基于培養(yǎng)學(xué)科思維的高效復(fù)習(xí)課堂的構(gòu)建

高金燕

摘要：思維能力是一個(gè)人未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的核心，而思維能力的培養(yǎng)需要通過(guò)具體的教學(xué)實(shí)踐得以落實(shí)。高三的課堂往往由于過(guò)分追求知識(shí)傳授和高考升學(xué)率，忽視了對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。作者以“氧化還原反應(yīng)”一輪復(fù)習(xí)第一課時(shí)為例，探究如何構(gòu)建高效課堂，并在復(fù)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維。

關(guān)鍵詞：高錳酸鉀;氧化還原反應(yīng);學(xué)科思維

文章編號(hào)：1008-0546（ 2019）09-0040-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2019.09.012

一、教學(xué)主線

筆者為本節(jié)課設(shè)計(jì)了兩條主線：明線是KMn04的制備、性質(zhì)和用途;暗線是氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念、方程式書寫及簡(jiǎn)單的滴定計(jì)算。

從教學(xué)內(nèi)容看，本節(jié)課以KMn04貫穿始終，通過(guò)高錳酸鉀的制備、性質(zhì)和用途，復(fù)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念、方程式的書寫和簡(jiǎn)單滴定計(jì)算;從學(xué)習(xí)方式上看，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，層層追問(wèn)，在幫助學(xué)生解決問(wèn)題的同時(shí)，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)科思維。

二、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

情境引入

[教師]今天我給大家?guī)?lái)了一種固體。取少量固體，加水溶解。它是誰(shuí)?。空?qǐng)同學(xué)們談?wù)勀銓?duì)它的認(rèn)識(shí)。

[學(xué)生]高錳酸鉀，溶液紫紅色，有強(qiáng)氧化性……

[過(guò)渡]那么KMn04是如何制備的？它還有哪些性質(zhì)？在生活中有哪些用途？今天我們就一起來(lái)了解一下高錳酸鉀的來(lái)龍去脈。

設(shè)計(jì)意圖：KMn04這種物質(zhì)對(duì)學(xué)生而言既熟悉又陌生，題目中會(huì)經(jīng)常遇到它，但對(duì)它的性質(zhì)、制備等并不是很清楚。以KMn04引入，既不會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)很唐突，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

活動(dòng)一：探討KMn04的制備

[師]如果讓你來(lái)制備KMn04，首先要解決什么問(wèn)題？

[生]尋找合適的原料。

[追問(wèn)]原料如何尋找？

[生]含有Mn元素，比較廉價(jià)的，最好在自然界儲(chǔ)量比較豐富的。應(yīng)該是軟錳礦Mn02。

[師]那如何將Mn02轉(zhuǎn)化為KMn04呢？從氧化還原的角度分析：需要加入什么樣的試劑？

[生]氧化劑，在工業(yè)生產(chǎn)中最常用，最廉價(jià)的氧化劑就是O2。

[追問(wèn)]但僅僅有02是不夠的。從物質(zhì)的轉(zhuǎn)化角度分析：由氧化物轉(zhuǎn)化為鹽應(yīng)該加哪一類物質(zhì)？而且該物質(zhì)中必須含有什么元素？

[生]KOH。

[過(guò)渡]科學(xué)家也研究了這個(gè)過(guò)程，并將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，Mn02+2KOH+02 = K2Mn04+H2O，但在該條件下并沒(méi)有得到KMn04。02為什么不能將Mn02氧化為KMn04呢？K2Mn04如何進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為KMn04呢？

[生]找一種比KMn04更強(qiáng)的氧化劑。

[追問(wèn)]KMn04的氧化性已經(jīng)很強(qiáng)了，要尋找比它更強(qiáng)的氧化劑，很困難。換一種思路：在化學(xué)上制備性質(zhì)特別強(qiáng)的物質(zhì)，如鈉、鉀、氯氣等，我們通常用什么方法？

[生]電解法。

[師]通過(guò)電解確實(shí)得到了我們想要的物質(zhì)。2K2Mn04+2H20— 電解→_2KMn04+2KOH+H2。看起來(lái)離我們很遙遠(yuǎn)的工業(yè)生產(chǎn)，竟然被你們一步步解決掉了！厲害！值得驕傲的是，目前我國(guó)KMn04的產(chǎn)量和出口量都位居世界第一。

設(shè)計(jì)意圖：該部分設(shè)計(jì)的巧妙之處就在于環(huán)環(huán)相扣，通過(guò)連續(xù)的追問(wèn)，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中完成了對(duì)知識(shí)的建構(gòu)。從學(xué)習(xí)方式來(lái)看，由要學(xué)生學(xué)變成了學(xué)生自己要學(xué)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂效率。從學(xué)生的發(fā)展上看，通過(guò)讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中不斷調(diào)用并鞏固已有知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生利用有效信息分析解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生思維的有序性和嚴(yán)謹(jǐn)性。當(dāng)然在教學(xué)中還應(yīng)不斷鼓勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的自信心，培養(yǎng)他們的愛國(guó)情懷。

活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)探究KMn04的強(qiáng)氧化性

[師]我們已經(jīng)知道KMn04具有很強(qiáng)的氧化性，那它肯定可以跟還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。請(qǐng)大家試著書寫Na2S03與酸性KMn04溶液反應(yīng)的離子方程式。

[生]書寫，并展示書寫步驟。

[過(guò)渡]我們一般都是用酸性高錳酸鉀，那么在中性、堿性條件下KMn04有無(wú)強(qiáng)氧化性？被還原的產(chǎn)物又是什么呢？請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)。時(shí)間：4分鐘

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]小組分工合作，完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并書寫Na2S03與中性、堿性KMn04溶液反應(yīng)的離子方程式。

[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]學(xué)生自評(píng)，同學(xué)之間互評(píng)，得出正確的離子方程式。

[師]想正確書寫離子方程式，要特別注意哪些問(wèn)題？

[生]能根據(jù)常識(shí)或所給信息準(zhǔn)確判斷出產(chǎn)物、注意介質(zhì)等。

[師生共同總結(jié)]氧化還原反應(yīng)書寫與配平的注意事項(xiàng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生對(duì)做實(shí)驗(yàn)情有獨(dú)鐘，所以在復(fù)習(xí)過(guò)程中很有必要根據(jù)需要引實(shí)驗(yàn)進(jìn)課堂。通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神和合作意識(shí);通過(guò)所給信息，培養(yǎng)學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)獲取有效信息解決問(wèn)題的能力。同時(shí)一定情境下方程式的書寫也是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)所在，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)使學(xué)生更真實(shí)地感受到當(dāng)介質(zhì)不同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物確實(shí)有可能不同，包括濃度不同，溫度不同等都可能導(dǎo)致產(chǎn)物不同。進(jìn)一步掌握氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與配平，以及書寫時(shí)要注意的問(wèn)題，培養(yǎng)一定的思維模型。

[深度思考]

（1）在酸性、中性、堿性介質(zhì)中，KMn04都有強(qiáng)氧化性，但不管在滴定實(shí)驗(yàn)中還是在其他很多時(shí)候，我們用的都是酸性高猛酸鉀。為什么？

（2）所謂酸性高猛酸鉀，就是在配制過(guò)程中加入了一種酸。你覺(jué)得可入加什么酸？鹽酸？硫酸？硝酸？若發(fā)生了反應(yīng)，請(qǐng)寫出相關(guān)的離子方程式，

（3）KMn04在生產(chǎn)生活中有很多用途。請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)看。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)思考一，讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)習(xí)知識(shí)不能只是浮于表面，要更深層次地去思考為什么。真正理解了原因背后的實(shí)質(zhì)，才能將其轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)、自己的思維，并隨時(shí)調(diào)用;通過(guò)思考二，完善學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，并進(jìn)一步鞏固氧化還原反應(yīng)方程式的書寫;通過(guò)思考三，讓學(xué)生根據(jù)性質(zhì)推測(cè)應(yīng)用，進(jìn)一步體會(huì)性質(zhì)與應(yīng)用的關(guān)系，將化學(xué)還原于生活，又應(yīng)用于生活，同時(shí)也很自然地過(guò)渡到下部分內(nèi)容的教學(xué)。

活動(dòng)三：KMn04的用途

[師]播放“荒野求生”片段（乙二醇與酸性高錳酸鉀反應(yīng)）;

[師]圖片（圖2）展示并講解KMn04的其他用途。

[生]認(rèn)真聆聽。

[學(xué)以致用]工業(yè)制備的KMn04固體中通常含有少量雜質(zhì)。某同學(xué)欲測(cè)定其純度：取0.2g KMn0。樣品溶于水，向其中加入適量的稀硫酸，并加入過(guò)量的碘化鉀。充分反應(yīng)后，用O.Olmol/L的Na2S203溶液進(jìn)行滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na2S：03溶液的體積為lO.OOmL。已知：①I-+Mn04+H+—→I2+ Mn2++H20;②S203-+12→l2-+S402-。

[生]思考：

（1）高錳酸鉀是氧化還原滴定的重要試劑，那么在滴定實(shí)驗(yàn)中，高錳酸鉀應(yīng)放在酸式還是堿式滴定管中？

（2）滴定過(guò)程中還需要添加的指示劑是？滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為？

（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)能否確定高錳酸鉀樣品的純度？

設(shè)計(jì)意圖：關(guān)于滴定管的選擇問(wèn)題，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象，在這里都進(jìn)行了復(fù)習(xí)。高三的復(fù)習(xí)本來(lái)就不應(yīng)受到一節(jié)課內(nèi)容的局限，知識(shí)點(diǎn)也不應(yīng)該是孤立的。將知識(shí)進(jìn)行打亂并發(fā)散，有利于學(xué)生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)，也有利于學(xué)生從多角度調(diào)用知識(shí)。發(fā)散式復(fù)習(xí)，融合式復(fù)習(xí)是我們應(yīng)該追求和提倡的。再者，氧化還原滴定的計(jì)算實(shí)際上依然是氧化還原反應(yīng)的配平問(wèn)題。通過(guò)練習(xí)，進(jìn)一步鞏固氧化還原反應(yīng)的配平與書寫。

活動(dòng)四：設(shè)計(jì)流程

[師]氧化鋅是重要的基礎(chǔ)化工原料，以含鋅廢水（含2n2+及少量的Mri2+、Fe2+及Pb2+等）為原料制取Zn0。請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程?？捎觅Y料：已知幾種難溶氫氧化物沉淀的pH范圍（表1）。

[師]要制取Zn0，首先要對(duì)含鋅廢水進(jìn)行除雜。除雜的一般思路：將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀，再過(guò)濾除去。

[生]分析思考。

問(wèn)題1：你想先除去哪種離子？怎么除？能否直接加NaOH使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）2沉淀？從表格中你能得到什么提示嗎？

問(wèn)題2：從氧化還原的角度分析：Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+需要添加什么試劑？你認(rèn)為可以選用的氧化劑是什么？當(dāng)然還要考慮到后續(xù)的除雜問(wèn)題。

問(wèn)題3：Mn2+怎么除？你們比較熟悉的含Mn元素的沉淀除了Mn（OH）2還有什么？

問(wèn)題4：若已知KMn04能氧化廢水中的Mn2+生成Mn02，你能否寫出相應(yīng)的離子方程式？

問(wèn)題5：Pb2+怎么辦？可將Pb2+轉(zhuǎn)化為PbS、PbS04等沉淀，當(dāng)然也可用活潑金屬將其置換出來(lái)，最好用什么金屬置換？

問(wèn)題6：你能自行設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)流程了嗎？

[師]展示學(xué)生的設(shè)計(jì)。

[生]學(xué)生自評(píng)，同學(xué)之間互評(píng)，整理出最佳流程。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)層層解剖，逐步引導(dǎo)，對(duì)學(xué)生而言設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)流程是水到渠成的事情。此處也是對(duì)本節(jié)課的升華，授人以魚不如授人以漁。教師在教學(xué)中應(yīng)該充當(dāng)?shù)氖且龑?dǎo)者啟發(fā)者而不是灌輸者，我們與其將知識(shí)傳授于學(xué)生，不如教會(huì)學(xué)生分析問(wèn)題理解問(wèn)題的能力。工業(yè)流程題是高考必考題型，通過(guò)這樣的方式，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)化學(xué)工藝的流程，使學(xué)生體驗(yàn)到設(shè)計(jì)、創(chuàng)新之美。也讓學(xué)生了解解決工業(yè)流程題的思維方法，提高整體的把控能力。

三、教學(xué)后記

作為教師，我們都應(yīng)該常常問(wèn)問(wèn)自己：我們到底要教會(huì)學(xué)生什么？多年以后，知識(shí)終會(huì)被遺忘，那留在學(xué)生心中的又是什么？

著名教育家愛德華茲曾說(shuō)過(guò)：“教育的偉大目標(biāo)不只是裝飾而是訓(xùn)練心靈，使具備有用的能力，而非填塞前人經(jīng)驗(yàn)的累積?！奔矗核季S遠(yuǎn)比知識(shí)本身更重要。在課堂上，我們應(yīng)當(dāng)采取一切途徑促進(jìn)學(xué)生積極思維、持續(xù)思維、深度思維，最終達(dá)到發(fā)展學(xué)生思維能力的目的[1]。

參考文獻(xiàn)

[1]康永軍，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的物質(zhì)性質(zhì)教學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（5）：13