例談高三化學(xué)復(fù)習(xí)中“變式題組”的設(shè)計視角

李曉明

摘要：通過具體實例提出在設(shè)計變式題組時，可以從關(guān)注知識全面系統(tǒng)性、提升學(xué)科認(rèn)識、對問題歸類解析、提升遷移能力、破除思維定勢負(fù)效應(yīng)等多視角進(jìn)行設(shè)計的觀點，以達(dá)到高三化學(xué)復(fù)習(xí)省時、高效的目的。

關(guān)鍵詞：高三化學(xué)復(fù)習(xí)；變式題組；設(shè)計視角

文章編號：1005–6629（2016）8–0087–05 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中通過問題的呈現(xiàn)可以激發(fā)學(xué)生在已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去回顧、搜尋可用來解決問題的知識經(jīng)驗，在解決問題的過程中引發(fā)學(xué)生積極的思維活動，能夠發(fā)現(xiàn)自身知識和能力的欠缺與不足，并通過與其他學(xué)生之間的交流討論和教師的啟發(fā)下將這些欠缺和不足進(jìn)行彌補和提升。

為了保持復(fù)習(xí)的系統(tǒng)性，問題的設(shè)立通常以問題組的形式出現(xiàn)，該問題組是教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)通過不斷變換問題中的條件或結(jié)論、轉(zhuǎn)換問題的內(nèi)容或形式所建立的，即為變式題組。采用變式題組的教學(xué)方法能使學(xué)生在解決不斷變化的問題的過程中采用不同的方法和從不同的角度去思考問題，在探索問題的解決方法中來驅(qū)動學(xué)生以足夠的學(xué)習(xí)熱情和動機參與到課堂的教學(xué)活動中，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，樹立創(chuàng)新意識，發(fā)展創(chuàng)造能力，是省時高效的復(fù)習(xí)方式。教師在設(shè)計變式題組時可以從哪些視角進(jìn)行設(shè)計？以下結(jié)合具體實踐談些自己的做法。

1 關(guān)注知識全面系統(tǒng)性的變式題組設(shè)計

高三化學(xué)復(fù)習(xí)不但是知識的回顧與整理，還是知識系統(tǒng)化與結(jié)構(gòu)化的過程[1]，所以在設(shè)計變式題組時要以學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見和考試說明中的要求為依據(jù)和目標(biāo)，關(guān)注學(xué)生對知識掌握的全面性，通過問題組的解決促進(jìn)學(xué)生對知識的復(fù)習(xí)從點到線并延伸到面以形成清晰的知識體系。

例1 在SO2性質(zhì)復(fù)習(xí)時可根據(jù)圖1中的裝置設(shè)置如下變式問題：

（1）X為BaCl2溶液時能否產(chǎn)生沉淀？

（2）X為BaCl2溶液，若產(chǎn)生BaSO3白色沉淀，可一起通入何種氣體？若產(chǎn)生BaSO4白色沉淀，則可一起通入何種氣體？

（3）若改變X使之產(chǎn)生白色沉淀，可選用何種溶液？X若為Ba（NO3）2溶液時，分別寫出硝酸鋇過量和不足時的離子方程式 。若X為Ba（ClO）2溶液時，分別寫出SO2過量、不足以及SO2與Ba（ClO）2 1：1發(fā)生反應(yīng)時的離子方程式。

（4）若產(chǎn)生黃色沉淀，X可為何種溶液？若X為Na2CO3和Na2S混合溶液可制得Na2S2O3，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，二氧化硫能否通過量，為什么？為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO4，請設(shè)計實驗方案。若要證明產(chǎn)品中含有Na2SO3，請設(shè)計實驗方案。若要證明產(chǎn)品中同時存在Na2SO3和Na2SO4，請設(shè)計實驗方案。（所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、BaCl2溶液、蒸餾水中選擇）

（5）若要使X溶液發(fā)生顏色的變化，則X可能為何種溶液？

2 關(guān)注學(xué)科認(rèn)識提升的變式題組設(shè)計

學(xué)生對化學(xué)知識的認(rèn)識是逐級提升和螺旋上升的過程，經(jīng)過高一、高二的學(xué)習(xí)，學(xué)生對高中化學(xué)知識已經(jīng)有了較全面的學(xué)習(xí)，這就為更高層級的教學(xué)——學(xué)科認(rèn)識的發(fā)展和提升提供了認(rèn)知基礎(chǔ)。在高三復(fù)習(xí)時要通過變式題組的設(shè)計讓學(xué)生在分析的過程中能夠?qū)瘜W(xué)知識的認(rèn)識更加深入和透徹，從本質(zhì)上去理解化學(xué)現(xiàn)象，以達(dá)到對知識理解的升華。

例2 在銅及其化合物的復(fù)習(xí)時可設(shè)置如下的變式問題：

（1）①在工業(yè)上，可用紫銅、氧氣、稀硫酸、硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸銅。其部分工藝流程如圖2所示：

根據(jù)流程可知硫酸亞鐵的作用是什么？寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式 。

②銅與稀硫酸常溫下不會發(fā)生反應(yīng)，但在熱的稀硫酸中通入氧氣則可生成硫酸銅，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

③將銅絲置于H2O2溶液中，無現(xiàn)象，但若將H2O2用硫酸酸化，則會看到溶液變藍(lán)，同時產(chǎn)生大量氣體，經(jīng)檢測該氣體能使余燼木條復(fù)燃，寫出反應(yīng)的離子方程式 ，上述現(xiàn)象說明了什么問題？

④金屬銅單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應(yīng)，請用化學(xué)方程式表示其原因 。

（2）①已知CuCl為難溶于水的白色沉淀，CuCl和Cl-離子反應(yīng)生成配合物[CuCl2]-，Cu2O在稀硫酸中會發(fā)生歧化反應(yīng)：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+ H2O，在上述歧化反應(yīng)后的反應(yīng)液中滴加飽和食鹽水會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象，并說明原因 。

②已知Ksp（CuCl）=1.7×10-7，Ksp（CuI）=1.3×10-12，CuI為白色沉淀，在CuCl2溶液中逐滴加入少量KI溶液，有白色沉淀生成，寫出離子方程式。

③在CuCl2溶液中逐滴加入過量KI溶液，有白色沉淀生成，寫出離子方程式 。

④久置于空氣中的HI溶液呈黃色，向其中加入一些銅粉，可使溶液黃色消失，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

上述第（1）組變式題組通過分析單質(zhì)銅與不同氧化劑以及與相同氧化劑在不同條件下所發(fā)生的反應(yīng)的原因，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的驅(qū)動力形式的多樣性，以及酸堿性對氧化劑的氧化性強弱的影響。第（2）組變式題組通過改變反應(yīng)物的種類及反應(yīng)物之間量的關(guān)系，以CuCl、CuI沉淀的生成與轉(zhuǎn)化為反應(yīng)實質(zhì)讓學(xué)生對沉淀生成類反應(yīng)的認(rèn)識有了進(jìn)一步的提升。

3 關(guān)注問題歸類解析的變式題組設(shè)計

在設(shè)計變式題組時教師要有意識地收集類型和形式相似的試題將其匯總篩選后，找出這類題型所考察的共同知識點和能力要求，然后再將這些試題進(jìn)行整合設(shè)計成變式問題組，對該部分知識和能力進(jìn)行強化與提升，以達(dá)到學(xué)生對該類知識應(yīng)用觸類旁通的目的。

（3）常溫下，H3PO4與NaOH溶液反應(yīng)的體系中，含磷各物種的分布分?jǐn)?shù)（平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù)）與pH的關(guān)系如圖5所示[已知Ca3（PO4）2難溶于水]。

②Na2HPO4溶液顯堿性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液則顯酸性，試解釋其原因。

③pH=13時，溶液中各微粒濃度大小關(guān)系為。

上述題組將相同背景素材的問題進(jìn)行歸類，以溶液中的微粒與pH的關(guān)系圖為已知信息，綜合考察溶液中的電離平衡、水解平衡、電離平衡常數(shù)以及各類守恒關(guān)系的知識，考察學(xué)生分析圖像、分析解釋化學(xué)問題的能力。通過一元弱酸變式為二元弱酸再變式到三元弱酸，由電離平衡常數(shù)到水解平衡常數(shù)的計算，由實驗現(xiàn)象的分析到溶液酸堿性變化的解釋，揭示了問題的本質(zhì)，讓學(xué)生對該類問題的理解更加透徹。

4 關(guān)注學(xué)生遷移能力提升的變式題組設(shè)計

遷移能拓展學(xué)生知識的范圍，能促進(jìn)學(xué)生良好知識結(jié)構(gòu)的形成。從心理學(xué)理論講，遷移就是人腦中已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)所儲存的信息的激活，在新信息作用下，參與同化或順應(yīng)，從而獲得高一級新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的心理過程[2]。遷移變式題組的訓(xùn)練會讓原有知識在遷移中得到加強并延伸，能鍛煉學(xué)生應(yīng)用知識的能力和發(fā)散思維能力。

例4 （1）氯化碘（ICI）的化學(xué)性質(zhì)跟氯氣相似，預(yù)計它跟水反應(yīng)的最初生成物是 。

A. HI和HCl B. HCl和HIO

C. HClO3和HIO D. HClO和HIO

（2）氯胺（NH2C1）中氨基原子團帶負(fù)電荷，預(yù)計它跟水反應(yīng)的最初生成物是 。

A. NH2OH和HCl B. HCl和NH3·H2O

C. NH3和HClO D. NH3和HClO3

（3）寫出AlCl3分別與水、鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（4）寫出SiCl4與水反應(yīng)的化學(xué)方程式，SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

（5）分別寫出SOCl2、COCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 ， 。

（6）寫出CH3MgCl與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（7）Na2Fe2O4遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成Fe（OH）3，寫出Na2Fe2O4水解的化學(xué)方程式 。

（8）寫出KI與IBr反應(yīng)的化學(xué)方程式，寫出苯與ICl發(fā)生取代反應(yīng)生成一鹵代物的化學(xué)方程式 。

上述題組的解決需要學(xué)生將其在高中階段學(xué)習(xí)的各類水解反應(yīng)，如鹽類水解、鹵代烴水解、酯的水解、糖和蛋白質(zhì)水解的知識在理解其規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)行遷移應(yīng)用，各類水解的原理均可理解為遵循著“正負(fù)組合思想”[3]。學(xué)生在將其進(jìn)行遷移的過程中培養(yǎng)了學(xué)科思維方式和舉一反三、觸類旁通的學(xué)習(xí)方法，更好地理解了化學(xué)學(xué)科思想，使化學(xué)學(xué)科的思維能力得到提升，促進(jìn)了推理能力的發(fā)展，并在遷移應(yīng)用的過程中體驗到了成功的樂趣。

5 關(guān)注破除思維定勢負(fù)效應(yīng)的變式題組設(shè)計

思維定勢對問題解決的負(fù)效應(yīng)就是，當(dāng)學(xué)生遇到與原有題目相類似的信息時，原有題目的解題經(jīng)驗就會被激活，產(chǎn)生錯誤的思維導(dǎo)向，從而造成錯誤的結(jié)果。思維定勢負(fù)效應(yīng)是束縛創(chuàng)造性思維的枷鎖，會造成思維的固化，從而導(dǎo)致解題錯誤。因此，在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中，通過變式題組破除思維定勢的負(fù)效應(yīng)顯得尤為重要。

（1）若反應(yīng)在密閉容器內(nèi)進(jìn)行，CO與H2以物質(zhì)的量比1：2進(jìn)行反應(yīng)。CO的濃度隨時間（0～t2）變化如圖6所示，在t2時將容器容積縮小一半，t3時達(dá)到平衡，請在圖6中畫出t2～t4 CO的濃度隨時間的變化。

（2）若甲醇為液態(tài)在t2時將容器容積縮小一半，t3時達(dá)到平衡，請在圖6中畫出t2～t4 CO的濃度隨時間的變化趨勢圖。

（3）若縱坐標(biāo)為CO的物質(zhì)的量，在t2時將容器容積縮小一倍，t3時達(dá)到平衡，請在圖7中畫出t2～t4 CO的物質(zhì)的量隨時間變化的趨勢圖。

（4）若圖7中的曲線表示未使用催化劑時，CO的濃度隨時間（0～t2）的變化。保持其他條件不變的情況下，從反應(yīng)開始使用催化劑，請在圖7中用實線畫出c（CO）隨時間的變化曲線。

（5）圖8中虛線為該反應(yīng)在使用催化劑條件下，起始H2、CO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖。當(dāng)其他條件完全相同時，用實線畫出不使用催化劑情況下，起始H2、CO投料比和CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系示意圖。

例6 （1）某溫度下，相同體積、相同pH的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋，pH隨溶液體積V變化的曲線如圖9所示。則曲線Ⅱ為 稀釋時pH的變化曲線，且a、b兩點水的電離程度的大?。篴 b。

（2）體積相同，濃度均為0.1 mol·L-1的鹽酸和醋酸分別加水稀釋相同的倍數(shù)后，請判斷兩者pH的大小。

（3）體積相同，濃度均為0.1 mol·L-1的NaOH和氨水分別加水稀釋m、n倍后溶液的pH都變?yōu)?，請判斷m與n的大小。

（4）相同體積，相同pH的MCl2與NCl2的溶液分別加水稀釋，pH隨溶液體積V變化曲線如圖10所示。請判斷M、N金屬性的強弱。

上述例5中的（1）、（2）、（3）題組通過變換產(chǎn)物的狀態(tài)和縱坐標(biāo)的物理量讓學(xué)生在進(jìn)行圖像的描繪時要準(zhǔn)確判斷起點和終點；（3）、（4）題組則通過變換橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的物理量讓學(xué)生深刻領(lǐng)會涉及催化劑的化學(xué)平衡圖像的繪制，以防思維定勢的負(fù)遷移；例6中的題組通過相同pH、相同濃度的強酸與弱酸、強堿與弱堿分別稀釋后溶液pH的變化的對比，根據(jù)相同pH酸溶液和鹽溶液稀釋曲線所得出結(jié)論的對比能讓學(xué)生更準(zhǔn)確地從圖像中獲取信息，將易混淆的問題進(jìn)行辨別和區(qū)分以破除思維定勢。

總之，通過具有明確關(guān)注點的變式題組的分析與解決能減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)、擺脫題海戰(zhàn)術(shù)、切實提高教學(xué)質(zhì)量，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，在問題變式的過程中豐富學(xué)生的發(fā)散性思維，讓學(xué)生洞察出問題的本質(zhì)特征，揭示出知識間的內(nèi)在聯(lián)系和本源，同時關(guān)注了學(xué)生的個性發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生的內(nèi)在潛能，讓高三化學(xué)復(fù)習(xí)的課堂充滿靈動和活力。

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