“二階六步”新型課堂在化學教學中的實踐

吳蕾 羅欣 徐丹青

摘? ? 要：“二階六步”新型課堂聚焦師生“雙向提問”，重構“學”和“導”的課堂結構。在教學中教師可以運用“二階六步”新型課堂，通過自學提問、生問生答、師問生答的方式，繪制、修正和完善思維導圖，從而達成化學核心素養的目標。

關鍵詞：二階六步;煤的綜合利用;雙向提問;思維導圖

一、設計背景

本節課選自新人教版高中化學必修第二冊第八章第一節第三部分“煤、石油和天然氣的綜合利用”。其中“煤的綜合利用”這部分內容在實際教學中可能會出現以下幾種情形：有些教師將本節內容作為簡單的介紹性知識進行講授，或根據教師的學案學生自主閱讀教材，以填空的方式完成學案，主要聚焦于知識的記憶;也有部分教師還會通過播放視頻來達成情感目標，效果并不十分理想。本節內容從知識目標上看是簡單的，但其仍然蘊藏著豐富的育人功能，學生通過本節內容的學習，是否可以達成化學核心素養的培育目標值得我們研究。

本節課知識難度不大，適合學生自主學習，而自學之后還需要教師的引導和進一步的托舉。因此非常適宜采用完整的“二階六步”模式展開教學。我們在本節課中采用“二階六步”新型課堂，以學生自學為起點，以教師引導、師生雙向提問為路徑，達成化學核心素養的培育目標，并有一定的收獲，因此寫出來與大家探討，歡迎各位同行指正。

二、“二階六步”新型課堂簡介

“二階六步”新型課堂[1]是本文作者之一徐丹青，研究學習了多種先進的教學理念和方法，結合高中學生學習的實際需要及高中化學課堂現狀提出的。“二階六步”新型課堂即教師合理設置學習目標和學習內容，教學始于學生的預學習，以學生和教師雙向提問為核心，并由教師根據學生在自學過程中尚未發現和解決的問題作適當深入的提問、點撥和化解。整個教學過程強調學生通過自主學習和思考交流，從疑問產生到疑問解決而形成知識體系和知識技能，同時培養化學核心素養。其環節包括兩個階段六個步驟。

第一階“學生的學”：教師設置學習目標，學生立足于課本主動獲取知識并生成初級問題，組內討論解決的同時生成更高級問題，組間交流并互助解決;第二階“教師的導”：教師對第一階段中學生生成的問題進一步深化拓展、引導提問，師生交流集體研討。其流程與結構如圖1所示。

三、教學實踐

“煤的綜合利用”教學流程如圖2所示，具體教學過程如下。

（一）自學提問，繪制思維導圖

教師課上發下自學導航單，學生根據學習目標，閱讀相關教材，完成學習任務：①在教材文本上批注和記錄，了解煤的綜合利用的路徑，嘗試繪制煤的綜合利用的思維導圖;②在教材文本中找出疑難點，記錄在自學導航單中。自學導航單包含以下欄目：學習目標、學習資料、學習任務、學習檢測四部分。本節課的自學導航單設計如下。

“煤的綜合利用”自學導航單

一、學習目標

? 認識煤的綜合利用原理及產物。

? 認識化石燃料燃燒對環境的影響，了解保護環境的重要意義。

? 通過自學閱讀、雙向提問，培養學生的自學能力、質疑能力和小組協作能力，發展科學精神。

? 通過繪制煤的綜合利用思維導圖，發展學生的模型認知和變化觀。

? 通過學習煤的綜合利用和視頻觀賞，樹立綠色化學觀，發展社會責任素養。

二、學習資料

煤的主要成分（如下圖）與煤礦資源使用現狀（略）。

三、學習任務

1.請閱讀《化學》（必修）第二冊P102，自學煤的綜合利用。了解煤的綜合利用的路徑有哪些，每種方法對應的原理和產物是什么。請畫出各物質的具體轉換關系圖。（參考示例：石油的加工）

2.請將小組自學過程中不能解決的疑問記錄下來。

四、學習檢測

（略）

自學完畢，學生四人一組相互啟發共同解決彼此的疑問，然后開始繪制思維導圖，并展開交流討論。教師關注每個學習小組的學習情況。教師在巡視的過程中，拍下各小組繪制的思維導圖和記錄的疑問。

（二）生問生答，修正思維導圖

教師匯總各小組的問題，舍去重復的問題，投影在屏幕上。

學生提出的問題：

①煤的氣化和液化是物理變化還是化學變化？

②為什么粗氨水是液體，卻屬于出爐煤氣的成分？

③為什么出爐煤氣中的粗苯不會溶解在煤焦油里？

④煤既然能直接液化，為什么還要間接液化？

⑤水煤氣是什么？

……

組間提問合作解答是生生之間的交流，更是學生“教”學生的學習活動。教師是課堂教學的組織者和引導者，把課堂舞臺還給學生，學生提問學生解答，讓學生成為主角。若學生能順利解答，教師及時予以表揚;若學生一時解答不完整、不到位或無法解答，教師給予點撥或轉問，幫助學生自己解答。

組間提問合作解答示例如下。

[投屏] ②為什么粗氨水是液體，卻屬于出爐煤氣的成分？

[師]問題提得很好，看書很仔細。有沒有同學知道？

（學生一下子被問住了，此時臺下鴉雀無聲）

[師點撥]請同學們看課本，找出干餾的條件是什么。

臺下有學生講，將煤隔絕空氣加強熱。

[生1]哦！我知道了！這時候溫度很高，所以粗氨水中的氨氣都會揮發出來，氨氣是出爐煤氣的成分。

（臺下學生恍然大悟）

……

學生問題解決完畢，教師請其中一個小組將其思維導圖繪制在黑板上。其他小組參照自己繪制的思維導圖進行對比，同時教師將各小組的思維導圖依序投屏，大家相互交流，取長補短，進行補充和修正。這是一個從簡單到復雜、從發現問題到解決問題的學習過程，也是一個修正的過程，學生的學習能力和學科素養均得到發展。

教學示例如下。

[師]請同學們觀察黑板上第3小組繪制的思維導圖（圖3），這張思維導圖有一個亮點，它是將煤的綜合利用按照氣化、液化、干餾的順序排列起來。請這組同學派代表說說，為什么你們要按照這個順序排列呢？

[生2]煤氣化產物是氣體，液化產物是液體，干餾產物有固體，我們想著按照產物是氣體、液體、固體的順序寫，能方便記憶。

[師]你們的想法非常棒！值得我們借鑒。我們還可以將三種加工方式所獲得的燃料的形態補充在思維導圖上。該小組已經將煤的綜合利用的基本框架找出來了，接下來一起合作，對這張思維導圖進行完善和修正。

[生3]干餾的定義是新知識，應該補充在思維導圖中。

[生4]直接液化和間接液化都屬于液化，可以合并為液化。

[生5]可燃性氣體主要是水煤氣，應該標注出來。

……

（組間合作，補充修正后的思維導圖如圖4）

（三）師問生答，完善思維導圖

[師]同學們在自學過程中提出了很多問題，都非常好。下面老師還有幾個問題，請同學們思考解決。

[投影]問題1：煤的干餾跟蒸餾有什么不同？

[生6]一個是物理變化，一個是化學變化。

[師]從條件控制來看，兩者還有什么區別？

[生7]干餾需要隔絕空氣，蒸餾不用。

[生8]有空氣的話，煤加熱就會燒起來。

[師]還有補充嗎？（臺下陷入思考）

[師點撥]干與什么相對？

[生9]（頓悟）與濕相對，干餾要隔絕水。如果有大量的水，碳就跟水發生氣化反應。

[生10]（頓悟）怪不得焦爐氣中有CO和H2，可能是煤里少量的水跟碳生成的。

[師總結和啟發]非常好！干餾就是固體干燒的過程。蒸餾是液體加熱，因此干餾的加熱溫度通常比蒸餾高。能不能再從產物狀態對它們進行比較？

……

（師生從各個角度對煤的干餾特點進行總結）

[投影]煤干餾得到煤焦油，如何從煤焦油中分離苯、二甲苯？

[生11]用蒸餾。

[師]（展示表1）具體如何操作得到苯、二甲苯？

[生12]加熱到78℃收集苯，在137～140℃收集二甲苯。

[師]從煤焦油中還能得到很多產品。（轉問）通過煤我們可以得到苯，因此有人說煤中含有苯，對嗎？

[生13]不對，自學導航單中有煤的結構，煤里面沒有苯，是含苯環的復雜有機物。

[生14]哦，干餾是化學變化，通過化學反應生成苯。

（大家一起歸納從煤到苯的路徑，并繪制在思維導圖上）

[投影]問題2：水煤氣既可以是煤氣化得到，也可以是干餾產物焦炭跟水蒸氣反應得到，生成的水煤氣再合成甲醇，這都屬于間接液化。請寫出水煤氣合成甲醇的化學方程式。

（一名學生代表上臺板書。教師巡視并適度指出個別學生的錯誤）

……

[師]煤氣化得到的水煤氣還可以進一步反應生成甲烷、乙烯等。煤直接液化是煤的大分子通過加氫生成烴類，然后繼續裂化生成汽油、柴油等液態燃料油。

（師生共同完善的思維導圖如圖5所示）

[師]問題3：煤綜合利用的途徑這么復雜，為什么還要綜合利用，而不是直接燃燒煤？

[生15]課本上說“煤的干餾、氣化和液化獲得清潔的燃料和多種化工原料”。

[師追問]直接燃燒煤會有什么污染？

[生16]煤的組成中有氮、硫元素，直接燃燒會生成氮氧化物和二氧化硫。

[師]這兩位同學看書都非常仔細！我們看課本中煤干餾的表格，煤干餾獲得的化工原料種類非常多，應用也很廣泛。直接燃燒煤除了會污染環境之外，還有什么缺點？

（學生陷入思考）

[師點撥]嘗試從燃料狀態和接觸面積角度考慮。

[生17]煤是固體，接觸面積小，直接燒煤，燃燒不徹底。

[師]對！煤是有限的不可再生資源，通過煤的綜合利用大大提高了煤的利用率。煤的氣化、液化可以得到清潔燃料。干餾產品焦炭可以用來煉鋼，瀝青可以用來筑路，同時還能得到許多重要化工原料。在化學家的創造下，煤就成了真正的“固體黃金”?。▓D6）

教師播放視頻，展示煤在國家經濟發展中的重要作用以及煤的綜合利用與環境保護的密切聯系。

四、教學反思

本節課的教學內容看似平淡無奇，采用“二階六步”新型課堂后，課堂變得鮮活起來，學生真正進入到學習中，學會了閱讀和自學提問，培養了合作學習能力，發展了學生的變化觀、證據推理與模型認知等核心素養。此外，煤工業生產模型的建構和煤綜合利用的視頻觀賞，幫助學生理解煤為何有“固體黃金”之稱，認識煤在國家經濟發展中的重要作用以及煤的綜合利用與環境保護的密切聯系，樹立綠色化學觀，培養科學精神與社會責任的核心素養。這樣的教學過程比單純知識講授或利用學案填空的收獲要多。

參考文獻：

[1]徐丹青，陳思靜，吳燁. 高中化學“二階六步”教學模式的創建與實踐[J] . 教學月刊·中學版（教學參考），2012（10）：60-62.

[2]羅欣，徐丹青.研讀教材，以問為先——基于高中化學“二階六步”新型課堂的案例分析[J].中學化學教學參考，2017（12）：5-7.