顏建河
河北
高效課堂,就這么簡單
——基于一堂習題課引發的思考
顏建河

當下,高效課堂是我們每位教師對課堂教學的追求,打造高效的課堂離不開學生這個主體。學生不參與課堂教學,學生之間、師生之間的互動交流就不能實現,這樣的課堂教學效率怎么會高呢?新課程標準告訴我們,在教學活動中,教師應成為組織者、引導者、促進者和參與者,教師的教學方法應該靈活多樣。教學過程是師生交往共同發展的互動過程,要通過討論、研究、實驗等多種教學組織形式,引導學生積極主動的學習,培養學生掌握和運用知識的能力,要關注每個學生,使每個學生都得到充分發展。
然而,長期以來我們所形成的授課方式基本上就是“滿堂灌”。灌知識、灌方法,鮮有師生互動,基本上談不上激活體悟、啟迪智慧、開拓潛能。這樣的教學方式符合現代教育思想、符合新課標理念嗎?如何打造高效課堂?其實很簡單,觀念是第一位,其次再次才是方法。本文基于一堂習題課引發的思考來展示高效課堂的魅力所在,真正促進教學效率和質量的提高。
思維是智力的核心,思則明,明則通,通則變。從“一題一問”到“一題多變”,溝通知識的聯系,增強大腦中思維的內在模式。我們知道,教材中的多數問題,只要求回答一個方向的問題,對于有些習題可適當作些擴展、演變,增加設問,起到“一題多練”“一題多得”的作用。特別是鼓勵學生自己進行改編訓練,以收到“舉一反三”“觸類旁通”之功效。
【案例】有機物A、B的化學式不同,它們只可能含碳、氫、氧元素中的2種或3種。如果將A、B不論以何種比例混合,只要其物質的量之和不變,完全燃燒時所消耗的氧氣和生成的水的物質的量也不變,那么A、B組成必須滿足的條件是________。若A是CH4,則符合上述條件的化合物B中,相對分子質量最小的是________(寫化學式),并寫出相對分子質量最小的,含有甲基(—CH3)的B的兩種同分異構體的結構簡式:________。
【分析】這是一道確定有機物結構及判斷符合題意的有機物所必須滿足條件的題目,試題綜合性強,有一定難度。問題提出后,學生很容易根據題意得出:A、B分子中所含氫原子數必須相同。這是因為A、B不論以何種比例混合,只要其物質的量之和不變,完全燃燒時生成水的物質的量也不變。然而,A、B分子中的碳原子數有何種關系呢?如何來確定?這是題中的難點和關鍵。要解決這一難點問題,教師就要了解學生已經有的經驗和認知,了解學生在“這個問題上”已經“知道了什么”,在將要解決的內容中,可能遇到的思維障礙是什么,以及對于“這個問題”是如何展開“思考”的。同時,難點的突破,就是要使問題退回到學生思維的“最近發展區”,符合學生認知規律,讓學生經歷“跳一跳”才能摘到桃子,讓學生的“學習”效益最大化。
華羅庚先生說過:“把一個比較復雜的問題‘退’成最簡單最原始的問題,把這最簡單最原始的問題想通了,想透了,然后再……來一個飛躍上升。”這是一個非常精辟的思維方法。這里的“退”是為了“進”。“退”夠了、“退”到“起始點”正是為了看清問題的一般規律,就會有左右逢源,水到渠成的功效。如何突破難點?如何使問題由“難”變“易”?基于此,把問題退回到最核心的概念和本質上,明確內容所蘊含的核心思想。搭建學生得以攀爬的“支架”,使學生一步一個臺階,循序漸進、節節攀登,使課堂真正回歸到知識生成,學生思維發生的“原生態”。這樣的設計、自然順暢,層層遞進,使學生在一步步減緩難度的情況下,使意義建構在經驗基礎之上。同時,要根據學生實際調整設問,用小步子設問控制難度,啟發誘導。

這時,教師可再提出問題:為什么它們的化學式不同,但耗氧量卻相同呢?經過師生之間的交流討論,學生很快明白:“C3H6O2可改寫為(C2H6)(CO2)”,并從中發現組分“(CO2)”不耗氧,所以等物質的量的C2H6和C3H6O2完全燃燒時所耗氧量相等。據此,可推知它們不論以何種比例混合,只要其物質的量不變,則耗氧量也不變。
經過上述引導、討論,可總結出如下規律:“等物質的量的各種有機物(只含C、H或O)完全燃燒時,化學式中相差若干個‘(CO2)’組分,則耗氧量相同。”
從上述結論,學生很容易解決案例中的各個問題。根據題意知,A與B分子中若相差n個碳原子,則必須差 2n個氧原子,即相差n個“(CO2)”組分(n為正整數)。若A為CH4,則B為(CH4)(CO2),即為C2H4O2,其結構簡式為CH3COOH、HCOOCH3,最終完成題目的解答。
在完成上述題目的解答后,不能認為萬事大吉了。殊不知,就此結束可能會有很多的缺憾和不足,知識很難學活、用活,能力很難有大的提高。倘若學生在做完一道題目后,能及時地進行反思、總結,他們將會有更大的收獲。此時,教師可再提出遷移拓展練習。
教學中,對于涉及的“難點”,即“難以攀登的大山”進行“解體”“退化”,設計一系列的問題串、變式串,注重它的問題性、指向性、適切性、探究性和有效性,切實達到突破難點的目的。例如,通過案例的分析,師生間進行互動交流,探求方法,進而找到了解決烴及其衍生物耗氧量的求解對策。即抓住如下兩個非常基礎的反應:
上述反應式可稱之為有機物燃燒時,碳、氫元素的耗氧規律。即烴類物質燃燒的耗氧量決定于碳、氫原子數,燃燒后生成水量的多少由分子中所含氫原子數決定;烴的含氧衍生物燃燒的耗氧量決定于分子中所含碳、氫、氧原子數,燃燒后生成水的量由分子所含氫原子數決定。依據這一基礎反應,可總結出一系列的規律。同時,還可運用這些規律去解決涉及這方面的各種計算問題,且其方法簡捷、高效。
【拓展練習】1.有機物完全燃燒時耗氧與生成CO2的物質的量之比分別為①1∶1;②3∶2;③1∶2。試分別求其有機物的化學式(只含C、H或O)。
【分析與解答】依據所學知識可知,有機物化學式中每含1 mol C,就得消耗1 mol O2,并生成1 mol CO2,所以當耗O2與生成CO2的量相等時,其組成可寫為Cm(H2O)n;當耗O2的物質的量大于生成的CO2的量時,說明分子組成中除“(H2O)”組分后的殘基中必含C和H,故其分子組成可寫為(CxHy)m(H2O)n;當耗O2的物質的量小于生成的CO2的量時,說明分子組成中除“(H2O)”組分后的殘基中必含C和O,故其分子組成可寫為(CxOy)m(H2O)n。這樣,題目中的各個問題便可迅速給予解決。其正確答案如下:
①依據通式Cm(H2O)n進行討論:若m=1、n=1,則化學式為CH2O(甲醛);若m=2、n=2,則化學式為C2H4O2(乙酸或甲酸甲酯);若m=6、n=6,則化學式為C6H12O6(葡萄糖或果糖)……
②依據通式(CxHy)m(H2O)n可得出:


3 2

所以,可將其通式進一步改寫為(CH2)m(H2O)n,并進行如下討論:若m=1、n=1,則化學式為CH4O(甲醇);若m=2、n=1,則化學式為C2H6O(乙醇或甲醚);若m=3、n=1,則化學式為C3H8O(丙醇或甲乙醚)……
③依據通式(CxOy)m(H2O)n可得出:


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所以,可將其通式進一步改寫為(CO)m(H2O)n,并進行如下討論:若m=1、n=1,則化學式為CH2O2(甲酸)……
【拓展練習】2.某些只含C、H、O的有機物,完全燃燒后,耗O2與產生CO2的物質的量之比為3∶4。試回答:
(1)這些有機物分子中,相對分子質量最小的化合物的化學式為________。
(2)某兩種碳原子數相同的上述有機物,若它們的相對分子質量分別為a和b(a
(3)在這些有機物中有一種化合物,它含有兩個羧基。取0.263 g該化合物恰好能跟25.0 mL 0.100 mol·L-1的NaOH溶液完全中和,由此可以得知該化合物的相對分子質量是________,并推出它的化學式應是________。
【分析與解答】依據題意知,耗O2的量少于生成CO2量,可設其通式為(CxOy)m(H2O)n。則有


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所以可推出這些有機物的通式為(C2O)m(H2O)n。
(1)若m=n=1,則化學式為C2H2O2,且相對分子質量最小,為乙二醛,結構簡式為OHC—CHO。(2)A、B兩物質所含碳原子數相同,則m必相同,允許變化的是n,所以b-a必是18的整數倍。(3)若設該有機物的通式為HOOC—R—COOH,則有
M2
0.263 g 0.025 L×0.100 mol·L-1

即該有機物的相對分子質量為210。又知:40m+18n=210,且m、n必為正整數,所以只有當m=3、n=5時符合題意,故D的化學式為(C2O)3(H2O)5,即為C6H10O8。結構簡式為HOOC—(CHOH)4—COOH(四羥基己二酸)。

河北省衡水市故城縣教育局教研室)