织形式,让精彩的课堂能时刻维系学生的学习热情,使学生最大限度地学到知识、获得能力提升,也一定能找到更符合校情、学情、生情的高效复习模式。

[参 考 文 献]

[1]陈进前.核心素养导向下的化学教学[J].中学化学教学参考,2017(1-2).

[2]张紫屏.论协作式问题解决[J].教育发展研究,2016(9).

[3]王建强.问题链的设计、实践与思考[J].上海教育科研,2015(4).

[4]朱英萍.借“题”发挥 开拓学生思路[J].中学教研,2005(12).

(责任编辑:张华伟)

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