基于模型建构的高三化学二轮复习之线上教学策略及实践研究

陈怡

摘要：如何提升线上教学效率是疫情之下亟须解决的问题，通过目标导向、问题引领、精心编制学案、课堂多种方式的互动能促进教学效率的提高，人文关怀也是促进学生积极参与课堂的重要方法。

关键词：模型建构;目标引领;问题导向;编制学案

文章编号：1008-0546（2022）10-0079-03中图分类号：G632.41文献标识码：B

一、教情、学情分析

疫情之下，我们的课堂不得不在线上进行。教、学的环境发生了根本的变化，学生在线学习的效果远远不如线下课堂，这是普遍的认识，怎样才能让网络课堂能够紧紧抓住学生的注意力、让学生专注于课堂，提高教学效率呢？

为每一节课设立一个主题或一个贯穿始终的目标，能有效地帮助学生高度参与课堂。深入化学学科本原的理解、知识的结构化、有化学特征的思维方法或方式等均能为网络课堂的主题或目标注入灵魂。特别是在高三二轮不同模块的复习中进行解决问题的模型建构，这种思维方式能充分調动学生的积极性，激发学习兴趣，有利于学生深度学习。

精心编制学案。学案可以让网络课的课堂内容、结构外显，学生通过学案可以清楚地知道本节课的主题、框架是怎样的，将要学习什么内容或解决什么问题。围绕主题或目标的问题是编制学案应该关注的重点，这些“问题”既是吸引学生的焦点，也是帮助学生收获网络课堂学习效果的重要阶梯。

二、化学实验方案设计的思维模型

化学实验方案设计的思维模型可归纳如图1所示。化学实验方案就像由实验目的达到实验结果的“桥梁”，实验过程中的物质转化是“桥面”，实验操作则是“桥墩”。基于核心反应和除杂反应或除杂方法确定各步实验操作细节、确认各步实验完成的标准，基于化学反应和信息确定实验中的关键数据，这些思维过程像是在建“桥面”和“桥墩”，科学表述实验方案则是在进行最后的雕琢、呈现。

三、促进“模型建构”的线上教学策略及实践

1.目标引领——结合高考学业水平要求，纵览近5年高考试题

物质制备实验方案设计是江苏高考的必考题型，对学生综合能力的要求很高，通常要求学生在题给试剂、信息下完成实验方案设计。《普通高中化学课程标准》要求选修化学的学生能基于“绿色化学”理念设计无机化合物制备的方案，并对方案进行评价和优化。[1]近5年江苏高考实验方案设计考查内容如表1所示。

化学实验方案设计能很好地考查学生的元素化合物、反应原理、实验操作的知识考查，也能考查综合解决问题的能力。

2.问题导向——学会设计物质制备实验方案

【活动1】请设计以Al2（SO4）3、MgSO4组成的混合溶液为原料制备MgCO3·3H2O实验方案：，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O（确保原料中镁充分利用）。金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表2所示。

【提出问题、讨论问题】在线上教学时设置层层递进的问题展开讨论：

Q1：根据实验目的，该制备过程需要实现的物质转化是什么？

Q2：物质转化过程中涉及的试剂还有哪些？

Q3：该制备过程中还有哪些操作细节和条件控制的要求？

这个问题比较大，需设置如下引导性问题：

q1：该制备过程中核心反应是什么？除杂反应是什么？

q2：反应物加什么？怎么加？加多少？

q3：如何控制pH？

q4：怎样确保原料中镁充分利用？

q5：如何检验沉淀已经完全？

Q4：将上述讨论用流程图呈现

在线上讨论过程中，由于问题有梯度、有关联，学生的注意力容易保持集中。学生通过线上语音和“交流栏”的文字一起进行了讨论，主要围绕反应物加什么、怎么加和加多少展开，而这正是实验方案设计中需要突破的难点之一。还有学生在前一段讨论结束后，通过文字在“交流栏”对通过调pH析出Al（OH）3过滤后是否需要洗涤、是否需要将洗涤滤液与滤液进行合并，提出了自己的看法。在用流程图呈现实验方案环节中，请字迹清楚、摄像头像素高的同学进行了直播展示，这使得互动变得生动、可见，调动了同学们参与的积极性。直播中出现了设计不严谨、在重要环节中丢失关键数据或遗漏操作的问题。因此，需要进一步针对实验方案设计建构整体模型，并对难点进行局部的模型建构。

3.模型建构

（1）整体建模

Q5：根据流程图，请找出完成整个实验方案设计的关键所在？

实验方案的设计是分析与综合的过程，其重点在于信息提取、运用。先抓住实验目的，由此确定原料经过哪个核心反应可以得到目标产物;其次，分析发生核心反应前后需要除去的杂质是什么，怎么除;第三，通过核心反应得到了目标产物，根据产物的聚集状态，选择分离提纯的方法。概括起来的模型为：原料→除杂→核心反应→分离提纯→目标产物。

（2）局部建模

进入二轮复习，大多数学生不能很好地完成化学实验方案设计的根源在于，分析与综合的思维过程中缺乏严密性，表达实验方案时前后步骤、实验操作的自洽性不足，这些都源于基础知识和原理的综合运用能力、信息提取和综合运用能力尚有欠缺，帮助学生通过局部步骤的建模可以实现对此类根源问题的突破。

Q6：在实验过程中，如何确认铝离子完全被除去、镁离子完全沉淀了呢？构建局部模型如图2所示。

化学反应都是在一定条件下进行的，因此实验过程中需要对反应条件进行控制，实验步骤应该是有序进行的，上一步完成后进行下一步操作，否则会带来许多问题。学生动手做实验的机会太少导致实验素养有一定的缺失，会有想当然的想法，这是在二轮化学实验复习中教师需要注意纠正的。线上教学无法让学生进实验室动手操作，这一点可以通过相关实验知识的结构化进行弥补。在描述实验方案时，要注意对已有实验方案进行评价，以强化控制实验条件的意识和对细节的把控，可以对照高考答案进行校准。

4.真题演练——内化模型

【活动2】（2020·江苏卷）设计以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe（OH）2开始沉淀的pH=6.5]

通过能充分蕴含课堂所建模型的高考真题，让学生理解模型，内化模型。在线上请同学语音回答，其他同学评价，完全由学生完成本方案的设计。学生在自查、自纠中，进一步体会到实验操作细节、反应条件控制、实验完成标准把握的重要性。最后对照高考答案进行校准。

5.变式训练——课堂巩固与提升

【活动3】变式训练：（2021·扬州考前调研）（节选）实验室研究从炼铜烟灰（主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐）中分别回收铜、锌、铅元素的流程如图3所示。

（3）已知：25℃时，Ksp（PbSO4）=2.5×10-8;PbSO4+2Cl-PbCl2+SO一定条件下，在不同浓度的NaCl溶液中，温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图4、图5所示。

浸出后溶液循环浸取并析出PbCl2的实验结果如表3所示。

为提高原料NaCl溶液利用率，请补充完整利用酸浸渣制备化学纯（纯度≥98.5%）PbCl2晶体的实验方案：取一定质量的酸浸渣，，将所得晶体洗涤、干燥。（可选用的试剂：5mol·L-1NaCl溶液，1mol·L-1NaCl溶液，NaCl固体）。

基于建构的模型，原料酸浸渣的主要成分为PbSO4，用已知信息反应作核心反应，制备目标产物PbCl2。本题的难点在于如何控制条件使铅浸出率最大，解读信息可知应选择NaCl溶液为5mol·L-1、温度为90℃，而PbCl2在5mol·L-1NaCl溶液中的溶解度受温度影响较大，为防止PbCl2提前析出，要趁热过滤，同时根据表3数据应选择循环浸取的次数不能超过2次。

本题所給信息比较开放，既在已知信息中有体现，同时也有图形信息和表格信息。学生在解题时要把题给信息统筹兼顾，看清实验目的，根据实验目的对信息进行筛选、综合运用，同时要注意操作的规范性和描述的科学性。多重信息的加入、陌生反应的运用对学生提出了较高的要求，在这样的陌生情境中，基于整体模型可以突破实验方案的整体把握、基于局部模型可以突破实验条件的控制和实验方案的描述。

线上教学时，先给学生3分钟思考，然后基于模型进行了提问，先确定大框架，再对细节进行讨论。

四、反思

线上教学的难点在于如何激发学生的参与热情、深度参与课堂，在推进课堂教学时目标引领、问题导向、思维建模是推动学生前进的一种动力。高三二轮复习，进行思维建模既是创建高效课堂的需要，也是培养学生化学核心素养的需要。

还可以利用好每节课的课前2分钟，先跟学生聊聊前一天的作业情况，作业就是学生线上学习的晴雨表，老师若能准确指出作业中问题所在，学生则会产生共鸣;利用这2分钟，真诚地关心学生，学生一天上8 节课，每节课理论上都要非常投入，这真的非常辛苦;也可以利用这2分钟，跟学生讲讲他们感兴趣的话题，拉近师生的距离，为调整学生的上课状态做好铺垫。

总之，调动学生线上学习积极性，应该从两方面着手，一是提升课堂教学内容的吸引力、激发疫情之下学生自身学习的动力，这是内因;二是用多种方式鼓励学生积极参与。疫情反复，线上教学效率的提高还需要全体老师的努力，也需要学生的努力，师生形成合力才能收获最好的效果。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.