基于高階思維培養的復習課教學

史菊英

摘要：以學生為主體，以發展高階思維品質為目的，以“粗鹽中可溶性雜質的去除”為例復習初中化學物質的分離提純。將“物質的性質差異”作為切入點，巧用易錯流程圖案例將學生思維過程外顯，引導學生自主學習和合作探究。通過策略和方法的遷移，使學生習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。培養了學生的批判思維能力、分析綜合能力、提煉思想方法的創新能力等高階思維能力，構建了高效的復習課堂。

關鍵詞：高階思維;學生主體;性質差異;流程圖;分離提純

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

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.018

一、問題的提出

著名教育學家布魯姆和安德森等人提出人的思維可以分為記憶、理解、應用、分析、評價、創造等六個層次。在這些理念中記憶、理解、應用為低階思維層次，而分析、評價、創造則為高階思維層次。建構主義學者認為，學習的實質是學習者的主動建構。建構主義提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習。然而在復習課教學中，不少教師往往注重發揮自己的主導作用，課堂教學停留在知識層面的記憶和理解等低級思維層次，分析和評價等學生的高階思維發展和培養卻被遺忘。如何將“學生主體，教師指導，發展高階思維”這一理念貫徹落實在復習課教學中，是化學教師面臨的一個挑戰。物質的分離提純對于人類的生產、生活和科學研究具有十分重要的意義。在教學中，筆者發現物質的分離提純在初中化學中不受重視，學生學習的內容少、不完整且不成體系。查閱文獻發現以下幾個問題：（1）學生學后對分離提純的認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”的“物質分離提純復習課”教學理念

復習課不應該僅僅是知識的羅列，還應該有能力的攀升和方法的提煉。在復習課前學生心中其實已有零碎的知識儲備，只是比較雜亂沒有形成網絡和方法。教師在課堂教學中應引導學生思維外顯，使學生在綜合、分析、評價的基礎上，不斷重構和修補自己的知識網絡，最終形成完備的知識體系，能創造性地遷移解決新情景和新問題。本課以學生為主體，采用啟發式教學，旨在通過思想方法的提煉幫助學生搭建解決問題的腳手架，以形成物質分離提純的一般思路，提高科學探究能力和提升學科素養。主要體現在：（1）立足分離提純的根本“性質差異”，統一物質分離提純的物理方法和化學方法。通過角色轉變，讓學生做老師，對多個分離提純流程圖反復進行綜合分析評價。使學生思維外顯，自己提煉出流程圖評價標準，提升探究能力和自我反思修正等高階思維能力。（2）引導學生提煉思想方法，以期提高學生在陌生情境中遷移解決問題的能力。通過發展綜合、分析評價等高階思維能力將學生對物質分離提純的認識從低級逐漸發展到高級，由碎片化的知識到系統化的知識，再到思想方法上的提煉。這樣的知識網絡和方法能力是學生自覺主動習得的，是符合學生思維發展規律的，學生理解更透徹，運用更熟練，具體理念如圖1所示。

三、教學模型應用實錄

1.物質分離提純的物理方法

[情境1]偉大的科學家居里夫人一生中獲得了兩次諾貝爾獎，這兩次都與物質的分離提純有關。一次是在非常艱苦的條件下分離提純鐳鹽發現了兩種新的放射性元素，一次是因為分離出純鐳。在化學上，要鑒定和研究未知物質的結構與性質，必須得到純凈物，而我們所見到的各種物質通常是混合物。分離提純是我們研究物質性質的基礎，因此具有重要的意義。

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

[學生]我們學習過濾法、蒸發結晶、降溫結晶和蒸餾等方法，它們都是利用雜質與被提純物質某方面物理性質的差異而將它們分離，歸納如表1所示。

設計意圖：通過設問引導學生對已學習的物質分離提純的方法進行歸類，過濾、結晶、蒸餾等常用的方法都是根據物質的物理性質差異來進行分離的，建立起知識之間的聯系。

2.物質分離提純的化學方法

[情境2]有時候僅僅用物理方法來進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。括號內為雜質：NaCl（NaOH），NaCl（Na2SO4），NaCl（Na2CO3）。

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

[學生]先對物質組成成分進行對比分析，找出雜質離子分別是氫氧根離子、硫酸根離子、碳酸根離子。進而根據特征化學反應，除雜不引雜原則，分別確定除雜試劑，歸納化學除雜方法如表2所示。

設計意圖：從物理方法解決不了的情境自然而然過渡到化學方法，將學生基于物質性質差異分離提純的認識視角引導到基于結構差異。引導學生由宏觀到微觀認識除雜，體會從離子的角度看物質，從離子的角度看除雜。三個例子分別涵蓋了典型的氣化法、沉淀法和轉化法，學生通過自己歸納總結加深了對常用的化學除雜方法的理解，將知識內化為素養和能力。

3.物質分離提純流程圖的分析評價

[情境3]實際上，我們經常用物質的分離提純流程圖來表達分離提純過程。以粗鹽中可溶性雜質的去除為例：我們需要由含有可溶性雜質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一下可行性并說明原因。

[問題]請先對比分析雜質離子是什么？選用什么除雜方法？

[學生]雜質離子分別是鎂離子、鈣離子和硫酸根離子，應選用沉淀法來除雜。

[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和批改。

案例一

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

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

[問題]在實際上生產生活中，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？

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

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

[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，看看二者有什么區別和聯系？

[學生]討論完成對案例三和案例四的評價和批改。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，導致最后得到的氯化鈉一定混有氯化鋇。而案例四則是一個可行的方案。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正確的方案了呢？

[學生]因為交換了順序以后，碳酸鈉試劑一次同時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]這說明當有多種雜質的情況下，書寫流程圖時，所加除雜試劑的順序需綜合考慮，順序上要得當。

設計意圖：在此選取典型易錯案例進行交流，通過對流程圖方案的反復分析評價將學生內在的思維過程外顯。引發對分離提純路線的思考，從案例一的分析評價自行提煉評價標準一“試劑要合適”和標準二“用量要合理”，從案例二的分析評價自行提煉評價標準三“過量要處理”，從案例三和案例四流程圖的對比分析中，引發學生對有多種雜質離子時，必須考慮除雜試劑加入順序的思考，也就是標準四“順序要得當”。在分析、評價和綜合中鍛煉了學生思維的深度、廣度以及嚴密性等高階思維能力。

4.物質分離提純思想方法的歸納和提煉

[問題]你掌握了物質分離提純的一般思路嗎？進行物質的分離提純有哪些方法？它們之間有什么聯系？設計物質的分離提純流程圖時應該注意哪些問題呢？請你用思維導圖建立它們之間的聯系。

[學生]在結構、性質、方法、標準之間建立聯系初步形成物質分離提純的一般思路如圖9所示。

設計意圖：讓學生學會反思，引導學生不僅從知識角度，也要從方法的角度總結反思以及內化，提高學生的科學探究能力和學科素養。

四、教學思考與建議

新課程強調以學生為主體，強調學生主動參與、探究發現、交流合作的學習方式。但是長期以來，復習課都是以教師講解回顧知識和學生大量練習作為教學的主要形式，不能有效地調動學生學習的主動性和積極性，不符合新課程標準。本課改變了傳統復習課教學中教師灌輸，學生被動記憶和運用的模式，在教學中，老師僅僅是“引導者”，學生才是主體。學生在不斷反思修正中主動內化學習，思維層次逐漸由低階走向高階。不僅復習了知識還形成了方法和能力，培養和強化了思維能力和學科素養。主要體現在：

1.以學生為主體，構建高效復習課堂

讓學生主動參與教學過程，使學生成為受教育的主體，讓學生自主評價、自主質疑和交流。由于教學模式真正以學生為主體，學生感到上課有意思，能積極主動參與討論，每個學生都得到了個性化的發展。在課堂中充分發揮了典型學案的作用，讓學生轉換角色當老師，在探索性的評價過程中不斷發現問題。在評價中獲得標準，體會思考嚴密、表達準確的重要性。

2.以發展高階思維為目的，由知識課堂到智慧課堂

本節課把學生的思維充分調動起來，致力于鍛煉綜合、分析、評價等高階思維能力，將教學從知識本位走向思想方法。化學思想方法是化學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提煉出的一般規律和方法。教學中通過層層遞進和引導遷移，讓學生自己從“分離提純的思想方法”這個角度來重新審視和梳理已有的知識，創造性地指導復習，由傳統知識課堂走向智慧課堂。