基于高階思維培養(yǎng)的復(fù)習(xí)課教學(xué)

史菊英

摘要：以學(xué)生為主體，以發(fā)展高階思維品質(zhì)為目的，以“粗鹽中可溶性雜質(zhì)的去除”為例復(fù)習(xí)初中化學(xué)物質(zhì)的分離提純。將“物質(zhì)的性質(zhì)差異”作為切入點(diǎn)，巧用易錯(cuò)流程圖案例將學(xué)生思維過程外顯，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究。通過策略和方法的遷移，使學(xué)生習(xí)得分析解決問題的方式方法，解決了分離提純中思路混亂等問題。培養(yǎng)了學(xué)生的批判思維能力、分析綜合能力、提煉思想方法的創(chuàng)新能力等高階思維能力，構(gòu)建了高效的復(fù)習(xí)課堂。

關(guān)鍵詞：高階思維;學(xué)生主體;性質(zhì)差異;流程圖;分離提純

文章編號：1008-0546（2020）11-0071-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.018

一、問題的提出

著名教育學(xué)家布魯姆和安德森等人提出人的思維可以分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價(jià)、創(chuàng)造等六個(gè)層次。在這些理念中記憶、理解、應(yīng)用為低階思維層次，而分析、評價(jià)、創(chuàng)造則為高階思維層次。建構(gòu)主義學(xué)者認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是學(xué)習(xí)者的主動(dòng)建構(gòu)。建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)。然而在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，不少教師往往注重發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，課堂教學(xué)停留在知識層面的記憶和理解等低級思維層次，分析和評價(jià)等學(xué)生的高階思維發(fā)展和培養(yǎng)卻被遺忘。如何將“學(xué)生主體，教師指導(dǎo)，發(fā)展高階思維”這一理念貫徹落實(shí)在復(fù)習(xí)課教學(xué)中，是化學(xué)教師面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。物質(zhì)的分離提純對于人類的生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究具有十分重要的意義。在教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的分離提純在初中化學(xué)中不受重視，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容少、不完整且不成體系。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問題：（1）學(xué)生學(xué)后對分離提純的認(rèn)識是零散的沒有條理的，在對分離提純流程圖的分析中尚存在一定困難，思維的縝密性不夠，考慮不全面。（2）教師大都特別重視對分離提純操作上的講解，而缺乏對物質(zhì)分離提純整體思想方法上的提煉和滲透。

二、基于“高階思維培養(yǎng)”的“物質(zhì)分離提純復(fù)習(xí)課”教學(xué)理念

復(fù)習(xí)課不應(yīng)該僅僅是知識的羅列，還應(yīng)該有能力的攀升和方法的提煉。在復(fù)習(xí)課前學(xué)生心中其實(shí)已有零碎的知識儲(chǔ)備，只是比較雜亂沒有形成網(wǎng)絡(luò)和方法。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思維外顯，使學(xué)生在綜合、分析、評價(jià)的基礎(chǔ)上，不斷重構(gòu)和修補(bǔ)自己的知識網(wǎng)絡(luò)，最終形成完備的知識體系，能創(chuàng)造性地遷移解決新情景和新問題。本課以學(xué)生為主體，采用啟發(fā)式教學(xué)，旨在通過思想方法的提煉幫助學(xué)生搭建解決問題的腳手架，以形成物質(zhì)分離提純的一般思路，提高科學(xué)探究能力和提升學(xué)科素養(yǎng)。主要體現(xiàn)在：（1）立足分離提純的根本“性質(zhì)差異”，統(tǒng)一物質(zhì)分離提純的物理方法和化學(xué)方法。通過角色轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生做老師，對多個(gè)分離提純流程圖反復(fù)進(jìn)行綜合分析評價(jià)。使學(xué)生思維外顯，自己提煉出流程圖評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提升探究能力和自我反思修正等高階思維能力。（2）引導(dǎo)學(xué)生提煉思想方法，以期提高學(xué)生在陌生情境中遷移解決問題的能力。通過發(fā)展綜合、分析評價(jià)等高階思維能力將學(xué)生對物質(zhì)分離提純的認(rèn)識從低級逐漸發(fā)展到高級，由碎片化的知識到系統(tǒng)化的知識，再到思想方法上的提煉。這樣的知識網(wǎng)絡(luò)和方法能力是學(xué)生自覺主動(dòng)習(xí)得的，是符合學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律的，學(xué)生理解更透徹，運(yùn)用更熟練，具體理念如圖1所示。

三、教學(xué)模型應(yīng)用實(shí)錄

1.物質(zhì)分離提純的物理方法

[情境1]偉大的科學(xué)家居里夫人一生中獲得了兩次諾貝爾獎(jiǎng)，這兩次都與物質(zhì)的分離提純有關(guān)。一次是在非常艱苦的條件下分離提純鐳鹽發(fā)現(xiàn)了兩種新的放射性元素，一次是因?yàn)榉蛛x出純鐳。在化學(xué)上，要鑒定和研究未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，必須得到純凈物，而我們所見到的各種物質(zhì)通常是混合物。分離提純是我們研究物質(zhì)性質(zhì)的基礎(chǔ)，因此具有重要的意義。

[問題]請同學(xué)們回憶一下我們學(xué)習(xí)過哪些物質(zhì)分離提純的方法？為什么選用這種方法？這些方法都適合哪些物質(zhì)的分離提純呢？你能列表舉例說明嗎？

[學(xué)生]我們學(xué)習(xí)過濾法、蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶和蒸餾等方法，它們都是利用雜質(zhì)與被提純物質(zhì)某方面物理性質(zhì)的差異而將它們分離，歸納如表1所示。

設(shè)計(jì)意圖：通過設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)習(xí)的物質(zhì)分離提純的方法進(jìn)行歸類，過濾、結(jié)晶、蒸餾等常用的方法都是根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)差異來進(jìn)行分離的，建立起知識之間的聯(lián)系。

2.物質(zhì)分離提純的化學(xué)方法

[情境2]有時(shí)候僅僅用物理方法來進(jìn)行分離提純是無能為力的。比如說下面的例子，我們要提純氯化鈉。括號內(nèi)為雜質(zhì)：NaCl（NaOH），NaCl（Na2SO4），NaCl（Na2CO3）。

[問題]從根本上來講，雜質(zhì)離子是什么？如何確定除雜試劑？你能歸納下分別使用了什么化學(xué)除雜方法？

[學(xué)生]先對物質(zhì)組成成分進(jìn)行對比分析，找出雜質(zhì)離子分別是氫氧根離子、硫酸根離子、碳酸根離子。進(jìn)而根據(jù)特征化學(xué)反應(yīng)，除雜不引雜原則，分別確定除雜試劑，歸納化學(xué)除雜方法如表2所示。

設(shè)計(jì)意圖：從物理方法解決不了的情境自然而然過渡到化學(xué)方法，將學(xué)生基于物質(zhì)性質(zhì)差異分離提純的認(rèn)識視角引導(dǎo)到基于結(jié)構(gòu)差異。引導(dǎo)學(xué)生由宏觀到微觀認(rèn)識除雜，體會(huì)從離子的角度看物質(zhì)，從離子的角度看除雜。三個(gè)例子分別涵蓋了典型的氣化法、沉淀法和轉(zhuǎn)化法，學(xué)生通過自己歸納總結(jié)加深了對常用的化學(xué)除雜方法的理解，將知識內(nèi)化為素養(yǎng)和能力。

3.物質(zhì)分離提純流程圖的分析評價(jià)

[情境3]實(shí)際上，我們經(jīng)常用物質(zhì)的分離提純流程圖來表達(dá)分離提純過程。以粗鹽中可溶性雜質(zhì)的去除為例：我們需要由含有可溶性雜質(zhì)MgCl2，CaCl2.Na2SO4的粗鹽提純NaCl。我們來看一些典型的分離提純流程圖案例，請大家討論后來評價(jià)一下可行性并說明原因。

[問題]請先對比分析雜質(zhì)離子是什么？選用什么除雜方法？

[學(xué)生]雜質(zhì)離子分別是鎂離子、鈣離子和硫酸根離子，應(yīng)選用沉淀法來除雜。

[問題]我們來看看如圖2所示的案例一有沒有問題？請小組討論后來評價(jià)和批改。

案例一

[學(xué)生]討論并完成對案例一的評價(jià)和批改如圖3所示，案例一引入了新的雜質(zhì)，并且對試劑的用量沒有做說明。

[小結(jié)]這說明在書寫流程圖時(shí)所加的試劑要合適（除雜不引雜），試劑的用量也要合理。

[問題]在實(shí)際上生產(chǎn)生活中，為了除雜徹底，我們往往加入過量除雜試劑。我們再來看看如圖4所示的案例二是否可行？

[學(xué)生]討論完成對圖4案例二方案的評價(jià)和批改如圖5：案例二中過量的除雜試劑沒有寫出，也沒有進(jìn)行處理。最后無法得到純凈的氯化鈉。

[小結(jié)]這說明在書寫流程圖時(shí)如果所加除雜試劑過量，過量的除雜試劑也必須進(jìn)行處理。

[問題]我們再來看看如圖6所示案例三和如圖7所示案例四有沒有問題？請對比案例三和四，看看二者有什么區(qū)別和聯(lián)系？

[學(xué)生]討論完成對案例三和案例四的評價(jià)和批改。案例三不可行，批改如圖8所示。雖然過量氫氧化鈉和過量的碳酸鈉被稀鹽酸除掉了，但是過量的氯化鋇最終卻無法處理，導(dǎo)致最后得到的氯化鈉一定混有氯化鋇。而案例四則是一個(gè)可行的方案。對比案例三和案例四，所加試劑和用量完全相同，區(qū)別僅僅在于交換了碳酸鈉和氯化鋇試劑的加入順序。案例三

[問題]案例四和案例三對比僅僅是交換了兩種試劑的加入順序，為什么交換后就是一個(gè)正確的方案了呢？

[學(xué)生]因?yàn)榻粨Q了順序以后，碳酸鈉試劑一次同時(shí)除掉了鈣離子和過量的鋇離子。

[問題]你還有沒有其它可行方案？請檢查和修改你的流程圖，小組討論后和大家分享。

[小結(jié)]這說明當(dāng)有多種雜質(zhì)的情況下，書寫流程圖時(shí)，所加除雜試劑的順序需綜合考慮，順序上要得當(dāng)。

設(shè)計(jì)意圖：在此選取典型易錯(cuò)案例進(jìn)行交流，通過對流程圖方案的反復(fù)分析評價(jià)將學(xué)生內(nèi)在的思維過程外顯。引發(fā)對分離提純路線的思考，從案例一的分析評價(jià)自行提煉評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一“試劑要合適”和標(biāo)準(zhǔn)二“用量要合理”，從案例二的分析評價(jià)自行提煉評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)三“過量要處理”，從案例三和案例四流程圖的對比分析中，引發(fā)學(xué)生對有多種雜質(zhì)離子時(shí)，必須考慮除雜試劑加入順序的思考，也就是標(biāo)準(zhǔn)四“順序要得當(dāng)”。在分析、評價(jià)和綜合中鍛煉了學(xué)生思維的深度、廣度以及嚴(yán)密性等高階思維能力。

4.物質(zhì)分離提純思想方法的歸納和提煉

[問題]你掌握了物質(zhì)分離提純的一般思路嗎？進(jìn)行物質(zhì)的分離提純有哪些方法？它們之間有什么聯(lián)系？設(shè)計(jì)物質(zhì)的分離提純流程圖時(shí)應(yīng)該注意哪些問題呢？請你用思維導(dǎo)圖建立它們之間的聯(lián)系。

[學(xué)生]在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、方法、標(biāo)準(zhǔn)之間建立聯(lián)系初步形成物質(zhì)分離提純的一般思路如圖9所示。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生學(xué)會(huì)反思，引導(dǎo)學(xué)生不僅從知識角度，也要從方法的角度總結(jié)反思以及內(nèi)化，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和學(xué)科素養(yǎng)。

四、教學(xué)思考與建議

新課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)參與、探究發(fā)現(xiàn)、交流合作的學(xué)習(xí)方式。但是長期以來，復(fù)習(xí)課都是以教師講解回顧知識和學(xué)生大量練習(xí)作為教學(xué)的主要形式，不能有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)。本課改變了傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課教學(xué)中教師灌輸，學(xué)生被動(dòng)記憶和運(yùn)用的模式，在教學(xué)中，老師僅僅是“引導(dǎo)者”，學(xué)生才是主體。學(xué)生在不斷反思修正中主動(dòng)內(nèi)化學(xué)習(xí)，思維層次逐漸由低階走向高階。不僅復(fù)習(xí)了知識還形成了方法和能力，培養(yǎng)和強(qiáng)化了思維能力和學(xué)科素養(yǎng)。主要體現(xiàn)在：

1.以學(xué)生為主體，構(gòu)建高效復(fù)習(xí)課堂

讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程，使學(xué)生成為受教育的主體，讓學(xué)生自主評價(jià)、自主質(zhì)疑和交流。由于教學(xué)模式真正以學(xué)生為主體，學(xué)生感到上課有意思，能積極主動(dòng)參與討論，每個(gè)學(xué)生都得到了個(gè)性化的發(fā)展。在課堂中充分發(fā)揮了典型學(xué)案的作用，讓學(xué)生轉(zhuǎn)換角色當(dāng)老師，在探索性的評價(jià)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題。在評價(jià)中獲得標(biāo)準(zhǔn)，體會(huì)思考嚴(yán)密、表達(dá)準(zhǔn)確的重要性。

2.以發(fā)展高階思維為目的，由知識課堂到智慧課堂

本節(jié)課把學(xué)生的思維充分調(diào)動(dòng)起來，致力于鍛煉綜合、分析、評價(jià)等高階思維能力，將教學(xué)從知識本位走向思想方法?；瘜W(xué)思想方法是化學(xué)知識在更高層次上的抽象和概括，是在熟練的掌握基本知識后總結(jié)提煉出的一般規(guī)律和方法。教學(xué)中通過層層遞進(jìn)和引導(dǎo)遷移，讓學(xué)生自己從“分離提純的思想方法”這個(gè)角度來重新審視和梳理已有的知識，創(chuàng)造性地指導(dǎo)復(fù)習(xí)，由傳統(tǒng)知識課堂走向智慧課堂。