基于学生视角构建解题思路——以“平衡图像解读”为例

肖 莉

(重庆市渝中区教师进修学院)

1.研究背景

《普通高中化学课程标准》(2017年版2020年修订)中提出化学教学要实施“教、学、评”一体化,有效开展化学日常学习评价。在“教、学、评”一致性内涵的研究上,专家普遍认同“教”是指为了达成教学目标的教师所表现出的各种教学行为,“学”是为了达成学习目标的学生所付出的各种努力,“评”主要关注过程取向的评价,实现诊断学习结果、调节教学节奏、促进学习的基本功能。由此可见,倡导“教、学、评”一致性的最终目的是帮助学生通过努力达成教学目标。但在教学实践与教学研究中,教师对“教、学、评”三者的关注差异较大。如笔者分别以“教学设计”“学习方法”“学习思维”“命题”“教学评价”为篇名关键词在知网进行检索,上述关键词所属的中等教育类文章分别有1.3万篇、1 739篇、34篇、2 736篇、1 137篇,从检索数据可以直观地看到教师对“教”的关注度较高,对“学”的关注度较低。

作为常规课型的讲评课,同样存在上述问题。笔者以“解题”“讲评”为篇名关键词,对中学化学类核心期刊近20年刊载的化学讲评课做进一步分析,经整理后发现该类文章每月发表不足1篇,研究内容多为剖析学生错因后运用正向逻辑建立某类题的解题思路(策略/技巧)。此类解题思路,教师多采用“高屋建瓴”的俯视视角进行解题,分析过程顺畅无碍直抵答案。大多数学生听了这样的讲解后都能理解,但如果去除教师讲解这根“拐杖”,就只能望题兴叹。为何会出现如此大的反差?据笔者了解,多数学生困惑的不是理解不了正向逻辑下建立的解题思路,而是受困于为什么自己就不能想到这样的方法?如何授人以渔,成为教师必须思考与解决的问题。

2.基于学生视角的解题思路

“高屋建瓴”地分析习题忽视了学生的逻辑卡点和解题误区,致使学生在完美解题思路的牵引下“听懂”了题,却无法迁移解题方法。笔者认为出现上述问题是由于教师长期固守施教者视角,未能真正站在学生立场思考所致。鉴于此,笔者通过提炼学生解题的关键行为,构建了基于学生视角的解题思路(见图1)。

图1 解题的一般思路

该解题思路并未囿于某类习题的解题技巧,而是基于学生解答所有习题构建的一般思路。“溯源—定向—解答”是该思路的关键步骤:“溯源”能让学生从凌乱的思维中理出头绪,明晰答题的大致范围;“定向”使学生在前一步骤圈定的答题范围内,结合题意锁定更加明确的解题方向;“解答”为学生作答指明了综合运用题目信息的三条路径。再加上第一步“提取”,让学生明晰面对解题过程中思维障碍的应对措施,使解题过程条理化、程序化。

3.教学实践

为了充分发挥解题思路的应用价值,笔者根据区域高三调研考试的答题情况,选取了平衡图像中的归因分析与读图计算作为示例,向区域内教师阐释如何在课例中践行此思路。

3.1 教学目标

本次授课班级为区重点中学高三实验班,学生已较好地掌握了化学反应速率和化学平衡的相关知识,但全面阐述图像变化原因、综合运用文字与图像信息进行计算的能力还有待提高。基于上述学情,笔者制定了如下教学目标:

(1)通过解答平衡图像中的归因分析与计算问题,引导学生建立解题的一般思路。

(2)通过解答平衡图像中的计算问题,明晰题干与小问、图像、前述答案是获取信息的三条重要途径。

(3)通过解答平衡图像中的计算问题,理解图像中节点、范围、趋势的应用价值。

3.2 教学过程

为了提高学生对平衡图像的归因分析和计算能力,笔者从2022年各省市高考题中选取部分试题,让学生在解答的过程中、互动的交流中,感悟并提炼解题的关键行为、完善信息的获取途径、细化图像的使用方法,形成可复制、能迁移的解题思路。

3.2.1 提炼解题的关键行为

2022年全国甲卷第28题以金红石生产金属钛为情境,难度适中,可作为学生提炼解题一般思路的载体,课堂限时4分钟完成。

【练习1】(2022年全国甲卷,28题节选)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:

(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:

(2)在1.0×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。

②图中显示,在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是_________。

【答案】(2)①7.2×105②200℃反应速率较慢,不利于工业生产

班级约70%的学生能在规定时间内完成作答,但笔者在巡视学生作答以及与其交流的过程中,发现学生普遍存在两个问题:一是初始计算时误认为平衡常数Kp(1 400℃)的计算需要借助Kp1和Kp2,耗费了较多时间,致使未能按时完成两个空的作答;二是归因分析不全,认为原因只有“加快化学反应速率”。

针对上述问题,笔者在讲评过程中请学生思考“图像中节点的作用?” “如何使归因分析全面无遗漏?”两个问题。学生能较快地回答第一个问题,读取图像中同一温度下各节点数据代入公式,即可算出该温度的平衡常数。因此,图像中的节点数据可用于计算。第二个问题是学生的“拦路虎”,为此笔者引导学生提取本问关键词“实际生产”与“反应温度”,并请学生回溯教材上与反应温度有关的知识点,学生能立即联想到化学反应速率与化学平衡,故本题答案也应从这两方面思考。是二者选其一?还是两者兼答?此时,师生再结合本问另一个关键词“实际生产”展开讨论,学生提出“实际生产”应从速率和转化率两个角度综合考虑反应条件的选择,因此本问答案也应从速率和平衡两方面进行作答。完成本题后,师生共同回溯解题过程,提炼解题重要节点的关键行为。“提取” “回溯” “定向” “解答”,构建了解题的一般思路,为后续作答提供思考线索。

3.2.2 完善信息的获取途径

2022年广东卷第19题以铬及其化合物为背景,设计巧妙,可作为学生运用与完善解题一般思路的载体,课堂限时6分钟完成。

【练习2】(2022年广东卷,19题节选)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

(2)K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:

K1=3.0×10-2(25℃)

3.2.3 细化图像的使用方法

为了进一步细化解题的一般思路,让学生对平衡图像的使用方法有更深入的认识,笔者选择了2022年辽宁卷第15题作为课堂练习第3题,课堂限时3分钟完成。

( )

A.甘氨酸具有两性

B.曲线c代表NH2CH2COO-

【答案】D

本题的完成率和正确率均较高,于是笔者请学生答题结束后思考“本题图像有几种使用方法?”。学生代表提出本题图像有两种使用方法,一种是C、D项利用了交点数据进行计算,另一种是B项根据曲线变化趋势进行判断。同时,该学生还补充D项的计算也用到了C项的数据,即前述答案也是获取信息的重要途径。至此,师生共同总结本节课图像的三种使用方法:节点数据可用于直接计算,无法读出确切数据的曲线范围可参考数学思维进行判断取舍,曲线变化趋势可作为定性判断证据。图像的使用方法或许不止三种,我们在后续的学习中还可以继续补充完善“解题的一般思路”。

4.小结

本文通过转化研究视角,提炼学生解题的关键行为,构建了基于学生视角的解题思路“提取—溯源—定向—解答”,再以“平衡图像解读”为例阐释该思路的建构过程历经“提炼解题的关键行为—完善信息的获取途径—细化图像的使用方法”三个环节,每一个环节都是基于学生视角的设置,每一个行为动词的背后都是有思想的学生。

“授人以鱼不如授人以渔”是每位教师都明白的道理,但在教学实践与教学研究中固守施教者视角的教师不在少数,“知易行难”的现象仍然普遍。课程标准要求化学教学要实施“教、学、评”一体化,积极探索开展化学日常学习评价的有效途径、方式和策略,正是因为看到了三者失衡发展的现状,提醒广大教师要关注日常学习评价。笔者希望通过本文启发同行转化视角,摆脱以自我为中心的思维惯性,真正地站在学生立场“读学生”,帮助学生能够通过努力达到学习目标,实现“教、学、评”的协同发展。