基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)探索

俞大瑞

摘要：為了適應(yīng)新高考，聚焦核心素養(yǎng)、彰顯知識(shí)認(rèn)知功能和價(jià)值、注重提升學(xué)科理解能力，以實(shí)現(xiàn)“知識(shí)、能力、素養(yǎng)”相統(tǒng)一的化學(xué)教育。作者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)，以“新型滅菌消毒劑二氧化氯的制備”為例進(jìn)行基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)，讓學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，掌握利用核心認(rèn)識(shí)視角展開(kāi)科學(xué)探究、完成項(xiàng)目任務(wù);培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科關(guān)鍵能力，端正科學(xué)態(tài)度和培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展，能夠很好地適應(yīng)從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);真實(shí)情境;項(xiàng)目式;專題復(fù)習(xí);“價(jià)-類”二維圖形

文章編號(hào)：1008-0546（2021）07-0059-04 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.07.016

核心素養(yǎng)是新一輪課程改革的著力點(diǎn)，凸顯我國(guó)基礎(chǔ)教育的育人價(jià)值?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)而形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)、具體、富有啟發(fā)性的教學(xué)情境，讓學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)，有利于落實(shí)并發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。高三化學(xué)總復(fù)習(xí)的主要目的是針對(duì)學(xué)生已經(jīng)基本掌握的零碎的化學(xué)知識(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)化整理、加工、歸類，使之規(guī)律化和導(dǎo)圖化;對(duì)知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)以及熱點(diǎn)進(jìn)行思考、處理和總結(jié)，從而使學(xué)生掌握的知識(shí)更為扎實(shí)，更為系統(tǒng)，更具有實(shí)用性，又能培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)將獲得的知識(shí)轉(zhuǎn)化成能力?；谡鎸?shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞真實(shí)的生活世界，審視和解決生活中存在的問(wèn)題，有的甚至是科研最前沿的研究項(xiàng)目。學(xué)生在真實(shí)情境中完成項(xiàng)目任務(wù)，既能準(zhǔn)確地理解各核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，又能準(zhǔn)確地理解教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，落實(shí)核心素養(yǎng)教育。

高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)對(duì)高考成績(jī)影響巨大。由于當(dāng)下新高考出題靈活，注意考查基礎(chǔ)知識(shí)，又更注重考查學(xué)生的能力和創(chuàng)新精神。因此在高三化學(xué)復(fù)習(xí)階段，基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)以真實(shí)情境為載體，以實(shí)際問(wèn)題解決為學(xué)習(xí)任務(wù)，以化學(xué)學(xué)科核心知識(shí)為解決問(wèn)題的工具，讓學(xué)生在互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式和體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)中進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。項(xiàng)目問(wèn)題的設(shè)計(jì)來(lái)源于真實(shí)世界的真實(shí)問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)從宏觀的視角辨析化學(xué)問(wèn)題，從微觀的尺度進(jìn)行探析，利用“價(jià)一類”二維變化觀念與平衡思想進(jìn)行理論預(yù)測(cè)，進(jìn)而設(shè)計(jì)真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)進(jìn)行實(shí)踐，獲得有效證據(jù)并基于證據(jù)進(jìn)行推理形成認(rèn)知模型，培養(yǎng)學(xué)生在問(wèn)題解決中形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任[2]。本文主要從實(shí)踐與反思兩方面進(jìn)行相關(guān)闡述。

一、基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)實(shí)踐

此項(xiàng)目式教學(xué)主要從項(xiàng)目設(shè)計(jì)意圖、項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)、項(xiàng)目導(dǎo)引、項(xiàng)目活動(dòng)等幾個(gè)部分組成。

為了幫助學(xué)生能夠順利進(jìn)行項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，領(lǐng)會(huì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)意圖和項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)，項(xiàng)目開(kāi)篇可設(shè)置“項(xiàng)目導(dǎo)引”，對(duì)項(xiàng)目背景進(jìn)行介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)項(xiàng)目的興趣;同時(shí)為該項(xiàng)目提供必要的知識(shí)支持，引導(dǎo)學(xué)生分析項(xiàng)目主題，析解項(xiàng)目任務(wù)，進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃。項(xiàng)目任務(wù)可設(shè)置“交流研討”“觀察思考”等核心知識(shí)活動(dòng)欄目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目活動(dòng);必要時(shí)設(shè)置“知識(shí)鏈接”“方法導(dǎo)引”“遷移應(yīng)用”等欄目，對(duì)核心活動(dòng)欄目形成有益的補(bǔ)充，以便幫助學(xué)生更好地完成項(xiàng)目活動(dòng)，并在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中形成化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系[3]。針對(duì)高三化學(xué)“物質(zhì)的制備”的專題復(fù)習(xí)，現(xiàn)以“新型滅菌消毒劑二氧化氯的制備”為例，進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)，該項(xiàng)目的教學(xué)，主要是讓學(xué)生體驗(yàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的物質(zhì)制備探究過(guò)程。具體復(fù)習(xí)方法分成兩個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)：

1.探究ClO2的制備原理

（1）項(xiàng)目意圖

在實(shí)驗(yàn)制備ClO2過(guò)程中，體驗(yàn)從原理到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，再到實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的過(guò)程，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的核心素養(yǎng)，進(jìn)而培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

（2）項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室制備ClO2，強(qiáng)化利用“價(jià)—類”二維圖形設(shè)計(jì)無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化的一般方法，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室制氣體的一般模型，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的能力。

（3）項(xiàng)目導(dǎo)引

ClO2是國(guó)際上公認(rèn)的最新一代廣譜、高效、安全、環(huán)保的殺菌消毒劑，具有殺菌效果好、見(jiàn)效快、殘留少、不產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)。世界衛(wèi)生組織和世界糧食組織將其列入A1級(jí)高效殺菌、消毒劑，將其廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的殺菌、消毒。

（4）項(xiàng)目活動(dòng)——探究ClO2的制備原理

ClO2能與許多化學(xué)物質(zhì)發(fā)生爆炸性反應(yīng)，對(duì)熱、震動(dòng)、撞擊和摩擦都相當(dāng)敏感，受熱和光照或遇到有機(jī)物等能促進(jìn)氧化作用的物質(zhì)時(shí)，易發(fā)生分解并引起爆炸，因此需要隨用隨制。

（5）交流研討

①老師給學(xué)生設(shè)置項(xiàng)目任務(wù)：常見(jiàn)的較穩(wěn)定的含氯物質(zhì)有Cl2、HCl、NaCl、氯酸鹽、亞氯酸鹽等。請(qǐng)以上述的含氯物質(zhì)為原料，利用“價(jià)—類”二維圖形（圖1）討論ClO2的制備方案，并嘗試寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。

②組織學(xué)生進(jìn)行交流研討：通過(guò)分析可得，以上的含氯物質(zhì)轉(zhuǎn)化為ClO2均發(fā)生了化合價(jià)變化，在高中階段并未總結(jié)其類別通性，故無(wú)法從類別的角度轉(zhuǎn)化。從價(jià)態(tài)角度，ClO2中的Cl原子價(jià)態(tài)為+4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，可以尋找較強(qiáng)的氧化劑，將低價(jià)態(tài)的氯元素氧化為ClO2，也可以尋找合適的還原劑，將高價(jià)態(tài)的氯元素還原成ClO2。

③為了幫助學(xué)生更好地理解，提供給學(xué)生“知識(shí)鏈接”欄目：根據(jù)熱力學(xué)定義，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，可以根據(jù)電極電勢(shì)的大小判斷氧化劑、還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱和氧化、還原進(jìn)行的方向。

φ（Fe3+/Fe2+）=+0.77V φ（Cu2+/Cu）=+0.34Vφ（H+/H2）=0V

根據(jù)電極電勢(shì)值可知：Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+，故反應(yīng)2Fe3+Cu=2Fe2++Cu2+可發(fā)生;Cu2+的氧化性強(qiáng)于H+，故反應(yīng)2H++Cu=H2↑+Cu2+不可發(fā)生。

引導(dǎo)學(xué)生交流研討，上述“價(jià)一類”二維圖形中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)嗎？請(qǐng)根據(jù)以下表格中常見(jiàn)氧化劑、還原劑電極電勢(shì)的大小，從熱力學(xué)角度分析可能發(fā)生的制備二氧化氯的反應(yīng)原理，并解釋原因。

繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)表1的氧還電對(duì)電極電勢(shì)進(jìn)行分析：氧化劑電對(duì)的電極電勢(shì)高于還原劑電對(duì)的電極電勢(shì)，即可發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

因此，可設(shè)計(jì)出理想轉(zhuǎn)化思路1：將低價(jià)態(tài)Cl-氧化成ClO2。

ClO2/Cl-的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)較高，很難找到比它更強(qiáng)的氧化劑來(lái)氧化Cl-得到ClO2。但ClO2/ClO2-的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)較低，常見(jiàn)的氧化劑如酸性高錳酸鉀、過(guò)氧化氫、重鉻酸鉀等均可將ClO2-氧化成ClO2。

理想轉(zhuǎn)化思路2：將高價(jià)態(tài)的ClO3-還原成ClO2。

ClO3/ClO2的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)較高，常見(jiàn)還原劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)均低于ClO3-/ClO2的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，因此可以將ClO3-還原成ClO2。

為了幫助學(xué)生能更好地理解和掌握，進(jìn)一步提供給學(xué)生“資料在線”欄目：工業(yè)中常見(jiàn)的ClO2制備方法主要有亞氯酸鈉氧化法和氯酸鈉還原法，反應(yīng)原理如下：

（1）亞氯酸鈉氧化法：

2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2

5NaClO2+4HCl=5NaCl+4CIO2↑+2H2O

NaClO2+HCl=HClO2+NaCl

8HClO2=4H2O+6ClO2↑+Cl2↑

（2）氯酸鈉還原法：

2.設(shè)計(jì)用氯酸鈉還原法制備ClO2

（1）反應(yīng)原理

老師先把反應(yīng)原理：2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+2ClO2（馬蒂遜法）告知學(xué)生，并把ClO2的性質(zhì)告知：ClO2為黃綠色、有強(qiáng)烈的刺激性氣味，沸點(diǎn)為11℃;極易溶于水且不與水反應(yīng)，在水中的溶解度是氯氣的5～8倍;溶于堿性溶液生成亞氯酸鹽和氯酸盆;ClO2具有強(qiáng)氧化性，在空氣中的體積濃度超過(guò)10%時(shí)有爆炸性，但其水溶液相對(duì)安全。

（2）方法引導(dǎo)

教師給學(xué)生方法引導(dǎo)：展示一套完整的氣體制備選擇思路給學(xué)生，如圖2所示。

然后引導(dǎo)學(xué)生交流研討：給出實(shí)驗(yàn)試劑：亞氯酸鈉、銅片、濃硫酸、稀硫酸、氯酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液。提出問(wèn)題：①欲收集ClO2氣體，請(qǐng)根據(jù)所給的實(shí)驗(yàn)試劑，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)裝置。②用排水法收集ClO2氣體是否存在安全隱患？如何改進(jìn)？

（3）交流研討

學(xué)生經(jīng)過(guò)交流研討，從知識(shí)鏈接中了解到當(dāng)空氣中的體積濃度超過(guò)10%時(shí)有可能爆炸，排空氣法收集氣體存在安全隱患。從知識(shí)鏈接中了解到ClO2易溶于水，不與水反應(yīng)，且其水溶液較穩(wěn)定，因此得到可以用水直接吸收ClO2，既可以防止爆炸，又便于收集，還適合課堂演示。所以就很容易得到實(shí)驗(yàn)室制備ClO2氣體的裝置，如圖3所示。

二、基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)實(shí)踐反思

高三年級(jí)學(xué)生多是十八、九歲的，其特點(diǎn)是多偏重理解而不愛(ài)記憶，而化學(xué)知識(shí)有些瑣碎，往往難記易忘;新高考注意考查學(xué)科知識(shí)，更注重檢測(cè)學(xué)科核心素養(yǎng)，而高三年級(jí)時(shí)間又緊張，搞低效的題海戰(zhàn)術(shù)，往往事倍功半。

要避免這些，改變傳統(tǒng)枯燥無(wú)味的復(fù)習(xí)方法，使高三的化學(xué)專題復(fù)習(xí)能夠做到事半功倍，學(xué)生就必須做到三到位：基礎(chǔ)知識(shí)到位，邏輯思維到位，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力到位。

（1）基礎(chǔ)知識(shí)到位，就是教師要幫助學(xué)生解讀好教育部近年頒布的“普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”、教育部考試中心近年頒布的“普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱”以及本省考試院頒布的本年化學(xué)科“高考考試說(shuō)明”，并以此作為專題復(fù)習(xí)的原則和指導(dǎo)思想。要求學(xué)生認(rèn)真掌握知識(shí)的要點(diǎn)、概念以及概念間的異同點(diǎn)及其聯(lián)系。

（2）邏輯思維到位，就是要求學(xué)生在想問(wèn)題時(shí)必須深層次理解教材內(nèi)容，能夠全面識(shí)別事物，全方位地掌握事物的本質(zhì)和合理解決問(wèn)題的方法。懂得應(yīng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、化學(xué)平衡、電解質(zhì)的電離理論、氧化一還原等具體理論知識(shí)來(lái)統(tǒng)觀問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生能夠把握事物共性與個(gè)性間的關(guān)系，用發(fā)展的觀點(diǎn)掌握化學(xué)反應(yīng)與化工生產(chǎn)原理，使自己學(xué)會(huì)懂得尋找主要矛盾，并針對(duì)具體問(wèn)題具體分析。

（3）分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力到位，就是理解問(wèn)題要深刻，推理要嚴(yán)密，做到能舉一反三，以一貫十，并能靈活地遷移知識(shí)和綜合運(yùn)用知識(shí)，學(xué)會(huì)選準(zhǔn)解題的思路，優(yōu)化解題思路，達(dá)到靈活規(guī)范地操作重要的實(shí)驗(yàn)的能力。

而要高效落實(shí)這三到位，教師就要利用基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式綜合復(fù)習(xí)來(lái)激發(fā)學(xué)生自主、合作探究化學(xué)科學(xué)的興趣，使學(xué)生在總復(fù)習(xí)階段能自我構(gòu)建成螺旋上升的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，在利用化學(xué)學(xué)科必備知識(shí)中掌握中學(xué)基本知識(shí)和化學(xué)技能，提高觀察、思維、想象、記憶、表達(dá)和自學(xué)等能力;在真實(shí)情境問(wèn)題中發(fā)展學(xué)科關(guān)鍵能力，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)從宏觀視角辨析化學(xué)問(wèn)題，從微觀尺度進(jìn)行探析的能力，掌握通過(guò)推理形成認(rèn)知模型，在解決真實(shí)的社會(huì)生活問(wèn)題中，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，激勵(lì)學(xué)生利用化學(xué)知識(shí)思考和探索人類未來(lái)命運(yùn)。

當(dāng)然，在高三化學(xué)專題復(fù)習(xí)過(guò)程中切不可超越教材要求，把知識(shí)任意伸展，也不要把較高要求的內(nèi)容作為復(fù)習(xí)的重點(diǎn)，應(yīng)充分調(diào)動(dòng)全體備課組老師的積極性和集體智慧，吃透教材，參透考試大綱和考試說(shuō)明，認(rèn)真挖掘?qū)ｎ}復(fù)習(xí)的真實(shí)情境的項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容，合理設(shè)計(jì)，開(kāi)展基于真實(shí)情境的項(xiàng)目式專題復(fù)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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