基于關(guān)鍵事件的問題解決式復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)*
——以“常見酸堿鹽性質(zhì)與變化”的小專題復(fù)習(xí)教學(xué)為例

賴天浪 俞聯(lián)鈺

基于關(guān)鍵事件的問題解決式復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)*
——以“常見酸堿鹽性質(zhì)與變化”的小專題復(fù)習(xí)教學(xué)為例

賴天浪1俞聯(lián)鈺2

（1福建龍巖市永定區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校福建龍巖364100；2福建龍巖市永定區(qū)第二中學(xué)福建龍巖364100）

問題解決式的復(fù)習(xí)教學(xué)是以問題為研究的主線，以問題解決驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。在九年級化學(xué)對常見無機(jī)物性質(zhì)與變化的單元復(fù)習(xí)教學(xué)中，通過創(chuàng)造性地開發(fā)問題情境，按SOLO理論設(shè)置不同水平層次的問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生在深度思考中開展自主探究、合作討論的探究性學(xué)習(xí)。

九年級化學(xué)；小專題復(fù)習(xí)教學(xué)；問題解決式

一、基于學(xué)情的復(fù)習(xí)教學(xué)背景

在九年級化學(xué)中，學(xué)生將逐步認(rèn)識一些常見金屬、酸、堿、鹽和氧化物的性質(zhì)與變化及其規(guī)律，如Fe、Mg、Zn、Cu等金屬；Fe2O3、CaO、CO2等氧化物；鹽酸、稀硫酸等酸；NaOH、Ca（OH）2等堿；CaCO3、Na2CO3、CuSO4等鹽。對于初學(xué)化學(xué)的九年級學(xué)生，這些常見物質(zhì)生活中可能并不常見，且數(shù)量不少的物質(zhì)相關(guān)性質(zhì)、變化及其規(guī)律的知識內(nèi)容繁多、雜亂。特別是這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)時(shí)間跨度長，初學(xué)者往往會顧此失彼。

在學(xué)習(xí)酸堿鹽內(nèi)容后的單元檢測時(shí)，學(xué)生成績大面積下滑成為困擾師生的一大難題。因此適時(shí)組織基于學(xué)生學(xué)習(xí)情況的，圍繞“酸、堿、鹽和氧化物”知識開展常見物質(zhì)性質(zhì)與變化的小專題復(fù)習(xí)，引導(dǎo)開展有思維深度的自主學(xué)習(xí)，以提升對生活中常見物質(zhì)性質(zhì)與變化的宏觀認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)科知識與學(xué)習(xí)思維的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，成為這一階段教學(xué)的重要任務(wù)。

二、小專題復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)設(shè)置

1．通過對常見物質(zhì)進(jìn)行簡單分類，梳理一些常見物質(zhì)的共性與特性；在書寫常見無機(jī)物性質(zhì)與變化原理時(shí)發(fā)現(xiàn)知識或能力的不足，并嘗試初步構(gòu)建物質(zhì)間的變化關(guān)系圖，在應(yīng)用知識中初步形成學(xué)科基礎(chǔ)知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。

2．通過應(yīng)用常見物質(zhì)間的變化關(guān)系解決實(shí)際問題，促進(jìn)對常見物質(zhì)間變化關(guān)系的主動(dòng)構(gòu)建，并從中認(rèn)識物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的，且物質(zhì)變化是有條件有規(guī)律的，初步形成物質(zhì)的轉(zhuǎn)化觀。

3．通過對相對陌生的問題情境的解讀，培養(yǎng)信息獲取與應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。在合作、探究過程中，開展深度思考，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力的提升。

三、問題解決式復(fù)習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

關(guān)鍵事件1：喚起記憶，有效把握學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)

問題組：按要求書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。

1．有金屬銅、鐵、銀、鋁，寫出能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

2．用稀硫酸“酸洗”除去鋼鐵表面的鐵銹。

3．實(shí)驗(yàn)室用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取少量二氧化碳的反應(yīng)原理。

4．用硫酸銅和熟石灰反應(yīng)制取農(nóng)藥波爾多液。

5．胃酸分泌過多的病人，遵醫(yī)囑服用含有氫氧化鎂的藥物以中和過多胃酸。

6．久置的石灰水表面會出現(xiàn)一層白膜。

教學(xué)意圖：以上六個(gè)化學(xué)反應(yīng)，涉及的物質(zhì)有常見的金屬（銅、鐵、銀、鋁）、酸（鹽酸、硫酸）、堿（氫氧化鈣、氫氧化鎂）、鹽（碳酸鈣、硫酸銅）、氧化物（氧化鐵、二氧化碳）等物質(zhì)的性質(zhì)與變化，通過書寫化學(xué)方程式喚起學(xué)生的記憶。

圖1

在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師適時(shí)呈現(xiàn)如圖1所示的物質(zhì)間變化的關(guān)系圖（圖中短線表示相連接的物質(zhì)間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，下同），將常見物質(zhì)性質(zhì)與變化關(guān)系形成知識網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)與變化的認(rèn)識。

追問1：上述六個(gè)化學(xué)反應(yīng)，分別代表了一類物質(zhì)與另一類物質(zhì)的反應(yīng)，你能說出來嗎？

教學(xué)意圖：學(xué)生在復(fù)習(xí)了幾種常見物質(zhì)的性質(zhì)與變化，喚起了對學(xué)科基礎(chǔ)知識的記憶，然后再進(jìn)入對一類物質(zhì)的性質(zhì)與變化規(guī)律的復(fù)習(xí)，因?yàn)榍懊嬉研纬伞爸R結(jié)構(gòu)圖”，所以大多數(shù)學(xué)生能獨(dú)立完成得到圖2中的反應(yīng)關(guān)系①～⑥。

圖2

追問2：在所學(xué)的物質(zhì)及其變化可知，還存在著圖2中⑦、⑧對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，請列舉有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式各1例。

教學(xué)意圖：學(xué)生對常見物質(zhì)的變化有一定的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上通過知識遷移，能寫出如Fe與CuSO4溶液的反應(yīng)、Na2CO3與Ca（OH）2反應(yīng)等的化學(xué)方程式。在拓展與遷移中引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)和內(nèi)化，并促進(jìn)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)更趨于完整。

關(guān)鍵事件2：主動(dòng)探究，引領(lǐng)有深度思維的再學(xué)習(xí)

化學(xué)撲克是以卡片類撲克為載體，按一定規(guī)則進(jìn)行游戲的學(xué)習(xí)方式。圖3中有四張化學(xué)撲克，牌面標(biāo)注代表的物質(zhì)（或其溶液）。請各學(xué)習(xí)小組（每組四人）一起參與游戲，并回答有關(guān)問題。

圖3

［第一關(guān)——牛刀小試］從物質(zhì)的類屬看，有一種物質(zhì)與其他三種物質(zhì)不同，該物質(zhì)是。

［第二關(guān)——嶄露頭角］“化學(xué)接龍”規(guī)則是：當(dāng)上家出牌時(shí)，下家跟出的牌所標(biāo)注的物質(zhì)必須能與上家的反應(yīng)。在某局游戲中，四位同學(xué)即甲、乙、丙、丁隨機(jī)抽取上述四張牌中的一張，甲拿到的牌為“Fe”，如果按甲→乙→丙→丁的順序依次出牌，為滿足“接龍”游戲規(guī)則，則丙手中的牌是。

［第三關(guān)——再下一城］根據(jù)上一關(guān)的出牌順序，乙手中的牌是。

教學(xué)意圖：第一關(guān)只涉及常見物質(zhì)的簡單分類，引導(dǎo)學(xué)生輕而易舉地進(jìn)入游戲角色。第二關(guān)涉及了四種典型物質(zhì)的性質(zhì)與變化情況，學(xué)生通過關(guān)鍵事件1的復(fù)習(xí)對常見物質(zhì)的變化情況有較深刻的認(rèn)識，多數(shù)學(xué)生能較快地得出物質(zhì)變化情況關(guān)系“Fe—HCl—NaOH—CuSO4”，從而得到丙為NaOH；或由“Fe—Cu-SO4—NaOH—HCl”，同樣得到丙為NaOH。緊接著進(jìn)入第三關(guān)，多數(shù)學(xué)生根據(jù)上述變化關(guān)系得到乙是HCl，少數(shù)學(xué)生根據(jù)后者得到乙是CuSO4，極少數(shù)學(xué)生能得出乙可能是HCl或CuSO4。對此，教學(xué)中組織學(xué)生在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上，進(jìn)行交流與討論，通過生生間的合作探究、相互啟發(fā)，促進(jìn)對常見物質(zhì)性質(zhì)與變化的全面認(rèn)識。

在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生將上述物質(zhì)變化的“線性關(guān)聯(lián)”整合成“環(huán)式關(guān)系”（圖4），并結(jié)合圖2認(rèn)識到“金屬能與酸或鹽溶液反應(yīng)”“堿能與酸或鹽溶液反應(yīng)”的變化規(guī)律，從而在一類物質(zhì)層面更深入認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)與變化規(guī)律，提升對常見物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律的認(rèn)識。

［第四關(guān)——獨(dú)步江湖］由兩人玩四張化學(xué)撲克，另外兩人作裁判。此次游戲規(guī)則為：兩人各持有圖3中的四張牌中的兩張，但不論誰先出哪一張牌，對方出手中的任何一張牌都能滿足“接龍”游戲規(guī)則。此時(shí)，你手上的兩張牌可能是NaOH和。游戲時(shí)，你先出NaOH，對方跟出一張牌，對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

教學(xué)意圖：通過前三關(guān)的復(fù)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識到“氫氧化鈉和鐵，都能分別與鹽酸或硫酸銅溶液反應(yīng)”（如圖4所示）。因此，可將這四種物質(zhì)分成兩組，即“氫氧化鈉與鐵”“鹽酸與硫酸銅溶液”。如果“你”出氫氧化鈉（或鐵），對方出鹽酸或硫酸銅均能滿足“接龍”游戲規(guī)則。

“知識羅列”的復(fù)習(xí)教學(xué)往往缺乏思維訓(xùn)練。在此通過創(chuàng)設(shè)“情境思維”將常見物質(zhì)間變化的問題牽扯，形成有一定背景的信息化問題－－游戲規(guī)則。該信息在九年級化學(xué)教材中找不到明確的“落點(diǎn)”，需要學(xué)生通過“現(xiàn)場自學(xué)”的方式，通過閱讀抽提出有用的信息，甚至還要對常見物質(zhì)的變化關(guān)系和規(guī)律進(jìn)行知識間的組合2。學(xué)生通過對此類問題的理解、信息的提煉、知識的遷移與綜合應(yīng)用，感悟知識結(jié)構(gòu)圖在解決問題中的魅力，有效地培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵事件3：及時(shí)反饋，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升

習(xí)題⒈“接龍”是化學(xué)撲克的一種玩法，其規(guī)則是：當(dāng)上家出牌時(shí)，下家跟出的牌所標(biāo)注的物質(zhì)必須能與上家的反應(yīng)。某局游戲中，甲、乙、丙、丁、戊五人各有一張不同的牌，牌面標(biāo)注如圖5所示：

圖5

若甲的牌為“Fe2O3”，且按甲→乙→丙→丁→戊依次出牌時(shí)能滿足“接龍”規(guī)則，則丁的牌是，丙的牌是。

設(shè)置意圖：在關(guān)鍵事件2中，學(xué)生已基本掌握了常見金屬、酸、堿、鹽的性質(zhì)與變化情況。在此進(jìn)行簡單變式，即將鹽酸變?yōu)榱蛩幔瑲溲趸c變?yōu)闅溲趸}，并增加金屬氧化物（氧化鐵）。學(xué)生通過分析與思考，注意到酸能與堿和活潑金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，得出變化關(guān)系為“Fe2O3－H2SO4－Ca（OH）2－CuSO4－Fe”或“Fe2O3－H2SO4－Fe－CuSO4－Ca（OH）2”，由此可得丁是硫酸銅，丙是氫氧化鈣或鐵。

習(xí)題⒉圖6中甲、乙、丙、丁、戊分別為CuSO4、H2SO4、Fe、Na2CO3和Ca（OH）2中的一種，且相連兩個(gè)環(huán)對應(yīng)的物質(zhì)（或其溶液）在常溫條件下能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

圖6

（1）若圖中的乙為H2SO4：

①甲或丙能否為CuSO4？答：（填“可以”或“不可以”）。

②乙與丁發(fā)生中和反應(yīng)，則丁為；丙為。

（2）若圖中的丙為鐵：

①乙與丁能否發(fā)生反應(yīng)？答：（填“可以”或“不可以”）。

②甲與戊反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

設(shè)置意圖：此題中涉及的物質(zhì)仍然是九年級化學(xué)的常見物質(zhì)，但因?yàn)樵俅蝿?chuàng)設(shè)了學(xué)生相對陌生的問題情境，且其中涉及了物質(zhì)性質(zhì)與變化的本質(zhì)分析和規(guī)律的綜合應(yīng)用，如硫酸、硫酸銅都能與鐵反應(yīng)，但硫酸與硫酸銅因?yàn)楹邢嗤碾x子所以兩者不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再次提高了問題的綜合性和思維容量。在答題時(shí)，學(xué)生不僅要分析有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與變化情況，還要通過閱讀、理解問題情景提煉信息，綜合學(xué)科知識并遷移應(yīng)用才能順利解答。

答案：（1）①答：不可以（因?yàn)榧住⒈寄芘c乙即硫酸反應(yīng)，但硫酸銅與硫酸都含有硫酸根離子，相互間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）。②丁為氫氧化鈣（中和反應(yīng)是酸與堿的反應(yīng)，又乙為硫酸，所以丁是氫氧化鈣）；丙為碳酸鈉（只有碳酸鈉能與硫酸、氫氧化鈣都發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另外，甲是鐵，戊是硫酸銅）（2）①不可以（丙為鐵，由乙、丁都能與丙反應(yīng)，可知乙與丁只能是硫酸和硫酸銅，所以兩者不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）；②Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH（乙和丁是硫酸和硫酸銅，但不能具體確定；同理甲和戊是碳酸鈉和氫氧化鈣，雖不能具體確定，但不影響答題）。

四、反思與感悟

思維容量、診斷方式與結(jié)構(gòu)優(yōu)化是復(fù)習(xí)教學(xué)的三大要素。在問題解決式的復(fù)習(xí)教學(xué)中，如何通過思維層次遞進(jìn)的問題組引導(dǎo)學(xué)生自主思維，顯然非常重要。對此，澳大利亞教育心理學(xué)家約翰·比格斯提出的SOLO分類理論指出，學(xué)生在認(rèn)知具體知識的過程中具有階段性，且相應(yīng)的思維水平由低到高分為五個(gè)層次［3］：（1）前結(jié)構(gòu)水平，學(xué)生被無關(guān)信息和已有經(jīng)驗(yàn)誤導(dǎo)，無法理解和解決問題。（2）單一結(jié)構(gòu)水平，通過一個(gè)與問題相關(guān)的線索來建立問題和答案之間的聯(lián)系。（3）多元結(jié)構(gòu)水平，利用多個(gè)相互獨(dú)立的線索和信息來連接問題與答案。（4）關(guān)聯(lián)水平，學(xué)生能夠?qū)栴}情境下各個(gè)線索之間建立本質(zhì)聯(lián)系，使其成為一個(gè)有機(jī)整體。（5）拓展抽象水平，能夠超越問題本身，歸納各種信息并進(jìn)行更抽象的概括，使結(jié)構(gòu)更加完整。

SOLO理論中的前結(jié)構(gòu)水平是學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。本教學(xué)案例中首先通過“問題組：按要求書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式”作為第一個(gè)關(guān)鍵事件，在簡單的活動(dòng)中喚起學(xué)生的知識儲備，并幫助發(fā)現(xiàn)學(xué)生中可能存在的知識缺陷作為學(xué)習(xí)起點(diǎn)；然后通過設(shè)置層層推進(jìn)的、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的問題鏈，創(chuàng)造性地以闖關(guān)的形式設(shè)置系列問題開展再學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)；最后開展變式訓(xùn)練，再次創(chuàng)設(shè)問題新情景有效檢測學(xué)生的復(fù)習(xí)情況。復(fù)習(xí)教學(xué)中設(shè)置的系列問題的思維水平從單一結(jié)構(gòu)、多元結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)水平和拓展抽象水平層層遞進(jìn)，符合學(xué)生認(rèn)知思維水平要求，有效地激活思維、激發(fā)興趣，通過自主學(xué)習(xí)完成“診斷暴露、能力提升、訓(xùn)練反饋”的再學(xué)習(xí)。

［1］汪定用．情境·知識·習(xí)題——靈動(dòng)性化學(xué)復(fù)習(xí)課構(gòu)建［J］．化學(xué)教與學(xué)，2015，（1）

［2］王祖浩．化學(xué)學(xué)科教學(xué)策略的構(gòu)想［J］．教育研究，1996，（9）

［3］陳徽，錢揚(yáng)義，李孟彬等．SOLO分類評價(jià)理論在高中化學(xué)課堂交流匯報(bào)環(huán)節(jié)的應(yīng)用［J］．化學(xué)教育，2008，（10）

1008-0546（2015）09-0061-03

：G633．8

：B

10.3969/j．issn．1008－0546．2015．09．019

*本文是福建省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題“基于課例反思培育中學(xué)化學(xué)教師課程意識行動(dòng)研究”（編號FJJK14－222）的階段性成果。課題負(fù)責(zé)人：福建龍巖普教室楊梓生。