基于學生視角構(gòu)建解題思路
——以“平衡圖像解讀”為例

肖 莉

(重慶市渝中區(qū)教師進修學院)

1.研究背景

《普通高中化學課程標準》(2017年版2020年修訂)中提出化學教學要實施“教、學、評”一體化,有效開展化學日常學習評價。在“教、學、評”一致性內(nèi)涵的研究上,專家普遍認同“教”是指為了達成教學目標的教師所表現(xiàn)出的各種教學行為,“學”是為了達成學習目標的學生所付出的各種努力,“評”主要關(guān)注過程取向的評價,實現(xiàn)診斷學習結(jié)果、調(diào)節(jié)教學節(jié)奏、促進學習的基本功能。由此可見,倡導“教、學、評”一致性的最終目的是幫助學生通過努力達成教學目標。但在教學實踐與教學研究中,教師對“教、學、評”三者的關(guān)注差異較大。如筆者分別以“教學設(shè)計”“學習方法”“學習思維”“命題”“教學評價”為篇名關(guān)鍵詞在知網(wǎng)進行檢索,上述關(guān)鍵詞所屬的中等教育類文章分別有1.3萬篇、1 739篇、34篇、2 736篇、1 137篇,從檢索數(shù)據(jù)可以直觀地看到教師對“教”的關(guān)注度較高,對“學”的關(guān)注度較低。

作為常規(guī)課型的講評課,同樣存在上述問題。筆者以“解題”“講評”為篇名關(guān)鍵詞,對中學化學類核心期刊近20年刊載的化學講評課做進一步分析,經(jīng)整理后發(fā)現(xiàn)該類文章每月發(fā)表不足1篇,研究內(nèi)容多為剖析學生錯因后運用正向邏輯建立某類題的解題思路(策略/技巧)。此類解題思路,教師多采用“高屋建瓴”的俯視視角進行解題,分析過程順暢無礙直抵答案。大多數(shù)學生聽了這樣的講解后都能理解,但如果去除教師講解這根“拐杖”,就只能望題興嘆。為何會出現(xiàn)如此大的反差?據(jù)筆者了解,多數(shù)學生困惑的不是理解不了正向邏輯下建立的解題思路,而是受困于為什么自己就不能想到這樣的方法?如何授人以漁,成為教師必須思考與解決的問題。

2.基于學生視角的解題思路

“高屋建瓴”地分析習題忽視了學生的邏輯卡點和解題誤區(qū),致使學生在完美解題思路的牽引下“聽懂”了題,卻無法遷移解題方法。筆者認為出現(xiàn)上述問題是由于教師長期固守施教者視角,未能真正站在學生立場思考所致。鑒于此,筆者通過提煉學生解題的關(guān)鍵行為,構(gòu)建了基于學生視角的解題思路(見圖1)。

圖1 解題的一般思路

該解題思路并未囿于某類習題的解題技巧,而是基于學生解答所有習題構(gòu)建的一般思路?！八菰础ㄏ颉獯稹笔窃撍悸返年P(guān)鍵步驟:“溯源”能讓學生從凌亂的思維中理出頭緒,明晰答題的大致范圍;“定向”使學生在前一步驟圈定的答題范圍內(nèi),結(jié)合題意鎖定更加明確的解題方向;“解答”為學生作答指明了綜合運用題目信息的三條路徑。再加上第一步“提取”,讓學生明晰面對解題過程中思維障礙的應對措施,使解題過程條理化、程序化。

3.教學實踐

為了充分發(fā)揮解題思路的應用價值,筆者根據(jù)區(qū)域高三調(diào)研考試的答題情況,選取了平衡圖像中的歸因分析與讀圖計算作為示例,向區(qū)域內(nèi)教師闡釋如何在課例中踐行此思路。

3.1 教學目標

本次授課班級為區(qū)重點中學高三實驗班,學生已較好地掌握了化學反應速率和化學平衡的相關(guān)知識,但全面闡述圖像變化原因、綜合運用文字與圖像信息進行計算的能力還有待提高?；谏鲜鰧W情,筆者制定了如下教學目標:

(1)通過解答平衡圖像中的歸因分析與計算問題,引導學生建立解題的一般思路。

(2)通過解答平衡圖像中的計算問題,明晰題干與小問、圖像、前述答案是獲取信息的三條重要途徑。

(3)通過解答平衡圖像中的計算問題,理解圖像中節(jié)點、范圍、趨勢的應用價值。

3.2 教學過程

為了提高學生對平衡圖像的歸因分析和計算能力,筆者從2022年各省市高考題中選取部分試題,讓學生在解答的過程中、互動的交流中,感悟并提煉解題的關(guān)鍵行為、完善信息的獲取途徑、細化圖像的使用方法,形成可復制、能遷移的解題思路。

3.2.1 提煉解題的關(guān)鍵行為

2022年全國甲卷第28題以金紅石生產(chǎn)金屬鈦為情境,難度適中,可作為學生提煉解題一般思路的載體,課堂限時4分鐘完成。

【練習1】(2022年全國甲卷,28題節(jié)選)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途,目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4,再進一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}:

(1)TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數(shù)如下:

(2)在1.0×105Pa,將TiO2、C、Cl2以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分數(shù))隨溫度變化的理論計算結(jié)果如圖所示。

②圖中顯示,在200℃平衡時TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,但實際生產(chǎn)中反應溫度卻遠高于此溫度,其原因是_________。

【答案】(2)①7.2×105②200℃反應速率較慢,不利于工業(yè)生產(chǎn)

班級約70%的學生能在規(guī)定時間內(nèi)完成作答,但筆者在巡視學生作答以及與其交流的過程中,發(fā)現(xiàn)學生普遍存在兩個問題:一是初始計算時誤認為平衡常數(shù)Kp(1 400℃)的計算需要借助Kp1和Kp2,耗費了較多時間,致使未能按時完成兩個空的作答;二是歸因分析不全,認為原因只有“加快化學反應速率”。

針對上述問題,筆者在講評過程中請學生思考“圖像中節(jié)點的作用?” “如何使歸因分析全面無遺漏?”兩個問題。學生能較快地回答第一個問題,讀取圖像中同一溫度下各節(jié)點數(shù)據(jù)代入公式,即可算出該溫度的平衡常數(shù)。因此,圖像中的節(jié)點數(shù)據(jù)可用于計算。第二個問題是學生的“攔路虎”,為此筆者引導學生提取本問關(guān)鍵詞“實際生產(chǎn)”與“反應溫度”,并請學生回溯教材上與反應溫度有關(guān)的知識點,學生能立即聯(lián)想到化學反應速率與化學平衡,故本題答案也應從這兩方面思考。是二者選其一?還是兩者兼答?此時,師生再結(jié)合本問另一個關(guān)鍵詞“實際生產(chǎn)”展開討論,學生提出“實際生產(chǎn)”應從速率和轉(zhuǎn)化率兩個角度綜合考慮反應條件的選擇,因此本問答案也應從速率和平衡兩方面進行作答。完成本題后,師生共同回溯解題過程,提煉解題重要節(jié)點的關(guān)鍵行為。“提取” “回溯” “定向” “解答”,構(gòu)建了解題的一般思路,為后續(xù)作答提供思考線索。

3.2.2 完善信息的獲取途徑

2022年廣東卷第19題以鉻及其化合物為背景,設(shè)計巧妙,可作為學生運用與完善解題一般思路的載體,課堂限時6分鐘完成。

【練習2】(2022年廣東卷,19題節(jié)選)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應用。

(2)K2Cr2O7溶液中存在多個平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡:

K1=3.0×10-2(25℃)

3.2.3 細化圖像的使用方法

為了進一步細化解題的一般思路,讓學生對平衡圖像的使用方法有更深入的認識,筆者選擇了2022年遼寧卷第15題作為課堂練習第3題,課堂限時3分鐘完成。

( )

A.甘氨酸具有兩性

B.曲線c代表NH2CH2COO-

【答案】D

本題的完成率和正確率均較高,于是筆者請學生答題結(jié)束后思考“本題圖像有幾種使用方法?”。學生代表提出本題圖像有兩種使用方法,一種是C、D項利用了交點數(shù)據(jù)進行計算,另一種是B項根據(jù)曲線變化趨勢進行判斷。同時,該學生還補充D項的計算也用到了C項的數(shù)據(jù),即前述答案也是獲取信息的重要途徑。至此,師生共同總結(jié)本節(jié)課圖像的三種使用方法:節(jié)點數(shù)據(jù)可用于直接計算,無法讀出確切數(shù)據(jù)的曲線范圍可參考數(shù)學思維進行判斷取舍,曲線變化趨勢可作為定性判斷證據(jù)。圖像的使用方法或許不止三種,我們在后續(xù)的學習中還可以繼續(xù)補充完善“解題的一般思路”。

4.小結(jié)

本文通過轉(zhuǎn)化研究視角,提煉學生解題的關(guān)鍵行為,構(gòu)建了基于學生視角的解題思路“提取—溯源—定向—解答”,再以“平衡圖像解讀”為例闡釋該思路的建構(gòu)過程歷經(jīng)“提煉解題的關(guān)鍵行為—完善信息的獲取途徑—細化圖像的使用方法”三個環(huán)節(jié),每一個環(huán)節(jié)都是基于學生視角的設(shè)置,每一個行為動詞的背后都是有思想的學生。

“授人以魚不如授人以漁”是每位教師都明白的道理,但在教學實踐與教學研究中固守施教者視角的教師不在少數(shù),“知易行難”的現(xiàn)象仍然普遍。課程標準要求化學教學要實施“教、學、評”一體化,積極探索開展化學日常學習評價的有效途徑、方式和策略,正是因為看到了三者失衡發(fā)展的現(xiàn)狀,提醒廣大教師要關(guān)注日常學習評價。筆者希望通過本文啟發(fā)同行轉(zhuǎn)化視角,擺脫以自我為中心的思維慣性,真正地站在學生立場“讀學生”,幫助學生能夠通過努力達到學習目標,實現(xiàn)“教、學、評”的協(xié)同發(fā)展。