指向系統(tǒng)思維的高三化學(xué)教學(xué)

摘 要：以金屬元素及其化合物的單元復(fù)習(xí)為例，闡述了系統(tǒng)思維在解決高三金屬元素復(fù)習(xí)中的重要作用。并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐探索如何運(yùn)用系統(tǒng)思維給出解決策略。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)思維;高三;復(fù)習(xí);金屬

科學(xué)家馮·貝塔朗菲在二十世紀(jì)首先提出了系統(tǒng)思維，同時(shí)系統(tǒng)思維作為一種方法論開始建立。系統(tǒng)思維是原則性與靈活性相結(jié)合的一種思維模式，其核心思想就是整體性。在分析和處理問題的過程中，采用整體有序的系統(tǒng)思維能極大地簡化人們對事物的認(rèn)知有助于獲取信息，從而分析和解決問題，提高化學(xué)學(xué)習(xí)能力。

一、教材與學(xué)情分析

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2017版明確要求“認(rèn)識(shí)元素可以組成不同種類的物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)可以對物質(zhì)進(jìn)行分類;同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì)，一定條件下各類物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化”、“結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究了解鈉、鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”等。

金屬元素及其化合物知識(shí)散，重要元素就有十多種，元素對應(yīng)的單質(zhì)及其形成的化合物種類更是繁多。學(xué)生不在乎思維過程，單純對方程式進(jìn)行死記硬背，在不理解由來及意義的基礎(chǔ)上進(jìn)行的方程式記憶，顯得尤為困難;高考題遇到的陌生信息較多，學(xué)生從陌生信息中準(zhǔn)確定位實(shí)質(zhì)性知識(shí)的能力欠缺，對所學(xué)知識(shí)不會(huì)整合、運(yùn)用。傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課學(xué)生常常感到課堂枯燥無趣、重難點(diǎn)不突出、做題依舊無從下手，沒有形成系統(tǒng)化的思維。而考查時(shí)出題點(diǎn)變幻莫測，碰到陌生物質(zhì)和真實(shí)復(fù)雜問題時(shí)缺少解題角度和思路。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

1.整合復(fù)習(xí)內(nèi)容，構(gòu)建系統(tǒng)知識(shí)主線

學(xué)生原有金屬元素化合物的認(rèn)識(shí)多數(shù)是孤立地。高三一輪復(fù)習(xí)課是學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生將頭腦中原有的零碎知識(shí)進(jìn)行深入分析，找出核心知識(shí)，形成知識(shí)主線。教師以學(xué)生熟悉的鐵元素出發(fā)，讓學(xué)生繪制出鐵及其化合物關(guān)系圖。教師針對學(xué)生繪制的關(guān)系圖，給予點(diǎn)評(píng)。教師指導(dǎo)學(xué)生以核心元素鐵出發(fā)，概括關(guān)聯(lián)出鐵及其化合物中的內(nèi)在轉(zhuǎn)化聯(lián)系，嘗試找出知識(shí)主線。

鐵及其化合物的復(fù)習(xí)，將鐵看做一個(gè)系統(tǒng)。以化合價(jià)為內(nèi)在聯(lián)系，依托化合價(jià)將鐵化合物串成一條線，利用氧化還原反應(yīng)理論將其系統(tǒng)化、關(guān)聯(lián)化。對學(xué)生來說記住鐵元素的四種化合價(jià)遠(yuǎn)比記住鐵的眾多化合物簡單。同時(shí)，將單質(zhì)鐵、氧化物、鹽、氫氧化物形成整體，加強(qiáng)了物質(zhì)之間的聯(lián)系。這樣有助于學(xué)生更好地理解金屬及其化合物的整體性。當(dāng)然，不同的金屬它的知識(shí)主線不盡相同，對于化合價(jià)比較單一的元素，比如鈉、鋁我們可以探索內(nèi)在聯(lián)系，形成特色知識(shí)主線。

2.建構(gòu)思維模型，解決實(shí)際問題

模型認(rèn)知是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，是人們在對知識(shí)充分理解、歸納的基礎(chǔ)上，用抽象和簡化的方法構(gòu)建出對問題深度認(rèn)識(shí)的模型，利用模型進(jìn)一步認(rèn)知未知物質(zhì)及其規(guī)律的過程。金屬元素及其化合物知識(shí)主干線的形成，讓學(xué)生對知識(shí)系統(tǒng)一目了然。作為高考重要考點(diǎn)，往往是以實(shí)際問題形式作為載體，如何思考和提煉這些實(shí)際問題，建立合適的思維模型就是高三復(fù)習(xí)重點(diǎn)要解決的問題。

以鐵及其化合物為例，鐵元素的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化關(guān)系都可以在保存（存在）、使用、檢驗(yàn)、鑒別、分離、制備這些實(shí)際問題中呈現(xiàn)。以知識(shí)為基礎(chǔ)，將核心元素鐵的知識(shí)點(diǎn)全面梳理，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解金屬元素學(xué)習(xí)的要點(diǎn)，整合形成一個(gè)充分體現(xiàn)元素化合物內(nèi)在邏輯的知識(shí)框架和思維模型，從而舉一反三應(yīng)用到更多元素化合物的知識(shí)學(xué)習(xí)。比如工業(yè)上設(shè)計(jì)用鋁土礦（主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）制取無水氯化鋁工藝流程。學(xué)生根據(jù)思維模型就可以判斷屬于物質(zhì)間的分離，然后再根據(jù)元素間的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)一步解題。學(xué)生獲取到題干信息后根據(jù)頭腦中形成的思維模型準(zhǔn)確去判定具體屬于哪一類問題，復(fù)習(xí)教學(xué)中進(jìn)而給予針對性地引導(dǎo)，從而發(fā)展和提高學(xué)生的系統(tǒng)思維能力。

3.運(yùn)用思維模型，提升系統(tǒng)思維能力

思維模型可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)金屬元素化合物中不變的核心，使學(xué)生在面對各種問題時(shí)都能有效地選取好角度，以不變應(yīng)萬變。例如選取保存、使用、檢驗(yàn)、鑒別、分離、制備這些實(shí)際問題建構(gòu)的思維模型，可以觸類旁通到鈉、鎂、鋁的等元素的學(xué)習(xí)，同時(shí)可以在復(fù)習(xí)課上開展更多復(fù)雜陌生的探究和創(chuàng)新活動(dòng)，有利于學(xué)生自覺運(yùn)用和遷移，提升學(xué)生系統(tǒng)思維能力。學(xué)科系統(tǒng)思維能力：

比如：（2019江蘇高考15）實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣（主要含CaSO4·2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）為原料制取輕質(zhì)CaCO3和（NH4）2SO4晶體。本題將金屬元素放在工業(yè)應(yīng)用陌生的情境中進(jìn)行性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的考查，要求學(xué)生既要理解知識(shí)、又能依據(jù)模型進(jìn)行實(shí)際問題的解決，同時(shí)在前面兩個(gè)過程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，從而上升到一定高度。運(yùn)用模型解決陌生的實(shí)際問題，可以將復(fù)雜問題簡單化，將特殊問題一般化，更有益于學(xué)生形成依據(jù)模型解決各類問題的思路，能夠讓高三學(xué)生在復(fù)習(xí)課上系統(tǒng)思維得到較大提升。

高三化學(xué)復(fù)習(xí)最重要的目標(biāo)就是應(yīng)對靈活多變的高考。復(fù)習(xí)課的教學(xué)不是一個(gè)簡單重復(fù)的知識(shí)回憶過程，更不是一個(gè)低級(jí)的刷題、解題、刷題重復(fù)的過程。我們要善于引導(dǎo)，積極幫助學(xué)生尋找系統(tǒng)的思維方法，尤其是凌亂繁雜的知識(shí)，將其整體化、系統(tǒng)化，提高復(fù)習(xí)的效率，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]指向深度學(xué)習(xí)的高三化學(xué)深度備課—以氯溴碘及其化合物的單元復(fù)習(xí)為例[J].中學(xué)化學(xué)教與學(xué)，2019，（3）：11-15

作者簡介：王敏（1979-），女，江蘇海門人，江蘇省海門中學(xué)，中學(xué)一級(jí)，碩士研究生