基于學(xué)科“素養(yǎng)” 聚焦備考“智慧”——高三化學(xué)復(fù)習(xí)要重視打造教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化

河北 顏建河 代景坤

隨著高考綜合改革方案的實(shí)施，鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性需求、高校多元選拔，成為高考改革的新亮點(diǎn)。特別是對(duì)高中教育來(lái)說(shuō)，促進(jìn)了高中課程改革，以學(xué)生發(fā)展為本的育人理念和選擇性教育思想日益深入人心。基于此，打造教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化的目標(biāo)，成為提升學(xué)生素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一。如何打造教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化，真正體現(xiàn)學(xué)生作為教學(xué)的主體呢？本文從多途徑闡述教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化的方法，進(jìn)而達(dá)到提升課堂效率的目的。

一、聚焦“途徑”，從多環(huán)節(jié)上打造教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化

閱讀、實(shí)驗(yàn)、討論、講授、練習(xí)等多環(huán)節(jié)成為化學(xué)教學(xué)的重要過(guò)程，在課堂教學(xué)中，教師如何才能有效地將教材中的知識(shí)體系轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)呢？即教師要結(jié)合教材內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生的知識(shí)水平，有目的地選擇教學(xué)過(guò)程的最佳方案，確保在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，使教學(xué)和教育任務(wù)的完成達(dá)到可能范圍的最佳效果。例如，對(duì)元素化合物相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)可采用以“真實(shí)的化學(xué)工藝流程”為背景，將元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)用語(yǔ)等方面的復(fù)習(xí)融合在以常見(jiàn)元素為主線所設(shè)計(jì)的綜合問(wèn)題情境中，形成最優(yōu)化的教學(xué)模式。下面從提煉化學(xué)工藝流程圖的結(jié)構(gòu)框架，來(lái)幫助學(xué)生明確這類問(wèn)題所考查熱點(diǎn)問(wèn)題的設(shè)問(wèn)切入途徑。

切入途徑1：圍繞“預(yù)處理”“核心反應(yīng)”“提純分離”等環(huán)節(jié)，通過(guò)化學(xué)(離子)方程式的書(shū)寫(xiě)，提純?cè)噭┑倪x擇、分離產(chǎn)物的組成分析等，明確元素化合物知識(shí)。

切入途徑2：圍繞“預(yù)處理”“核心反應(yīng)”“提純分離”等環(huán)節(jié)，通過(guò)化學(xué)工藝條件的選擇，具體實(shí)驗(yàn)(工藝)措施的實(shí)施等，明確運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

切入途徑3：通過(guò)“物質(zhì)的循環(huán)利用”和“三廢處理”等，明確綠色化學(xué)理念。

切入途徑4：通過(guò)“定量分析”明確反應(yīng)物計(jì)量對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)產(chǎn)物的影響。

教師將化學(xué)工藝流程中收集到的信息和學(xué)生的疑問(wèn)進(jìn)行加工處理，再提出問(wèn)題啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生積極思考，展開(kāi)討論。教師在點(diǎn)撥中要注重去偽存真，把探究引向目標(biāo)、引向深入。同時(shí)，設(shè)置有一定梯度的練習(xí)題,使所學(xué)知識(shí)得到遷移、深化、應(yīng)用。采用上述流程組織教學(xué)，教法靈活，氣氛活躍，做到了以激發(fā)學(xué)生興趣為前提，以知識(shí)結(jié)構(gòu)為線索，以思維訓(xùn)練為中心，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，又培養(yǎng)了他們的觀察、實(shí)驗(yàn)、思維、自學(xué)以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

教學(xué)有法，但無(wú)定法，關(guān)鍵是教學(xué)要能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能。一句話：“教無(wú)定法，貴在得法?！币鶕?jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際，采用不同的最優(yōu)化途徑進(jìn)行教學(xué)，才能最大程度地優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而達(dá)到提高課堂效率的目的，提升學(xué)生的能力。

二、聚焦“講評(píng)”，從練習(xí)上打造教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化

練習(xí)是促進(jìn)知識(shí)遷移，形成技能、技巧，培養(yǎng)學(xué)生能力的基本途徑和有效方法。要做到最大程度地優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，在訓(xùn)練上必須“精講精練”，切不可貪圖“量”多，更重要的是要重視講的“質(zhì)”。通過(guò)對(duì)幾個(gè)題目的精講，不僅要講清原因、過(guò)程、結(jié)果，同時(shí)還要挖掘隱含條件，找出知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系以及解答題目的方法，并指出題目中的“陷阱”和可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，或改變條件換一種問(wèn)法，即通過(guò)“變式訓(xùn)練”做到“觸類旁通”。這樣會(huì)使學(xué)生耳目一新、豁然開(kāi)朗，不僅可以幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，還可以提高他們的分析能力、理解能力、解題能力等。下面從一道高考試題的講評(píng)，來(lái)闡述習(xí)題在教學(xué)中的最優(yōu)化途徑。

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞如下圖。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。

(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)：

編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%①為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.0②醋酸濃度的影響0.536.0③0.22.090.0

(2)編號(hào)①實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖a。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫Db中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，碳粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是_______。

(3)該小組對(duì)圖a中0～t1時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；

假設(shè)二：

；

……

(4)為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)收集的氣體中是否含有H2的方案。請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程):

分析與解答：這是一道全國(guó)高考試題，著力考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與探究，特別是探究影響鐵的電化學(xué)腐蝕的因素，綜合性強(qiáng)，有一定難度。為此，解決好這類問(wèn)題的關(guān)鍵就是從基本實(shí)驗(yàn)入手，熟悉常見(jiàn)儀器或試劑的主要用途和使用方法，明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，學(xué)會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行必要的分析、類推或計(jì)算一些具體的化學(xué)問(wèn)題。試題對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾橘x予較多的關(guān)注，它要求學(xué)生能夠通過(guò)題給實(shí)驗(yàn)情境進(jìn)行適當(dāng)遷移，準(zhǔn)確把化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能運(yùn)用到某些類似的實(shí)驗(yàn)中去，解決一些原理和操作較簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

(1)本題采用“控制變量法”進(jìn)行研究，即保持其他條件相同，只考慮其中一個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。探究醋酸濃度對(duì)電化學(xué)腐蝕的影響時(shí)，應(yīng)保證碳粉和鐵粉的質(zhì)量與參照實(shí)驗(yàn)相同。為此，實(shí)驗(yàn)②中鐵粉為2.0 g；對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和③可知，鐵粉的質(zhì)量及醋酸的濃度相同，而碳粉的質(zhì)量不同，顯然探究的是碳粉的含量對(duì)鐵的電化學(xué)腐蝕的影響。

(3)Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，放出熱量，使體系的溫度升高。

(4)參照實(shí)驗(yàn)①中藥品的用量及操作方法，更換多孔橡皮塞，增加進(jìn)、出氣導(dǎo)管，并通入稀有氣體，排出空氣，滴加醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的變化、溫度變化等，確定猜想一是否成立。

針對(duì)上述例題的分析與解答，倘若學(xué)生能進(jìn)一步反思，將題目涉及問(wèn)題進(jìn)行歸類總結(jié)，會(huì)從中獲得許多啟示，真正做到掌握這一問(wèn)題的核心。

1．明確原料預(yù)處理的方法

(1)研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

(2)水浸：與水接觸反應(yīng)或溶于水。

(3)酸浸：與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。

(4)燃燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)。

(5)煅燒：改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能轉(zhuǎn)化，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。

2．掌握必考的控制反應(yīng)條件的方法

(1)調(diào)節(jié)溶液的pH：常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般滿足兩點(diǎn)：①能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；②不引入新雜質(zhì)。例如，若要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。

(2)控制溫度：根據(jù)需要升溫或降溫，改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動(dòng)。

(3)趁熱過(guò)濾：防止某物質(zhì)降溫時(shí)析出。

(4)冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過(guò)程中的溶解損耗。

(5)控制壓強(qiáng)：改變速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。

(6)使用催化劑：加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。

3．明確常用的提純方法

(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。

(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。

(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。

(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。

(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。

(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性含Cu2+溶液中的Fe3+等。

化學(xué)習(xí)題有很多的教學(xué)內(nèi)容,其設(shè)問(wèn)是單一的、答案是確定的，要把這些習(xí)題設(shè)計(jì)為開(kāi)放的、可探究的內(nèi)容，讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，適當(dāng)、逐步地增加一些探究性的題目，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，形成較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)，發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題，敢于質(zhì)疑，勤于思索，逐步形成獨(dú)立思考的能力，是大有幫助的。

三、聚焦“問(wèn)題”，從反思上打造教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化

反思性教學(xué)是指教者和學(xué)者自覺(jué)地對(duì)自身的活動(dòng)中所涉及的相關(guān)因素(如環(huán)境、情感、觀念等)進(jìn)行持續(xù)性、批判性的審視、思考、探究和改進(jìn)，力求調(diào)節(jié)并完善自身的學(xué)與教，達(dá)到教與學(xué)的完美結(jié)合。真正體現(xiàn)反思所具有的自主性、批判性、發(fā)展性、遷移性、探究性、創(chuàng)造性等特征。例如，在教學(xué)中，特別是對(duì)問(wèn)題的解決這一環(huán)節(jié)，由于學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析不能做到對(duì)問(wèn)題條件的限定和干擾因素的排除，而造成問(wèn)題的錯(cuò)解。反思是優(yōu)化和解決問(wèn)題的關(guān)鍵。下面從教學(xué)案例的剖析來(lái)加以闡述說(shuō)明。

【案例1】在《電化學(xué)基礎(chǔ)》的復(fù)習(xí)中，多數(shù)學(xué)生能正確書(shū)寫(xiě)電解飽和食鹽水的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。其電極和總反應(yīng)式如下：

反思其原因，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生的注意力往往在于“總反應(yīng)式是電極反應(yīng)式的相加”，所以直接進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加而忽視了“H+是由水電離而來(lái)的”事實(shí)，最后導(dǎo)致離子反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤。

根據(jù)所學(xué)相關(guān)知識(shí)(即離子的放電順序),學(xué)生很容易寫(xiě)出如下兩階段的電極反應(yīng)式：

然而，上述問(wèn)題的解答并不完整，認(rèn)真反思后，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生只注意“離子的放電順序”這一核心知識(shí)，忽視了“等物質(zhì)的量”這一關(guān)鍵信息。當(dāng)通過(guò)一定量的電量把Cl-消耗完時(shí)，Cu2+還有剩余，所以第二階段應(yīng)是Cu2+和水中的OH-分別放電。第三階段才是電解水。

利用“案例”進(jìn)行復(fù)習(xí)反思，其目的是讓學(xué)生明白在學(xué)習(xí)中，在知識(shí)掌握和分析問(wèn)題上所產(chǎn)生的誤區(qū)，更是為了讓教師彌補(bǔ)教學(xué)中的失誤和不足。反思教學(xué)是師生之間思維上的最好交流，能促進(jìn)教學(xué)過(guò)程的最優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到教學(xué)上的雙贏。