一题一课,结构生成,提升初中科学中考复习效率的实践

汪彦波

一、问题的提出

在初中科学中考复习课堂中,一边是学生在昏昏欲睡,一边是老师在滔滔不绝,这样的课堂氛围一直被认为是很难有办法改变的。老师们的理由是大多数基本概念和基本理论的复习,利用传授式的教学方式既简洁又高效,同时,初中科学中考复习的主要目的之一是让知识点重现,且复习任务重,既没必要也没时间准备“一题一课,结构生成”的中考复习模式。

在教学实践中,我们发现一些学生做过的、出现问题较多且反复讲评的、多次纠错的习题,较多学生由于受思维定式的影响,过一段时间让学生重做一次,仍可能犯同样的低级错误。强调“审题”的重要性、指导“审题”的过程性,是习题教学中的重点内容,但学生在实际“审题”时,依然反复出现错误。如何提升初中科学中考复习的课堂效率,已成为探究有效复习课堂教学模式的重要任务。

“一题一课,结构生成”的中考复习课堂教学模式,其最大功效是在“任务驱动”下、“方法生成”的过程中,使学生的思维过程得以充分展示,知识技能缺陷、逻辑思维缺点充分地暴露,通过师生互动、生生互动当场有针对性地进行辅导,同学们能从中吸取教训或开拓思维,从而使全班学生受益,共同提高。

华中师范大学教授、特级教师王后雄老师,结合自己成功的教学经验,在《化学教学论》一书中提出：“学生真正掌握一个知识点不在于这个知识点重现了多少次,而在于学生是否参与用这个知识点解决一个任务的全过程。”以“问题生成、方法生成、经验生成”为核心的“一题一课,结构生成”的复习模式是提高中考复习质量的重要手段之一。

表1是笔者构建的“一题一课,结构生成”中考复习模式对策。

二、实践研究的指向与内容

(一)先行组织,生成核心问题

应对初中科学中考复习既不是知识的简单重现,也不是对习题的反复操练。旨在通过复习使学生对已有知识技能的理解进一步升华提高,并使之网络化;也能对解题思路进行提炼、归纳和总结,并生成解题的经验;同时也能加深对科学思想、科学理念的领悟与体验。作为复习课的“先行组织者”——问题,其设计的要求是“低起点、生成性、开放性、系列化”。一个良好的“核心问题”可以使复习课避免成为“以题论题”的低效课堂。深入研究复习课堂“先行组织者”——一个好问题,可以让学生取得远远超出解决问题本身的知识技能。

《初中科学课程标准》告诉我们,中考命题的根本依据是教材,学生知识资源的主要来源途径是课堂,同时学生解题体验的主要载体也是教材和课堂,因此中考科学解题可以划归为课堂上通过师生、生生互动已经解决的问题。中考科学复习时教师可以充分利用教材及《作业本》的题目,引导学生通过多种形式的“变式”,由浅入深探究基础知识、基本技能,从而使学生具有解决中考试题所需的知识、能力、经验和心理准备。

基于这样的复习思路和理念,可以摒弃知识回顾、展开的传统中考复习模式,选择“一题一课,结构生成”“以点带面”的基本模式,来提升科学中考复习质量。

引例：(浙教版九年级上册《作业本》B本第一章第5节练习第8题稍加整理,把选择题改为填空题)九年级同学在学校实验室发现,如图所示,盛放有NaOH溶液的试剂瓶(放久了),瓶口和橡皮塞上出现白色粉末。白色粉末是什么物质?即久置于空气中的氢氧化钠溶液所含成分是什么?

组织学生进行小组讨论,提出合理猜想,并说明做出猜想的科学根据(可以用化学方程式表示)：

猜想1：可能全部是Na2CO3粉末,即NaOH完全变质。依据：猜想2：可能全部是NaOH粉末,即NaOH没有变质。依据：猜想3：可能是Na2CO3和NaOH的混合物,即NaOH部分变质。依据：

核心问题是复习科学的重点、难点,而与解决核心问题相关的概念、规律更是重点中的难点。其原因可归结为概念、规律需认识、理解的太多,应用变化需综合纠错的也太多。中考复习前,初中科学的知识多为线性结构,因果分明、判断明了,而在进行中考复习时,务必使知识呈现网状结构,复习设计应努力激发学生本来就具有的网状思考潜能,摆脱思维定式,活学活用,学以致用。

通过先行组织(如：实际生活中的现象、问题、疑惑等需要解决的真实任务)提炼出学习主题(复习课的核心问题),把需复习的知识“显性”化,通过学生探究寻忆,将现在的问题和过往的知识发生关联,最后在师生、生生研讨释疑的过程中,使学生把知识“内化”,使学习现场更加生动、有效。

(二)任务驱动,生成基本方法

在很多时候,“为了复习而进行复习”的复习课最终成为单纯的习题解答课。教师解释完一道题学生开始做下一道题……如此循环,热热闹闹,习题练了很多,当然也做了许多好题。这种复习模式因为涉及过多的知识点和解题技巧,导致40分钟内的学习思维是零散的、知识结构是碎片化的、解题经验形成的针对性不强、学生的印象不深刻。

“一题一课”的复习模式是基于一系列有序的“有意义任务”的完成,挖掘内在的学习线索与科学本质,从科学学科基本方法的几个维度入手,有序合理地引导学生进行探索活动,预设性地完成一节课的复习任务。将知识“点”串联起来,知识内在联系整理出来,生成解决问题的一般方法,以此达成多维目标。

问题1：设计实验检验NaOH是否变质。

首先组织学生通过讨论,扩容检验NaOH是否变质的方法,增加学生知识的宽度,开拓思维大胆创新;其次通过组内甄别优化检验过程,提高学生对科学方法的比对意识,使课堂预设既放得开又收得回;最后通过师生总结基本方法,如将准备的比较单一的稀盐酸拓展到一般的酸,使学生形成更强的独立学习能力。

(1)讨论扩容方法

设问：氢氧化钠是否变质?什么药品可以检验氢氧化钠的变质?小组同学设计了如下方案。

试剂现象结论1. 酚酞试液2. 稀盐酸溶液3. 氯化钙溶液4. 石灰水溶液5. 氯化钡溶液

很快同学们对方案1提出了异议：碳酸钠溶液也呈碱性,不管是否变质酚酞都会变红。

(2)自选优化过程

学生分组选择一种或几种方法检验实验台上的氢氧化钠是否变质,同步播放本班学生实录微课：两位同学在对同一瓶氢氧化钠溶液检验时,一位滴加氯化钙溶液出现现象,另一位滴加盐酸却没看到现象。设问：为什么两位同学的结论不一样?考虑初中阶段优先发生的反应之一：“酸碱中和反应”,并利用微课展示,形象地解释原因,提高思维的逻辑性、严密性。

(3)总结泛化能力

师生总结归纳出分别使用酸、碱、盐检验氢氧化钠变质的普遍方案。

试剂种类具体药品实验现象酸溶液稀盐酸、稀硫酸碱溶液Ca(OH)2溶液、Ba(OH)2 溶液盐溶液BaCl2溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、Ba(NO3)2溶液

(4)动手操作实践

问题2：设计实验检验变质程度。

在这一教学环节中,首先通过设问,从而分解问题、降低难度,再由师生讨论设计方案并纠正其中存在的错误,然后通过微课展示,将宏观变化转化为微观实质,最后由小组合作实践来固化方法,让学生今后面对此类问题有章可循、有法可依。

(1)分解问题降难度

对检验变质情况,设计以下三个问题将难点分解。

①探究样品成分。有了前面教学环节的铺垫,学生们很快做出了如下猜想。

猜想一：没有变质(NaOH);

猜想二：部分变质(NaOH Na2CO3);

猜想三：全部变质(Na2CO3)。

②直接用酚酞检验不行。那可以用哪种物质直接检验氢氧化钠是否存在?

(2)设计方案纠错误

小组合作,随时补充,汇报实验方案：

①取出适量的样品,滴加足量的澄清石灰水[Ca(OH)2],静置一会儿,当不再产生白色沉淀时,取上层清液,滴加无色酚酞试液,观察产生的现象。

②取出适量的样品,滴加足量的氯化钙溶液(CaCl2),静置一会儿,当不再产生白色沉淀时,取上层清液,滴加无色酚酞试液,观察产生的现象。

③取出适量的样品,滴加足量的稀盐酸(HCl),当不再产生气泡时,取上层清液,滴加无色酚酞试液,观察产生的现象。

经过小组讨论,同学们得出结论,方案①③是错误的,方案②是正确的。

(3)微课展示显微观

离子之间发生化学反应的微观实质,学生很难想象,也很难理解,基于此用生动形象的微课,将方案①错误的原因从微观的视角进行分析,加深学生的理解。

(4)小组合作固方法

在前面讨论的基础上,最后提供三瓶不同物质的样品,分别是未变质的氢氧化钠(NaOH)溶液、部分变质的氢氧化钠(NaOH、Na2CO3)溶液和全部变质的氢氧化钠(Na2CO3)溶液,让不同小组的同学检验,理论结合实践突破本课时的重难点,使此类问题不再是枯燥的纸上谈兵。

预设以上几个教学环节,目的是寓教于学,学生可以从不同的维度对“引例”中的核心问题进行探究、剖析和归纳,渗透基本实验技能,有利于学生经历过程、积累体验。知识和技能在实际环境中加以应用,交流共享,进而“生成方法”,为后面的中考复习积累活动经验。

(三)真题变式,生成认知经验

基础性(知识的核心程度)、典型性(解题方法的代表程度)和迁移性(知识技能的拓展程度)是中考科学复习例题选择的三大标准,同样,中考复习课堂习题的选取也必须依据这样的标准,而大多数中考真题一般都具有这样的特征。当然对中考真题进行适当的合理“变式”处理(改编题)作为例题、习题也是十分合适的。

变式1：从反应物的角度探究氢氧化钠与二氧化碳能否反应。

在充满CO2的圆底烧瓶中,利用医用注射器向瓶中分别缓慢地注入相同体积的H2O和NaOH溶液(图1),并通过压强传感器得到了瓶内气压的变化规律(图2)。

图1

图2

(1)刚开始压强增大的原因是;

(2)800 s时,曲线①表示的溶液显(填“酸”或“碱”)性;

(3)通过对比曲线①和曲线②(填“不能”或“能”)证明NaOH与CO2发生了化学反应。

变式2：从生成物的角度探究氢氧化钠与二氧化碳能否反应。

查阅资料：常温下NaOH、Na2CO3分别在乙醇中的溶解度(S/g)如下表所示：

NaOHNa2CO317.3<0.01

该化学兴趣小组按图3所示装置进行实验,其实验步骤如下：

图3

Ⅰ.将m1g CO2加入过量的饱和NaOH的乙醇溶液中,试管中产生沉淀物;

Ⅱ.打开分液漏斗活塞,使稀盐酸缓缓滴入试管中,试管中有气泡产生;

Ⅲ.利用化学方程式计算碳酸钠的质量。

(4)步骤Ⅰ,试管中产生沉淀物的原因是;

(5)步骤Ⅱ,向试管中滴加稀盐酸,其目的是检验氢氧化钠与二氧化碳反应后的生成物,请写出碳酸钠与盐酸反应的化学方程式：

(6)理论上生成碳酸钠的质量为(用代数式表示)。

事实上,分析研究中考真题,并不是“就题论题”和答案重现,主要是思考如何进行合理“变式”来拓展问题。中考真题的变式,一般可以通过纵向(保持条件稳定来探索其他结论)、横向(改变条件基础来探索变化结论)、逆向(互换条件结论来探索可逆结论)拓展进行,这样较为方便地抓住了中考试题的神韵,优化了学生的思维品质,生成了良好的解题方法。

(四)总结评价,形成良好品质

中考复习课必须要让学生自己总结、评价课堂学习的基础知识、基本技能,以及解决问题的基本思想和基本经验。将“双基”拓展为“四基”,体现复习课的最终目标是通过复习,学生不仅仅获得必需的解题知识和技能,还要在学习过程中积累解题经验、获得处理科学问题的思想。其中基本经验更强调在复习课中学生的主体体验,体现以学生为本的基本教学理念。

“一题一课、结构生成”的中考复习模式,能使学生在解题过程中出现思维困难时,自觉地对题目进行一定的结构分析。首先,厘清条件及其关系,进行合理的转化和推理,剖析条件中出现的概念含义;其次,利用题目想得到的结论,对结论进行逆向推理,得到解题途径的“自然美”;最后,通过对题目中核心问题探究,生成解题方法,从问题的“整体美”中得到解题方法的“简洁美”和“直观美”。这就是中考真题的“以真启美”。

中考复习课要让学生体会科学知识之间、科学与其他学科之间、科学与生活之间的联系,运用初中科学的思维方式进行思考,提高提出问题和解决问题的能力。

三、教学实践的几点体会

(一)彰显初中科学复习课的基本特征

初中科学中考复习课,重点是要把基础知识和基本技能理解透彻,生成解题模型,形成解题经验。同时利用题目中的条件和结论,进行合理、适当的“变式”处理,形成具有更高要求、新情形、新过程、新结论的“新问题”,提高学生解决复杂问题的能力和意识。基于此,“一题一课”中“一题”应选择教材或《作业本》中的具有典型性的题目,引导学生通过师生、生生合作,从不同角度分析题目的科学内涵,通过“变式”处理使“任务”更加丰满、更有意义,使中考复习更加扎实、有效。这一复习模式,可以使学生加深对某一初中科学知识的理解,熟悉完成这一科学任务的一般思路,巩固解决这类科学问题的解题模型,为今后自主探索同类科学问题提供了合理的范本。

(二)突出“一题一课”的优势

初中科学“一题一课”的中考复习模式,其核心是强化对问题进行科学本质的探索,切实提升复习实效;鼓励自我提问、尝试自主“变式”,培养“首创”能力;一题多解、逆向探究,有序提升思维品质;变式训练、方法归因,生成初中科学的基本研究思路。

(三)发展学生的核心素养

初中科学课程的根本任务是立德树人、发展学生的核心素养。复习课不能只把考试作为唯一目标,其立足点应是为学生未来的发展打下基础。“一题一课”以初中科学的一个核心知识点为复习契机,在对问题链的不断解决过程中,生成解决问题的经验和教训,同时超越问题本身,着力培养学生的初中科学(物理、化学、生物、自然地理等)学科的建模意识、逻辑推理素养,达成对知识、技能、情感、态度、价值观等多方面的综合教学目标,不断提升适应个人和社会发展需要的、不可或缺的科学素养。