时间:2024-05-09
□任 云
(江苏省黄埭中学,江苏苏州 215143)
化学是“一门中心的、实用的、创造性的科学”,化学教材引导着学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展,同时也应有利于教师创造性地进行教学。苏教版《普通高中化学课程标准》(核心素养版)基本理念是:以培养化学学科核心素养为宗旨,设置满足学生多元发展需求,体现基础性和时代性,重视“素养为本”的教学,倡导基于化学学科核心素养的评价[1]。
深度学习是当代学习科学理论提出的重要概念。所谓深度学习是指学习者能够批判性地学习新知识,并将其融入原有的认知结构中,或能够将相关知识进行联系,将已有的知识迁移到新的情境中,并能解决相应的问题。深度学习是一种在具体情境中进行的丰富、有意义的学习,学习者能够基于自己与外界相互作用的知识经验,不是等待知识的传递,而是主动建构自己的知识,并能持续开展积极主动的学习[2]。
教材是教师实施教学目标和任务的本源,是学生学习和思考的基本参考工具,教师根据学情,在高三化学教学中,不忽视教材作用,需要立足教材,开发利用好教材,能有效地设计和实施教学活动,引导学生进行深度学习,促进学生积极自主探索创新、合作交流、分析评价等能力的提升。
课本中包含了重要的化学思想和方法,循序渐进,利于学生掌握化学知识,笔者通过对近几年江苏高考卷的分析发现,有些题目就源于教材,有的是对教材中习题的“再创造”。如何引导学生重视教材,立足教材,对教材内容进行提炼、重整、加工,促进学生深度学习,提高学生解决问题的能力,是每一位高三教师面临的问题。本文就此提出几点拙见。
高考考什么,怎么考,考多难,对于每个刚进入高三的学生来说,都存在神秘感,往年的各地高考真题恰恰给了学生方向。在高三复习中,以考纲为依据,以教材为根本,以历年真题为范例,重视教材中相关知识和内容的逐条梳理,挖掘教材中反映的基本化学思想与高考真题的关联,让学生真正体会到高三复习离不开教材,教材是深度学习的重要工具。
教学实例1:(2017年江苏高考化学16题)
铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3,含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图1。
图1
苏教版必修Ⅰ专题三从矿物到基础材料(P69)从铝土矿中提取铝的工艺流程如图2。
图2
两个工艺流程对比发现:2017年江苏高考16题的流程的核心步骤就出自教材。学生若熟悉教材中的从铝土矿中提炼铝的工艺流程,这道高考题就能顺利理清工艺思路了。
教学实例2:(2017年江苏高考化学13题节选C选项)
根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项实验结论C实验操作和现象向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液;未出现银镜蔗糖未水解
选修教材《有机化学基础》P93有这样一个“活动与探究”:
【实验1】在两支洁净的试管中各加入约0.5g淀粉,再向两支试管中分别加入20%的硫酸溶液和蒸馏水各5mL,将两支试管放入沸水浴中加热5min,然后向加入硫酸的试管中滴加氢氧化钠溶液,中和硫酸。
【实验2】另取两支洁净的试管,分别加入新制的氢氧化铜悬浊液,将实验1所得溶液分别加入到试管中,加热,观察现象。
【分析】考题中加入稀硫酸使蔗糖水解后未加NaOH溶液调节溶液至碱性,从而未出现银镜。
其实,对比高考真题和教材内容,可以发现,有很多的题目都能在教材中找到影子,我们在高三复习中,要重视教材,通过分析试题,促进高三学生重视教材,提倡用好教材,并深度理解教材中一些重要实验和重要物质制备的工艺流程,这样可以避免题海战术,也能提高学生的化学思维能力。
“联系—构建—迁移”是深度学习的重要方式。这要求学生在学习过程中对已学知识有深刻的理解,然后主动构建不同板块知识间的联系,迁移形成新的较完整的知识体系,促进深度学习思维能力。
元素化合物的学习主要分布在《化学必修Ⅰ》中,另外在《化学反应原理》中又有涉及。教师在高三一轮复习中,要有意识地调动学生的思维,引导学生积极主动与同学和老师交流讨论,让学生多角度深入理解知识点,更好地将所学知识网络化。
教学实例3:
在复习铝及其化合物时,教师先提出:尽可能全面归纳铝的性质,可以讨论。
【学生】学生归纳知识点如下:
1.两面性2.Al(OH)3的制备Al、Al2O3、Al(OH)3与强酸,强碱都能反应。_______________________________方案Al3+→Al(OH)3 3.铝热反应______________________________________AlO2-→Al(OH)3_________________________试剂拓展(试剂的选择)为什么选择氨水,不用氢氧化钠溶液?__为什么选择通入足量CO2,不用盐酸?____用途_______4.明矾____________________分子式 净水原理_____
【教师点评】:现在处于高三复习阶段,同学们对铝及其化合物的认识不要停留在初学范围。然后引导学生结合化学反应原理板块、结构板块对铝重新构建知识体系。
【师生共同再次建构】
用途位置________铝土矿碱溶法制铝铝元素在周期表中位于金属与非金属分界线附近(这就预示了铝及其化合物的双重性质)性质①金属铝可与强酸和强碱反应______________________②氧化铝是两性氧化物_____________________________③氢氧化铝是两性氢氧化物,既溶于强酸又溶于强碱④含Al3+(AlO2-)溶液中逐滴加NaOH(HCl)图像的特殊Al(OH)3的制备:含Al3+溶液中加过量氨水或AlO2-溶液中通过量CO2_____________________沉淀溶于过量的强酸或强碱是突破口⑤弱碱阳离子Al3+会水解,弱酸酸根AlO2-会水解①明矾[KAl(SO4)2∙12H2O)净水②泡沫灭火器灭火原理:Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+CO2↑③因水解不共存问题=⑥铝热反应(铝的还原性)__________________________________⑦从铝土矿中提取铝的工艺流程焊接钢轨
元素化合物的复习中,从一个点(一种元素的单质)出发,延伸出常见化合物,开放式深度探索归纳元素及其化合物的性质和用途,恰当地引导学生主动思考,并将不同板块知识联系在一起,构建成知识网络,促进学生深度思考,提高复习效率。
“浅层学习”是把信息作为孤立的、不相关的事实来接受和记忆[3],而我们所学的知识和技能最终是要用于真实情境并解决问题的,这就要求学生对所学知识能够进行反思,深度理解并创造性地解决问题。
教学实例4:
选修《化学反应原理》(以下出现页码均出自该教材)中关于化学平衡问题是江苏高考的考点也是难点,学生对于平衡的移动和转化率的相关问题总有些摸不清思路。不少学生反映“我记住了浓度、温度、压强对化学平衡的影响,对号入座,却还是错的”、“我会计算化学平衡常数,可遇到了相关题目,我却想不起来用”……这都是典型的浅层学习表现,在高三复习中,我们要创造性地将教材中化学平衡常数和化学平衡移动联系在一起,引导学生有目的地解读例题与课后习题。
例如P48“交流与讨论”的表2-6,总共4组数据,浅层理解可以推导出化学平衡常数表达式,深层理解我们还能发现:当投料方式相同(以第一组数据为参考,第二组投料投入物质相同),但起始浓度不同时,反应在一定温度下达到平衡时,化学平衡常数数值相同;当投料方式不同(换另一侧物质投入),第三组与第一、第二组化学平衡常数相同。
目的:理解化学平衡建立时存在的不同投料方式。
又如P49~50,介绍了转化率的计算公式,为巩固计算,可以让学生计算P50的“问题解决”,若只要求学生求出SO2的转化率,我觉得这还是浅层学习和浅层模仿应用,我们可以设计如下几个问题:
①根据平衡时各物质的浓度,若初始只投入SO2和O2,其各自浓度为多少?
②若初始只投SO3,能实现如题各物质的浓度吗?若不能,还需要补充什么物质,浓度为多少?
③以②计算出的初始浓度投料,该条件下达到平衡,SO3的转化率是多少?
目的:极端假设法在投料方式的转化中的应用;反应物投料和生成物投料与转化率的关系。
“立德树人”是教育的根本任务,高中化学课程具有“基础性、应用性、时代性”,所以江苏高考卷一直秉承着“宽基础、厚实践、重能力”的特色,要求学生“学以致用”,才能顺利地解决问题。在高三复习过程中,教师从自身出发,利用教材,通过举一反三和变式训练,促进学生深度理解所学知识并加以应用,当讨论、思考、辨析、反思、迁移、应用成为学生的一种常态深度学习思维习惯,高三的复习效率便大大提升了。
教学实例5:
在复习《有机化学基础》时,学生对所给有机化合物的结构的表达、官能团的类型和性质等经常不能圆满作答。冯清华等《学生自主命题竞赛活动在高二有机化学复习中的应用》[4]的方法值得借鉴。我的具体操作:在梳理各官能团性质后,①学生4人一组,合作自主构建尽可能多包含所学官能团的有机物。②挑选几个代表性结构,课堂讨论结构对应能与哪些物质反应、反应条件、反应类型、与特定物质的定量关系。③命制者代表分享自制结构的得意之处。④教师点评结构,对不足和争议处,教师先提出思考方向,再让学生讨论修改。
教学实例6:
目标有机化合物的合成线路的设计,考察学生对有机化学基础知识的理解、掌握程度,以及在新情境下运用有机化学知识解决实际问题的能力,属于较难题。多数学生对此感到恐惧而在做题时直接跳过有机合成路径设计。为此,在复习基础官能团时,也要有目的地将物质合成穿插其中。如:
①复习了烯烃后,设计由1,3-丁二烯制备2-溴-1,4-丁二醇,无机试剂任选。
考察学生对共轭二烯加成特点,官能团先后问题,合成线路书写的完整性。
②复习了苯及其同系物后,设计由甲苯制备聚邻氨基苯甲酸,无机试剂任选。
考察学生官能团先后问题,先上官能团对苯环的影响问题,防氧化问题等。
③复习了卤代烃后,设计由1-丙烯醇制备1-丙烯酸,无机试剂任选。
考察学生官能团保护问题,巩固卤代烃水解、消去条件等。
……
知识源于教材,从教材的基础内容出发,引导学生顺利地迁移知识并应用到新的情境中,让深度学习的习惯“润物细无声”地在学生的思维中生根、发芽、茁壮成长,并在今后的人生道路上,让深度学习的习惯受益终生。
为促使学生养成深度学习习惯,我们立足教材,加强知识拓展外延,将教材知识与考题考点相连,将教材知识与社会热点问题、实用性链接,使学生感受到教材的魅力,教材的实用性,学有所考。通过赏析高考真题、重整零碎元素化合物知识、自制或自编有机中的物质结构等,让知识源于教材又高于教材,调动学生主动性及创造性。在提升学科素养的同时,养成深度学习的习惯,将深度学习方式成为学生受益终生的学习方式。
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].北京:人民教育出版社,2017:2.
[2]J.W.佩利格里诺,等.运用深度学习提高21世纪能力[J].上海教育科研,2015(2):1.
[3]叶晓芸,秦鉴.论浅层学习与深度学习[J].教育技术导刊,2006(1):20.
[4]冯清华,兰俊耀,赵玥.学生自主命题竞赛活动在高二有机化学复习中的应用[J].中学化学教学参考,2017(5):12-15.
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