“發展性任務”教學主張下的高中化學課堂教學
——以高三微專題復習課為例

江蘇 姚明站

依《中國高考評價體系》及其說明和《關于做好2021年普通高校招生工作的通知》要求，高考命題要基于立德樹人的根本任務，在問題情境中認識、分析和解決問題，發揮高考命題的育人功能和導向作用，在2021年1月份的江蘇省2021年新高考適應性考試(以下簡稱江蘇省適應性考試)中，試題的開放性、靈活性明顯增強，加大了歸因類問題的考查力度，有效地避免了學生在學習中的“機械刷題”和死記硬背的現象，這類試題必將成為今后高考重點考查的對象。歸因類問題因情境陌生、探究性強，對學生的信息的獲取和處理能力要求高，導致學生缺乏解決問題的自信，產生畏難情緒和逃避心理，從而錯失學科核心素養發展和學業質量水平提升的機會。

教師可以根據命題情境，設計“發展性任務”，引導學生獲取和處理信息，達到提高學生證據推理意識的目的，達成使學生學會解決問題并形成解題思路的目標，發展學生的學科核心素養，提升學生的知識結構化水平。所謂“發展性任務”，是指教師能夠站在發展學生學科核心素養的高度，根據《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》要求，在深度解讀教材的基礎上，把課堂教學目標分解為若干個梯度合理、結構鮮明、富有啟發性和生成導向的學習任務。發展是事物不斷前進的過程，是由舊事物到新事物的運動變化過程，其根源是內部矛盾，即事物的內因，化學就是在原子、分子的層面上研究物質發展變化的學科。所以，發展性任務必須有明確的指向性，具有矛盾性、思辨性和探究性的特征。

現以陌生非氧化還原反應方程式的書寫及應用為例，說明在教學中如何設計發展性任務。非氧化還原反應多為復分解反應，也會涉及無單質參加的化合反應、無單質生成的分解反應(如銨鹽、弱酸酸式鹽、難溶氫氧化物、難溶碳酸鹽等分解)等，以“緊湊式問題組”模式進行“微型專題”復習。

1.“酸性物質與堿性物質”反應

【例1】(2020·江蘇卷·16節選)吸收工廠煙氣中的SO2，能有效減少SO2對空氣的污染。氨水、ZnO水懸濁液吸收煙氣中SO2后經O2催化氧化，可得到硫酸鹽。

圖1

(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反應的離子方程式為____________________；當通入SO2至溶液pH=6時，溶液中濃度最大的陰離子是________(填化學式)。

(2)ZnO水懸濁液吸收SO2。向ZnO水懸濁液中勻速緩慢通入SO2，在開始吸收的40 min內，SO2吸收率、溶液pH均經歷了從幾乎不變到迅速降低的變化(見圖2)。溶液pH幾乎不變階段，主要產物是________(填化學式)；SO2吸收率迅速降低階段，主要反應的離子方程式為________________。

圖2

“發展性任務”問題設計：

(1)Q1：向氨水中通入SO2的過程中，發生的反應有哪些？

Q2：該反應過程中，溶液中溶質與pH之間有什么關系？

(2)Q1：溶液pH為什么會從幾乎不變到迅速降低？

Q2：向ZnO水懸濁液中勻速緩慢通入SO2過程中，發生了哪些反應？溶液pH應如何變化？

Q3：追問，為什么pH迅速降低階段SO2吸收率也迅速降低？(從平衡移動的視角分析)

策略分析：試題以“吸收工廠煙氣中的SO2”真實情境為載體，題給信息中提供了吸收SO2的方案、圖像信息以及相關陌生物質的性質，信息量較大，對學生陌生信息的獲取和處理能力要求高，學生解題思路不清晰是首要的答題瓶頸。研究SO2被氨水、ZnO水懸濁液吸收過程中發生的反應、對應產物以及溶液pH的變化情況，是一個動態變化的過程。教師在進行教學設計時聚集問題，結合物質的轉化規律，可以設計出如上所示的發展性任務，將任務目標進行合理分解，設計出梯度合理、結構鮮明、富有啟發性和導向性的問題，引導學生動態生成對問題的理解，最終使學生完成任務或解決問題，并逐步形成問題解決的流程，建構解決問題的思維模型，把握解決問題的思維路徑。

2.“強酸制弱酸”原理

【例2】(2017·江蘇卷·16節選)鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如圖3：

注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。

(2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不變”或“減小”)。

“發展性任務”問題設計：

Q1：溶液的pH如何變化，首先要考慮什么？

Q2：“過濾Ⅰ”所得濾液主要成分是什么？“反應”生成的產物是什么？

Q3：寫出反應的離子方程式，各反應的本質是什么？分析溶液pH的變化情況。

3.“水解”反應

(1)沉淀：向酸性廢水中加入適量Fe2(SO4)3溶液，廢水中的氨氮轉化為NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。

①該反應的離子方程式為________________________。

②廢水中氨氮去除率隨pH的變化如圖4所示，當1.3

圖4

“發展性任務”問題設計：

Q1：沉淀氨氮反應過程中，題中給了哪些關鍵信息？

Q2：嘗試書寫該反應的離子方程式，分析該沉淀氨氮的反應本質是什么？

Q3：隨著pH的增大，影響氨氮去除率的因素可能有哪些？氨氮去除率上升段和下降段的主要原因分別是什么？

【例4】(1)以粉煤灰(主要成分為Al2O3、SiO2，還含少量Fe2O3等)為原料制取氧化鋁的部分工藝流程如圖5：

圖5

“除鐵”生成Fe(OH)3的離子方程式：________________________。

(2)(2021·湖南省適應性考試·16節選)在加熱條件下，尿素[CO(NH2)2]在水中發生水解反應，放出________和________兩種氣體(寫化學式)。

“發展性任務”問題設計：

Q1：“除鐵”生成Fe(OH)3的反應物是什么？

Q2：該反應的本質是什么？如何書寫該反應的離子方程式？

Q3：書寫尿素[CO(NH2)2]在水中發生水解反應的化學方程式，總結水解的化學反應方程式書寫的要點。

從例3到例4，兩個例題本身就體現任務的發展性，提升理解水解反應的本質，進行發展性任務設計。從而形成更為完善的水解概念體系。

4.“平衡轉化”思想

【例5】沉鈷工藝流程如圖6所示，請寫出“沉鈷”過程中的離子方程式：________________________。

圖6

“發展性任務”問題設計：

Q1：根據工藝流程圖，尋找“沉鈷”過程主要的反應物和生成物，并書寫反應的離子方程式。

Q2：對照反應物和生成物，分析該反應的本質過程可能是什么？

5.多重復合類

【例6】在50℃時ZnSO4溶液中加入NH4HCO3碳化，生成ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O、(NH4)2SO4和CO2，寫出碳化過程的化學方程式：________________________。

“發展性任務”問題設計：

Q1：根據原子守恒書寫反應的化學方程式，該反應可如何分解？(可看成“平衡轉化”和“水解”兩個過程的復合)

Q3：該反應溶液pH變化對產物的組成會造成什么影響？

【例7】(2021·江蘇省適應性考試·16改編)取一定量蝕刻廢液{主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2}和稍過量的NaOH溶液加入到三頸瓶中，在攪拌下加熱反應并通入空氣，待產生大量的黑色沉淀時停止反應，趁熱過濾、洗滌，得到CuO固體；所得固體經酸溶、結晶、過濾等操作，得到CuSO4·5H2O晶體。

寫出用蝕刻廢液制備CuO反應的化學方程式：____________________。“加熱反應并通入空氣”的目的是______________________________。

“發展性任務”問題設計：

Q1：結合題給信息，推理書寫化學方程式。

Q2：“加熱反應并通入空氣”的目的是什么？

Q3：分析蝕刻廢液制備CuO反應可能包括哪幾個過程？

Q4：追問，銀鏡反應{[Ag(NH3)2]OH溶液}必須在堿性條件下發生的原因是什么？

策略分析：非氧化還原反應的化學方程式的書寫，只有能夠洞悉反應的本質，才能精準地判斷和書寫出正確的化學方程式，方能進一步應用原理解釋說明和判斷。