基于模型建構的高三化學二輪復習之線上教學策略及實踐研究

陳怡

摘要：如何提升線上教學效率是疫情之下亟須解決的問題，通過目標導向、問題引領、精心編制學案、課堂多種方式的互動能促進教學效率的提高，人文關懷也是促進學生積極參與課堂的重要方法。

關鍵詞：模型建構;目標引領;問題導向;編制學案

文章編號：1008-0546（2022）10-0079-03中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

一、教情、學情分析

疫情之下，我們的課堂不得不在線上進行。教、學的環境發生了根本的變化，學生在線學習的效果遠遠不如線下課堂，這是普遍的認識，怎樣才能讓網絡課堂能夠緊緊抓住學生的注意力、讓學生專注于課堂，提高教學效率呢？

為每一節課設立一個主題或一個貫穿始終的目標，能有效地幫助學生高度參與課堂。深入化學學科本原的理解、知識的結構化、有化學特征的思維方法或方式等均能為網絡課堂的主題或目標注入靈魂。特別是在高三二輪不同模塊的復習中進行解決問題的模型建構，這種思維方式能充分調動學生的積極性，激發學習興趣，有利于學生深度學習。

精心編制學案。學案可以讓網絡課的課堂內容、結構外顯，學生通過學案可以清楚地知道本節課的主題、框架是怎樣的，將要學習什么內容或解決什么問題。圍繞主題或目標的問題是編制學案應該關注的重點，這些“問題”既是吸引學生的焦點，也是幫助學生收獲網絡課堂學習效果的重要階梯。

二、化學實驗方案設計的思維模型

化學實驗方案設計的思維模型可歸納如圖1所示。化學實驗方案就像由實驗目的達到實驗結果的“橋梁”，實驗過程中的物質轉化是“橋面”，實驗操作則是“橋墩”。基于核心反應和除雜反應或除雜方法確定各步實驗操作細節、確認各步實驗完成的標準，基于化學反應和信息確定實驗中的關鍵數據，這些思維過程像是在建“橋面”和“橋墩”，科學表述實驗方案則是在進行最后的雕琢、呈現。

三、促進“模型建構”的線上教學策略及實踐

1.目標引領——結合高考學業水平要求，縱覽近5年高考試題

物質制備實驗方案設計是江蘇高考的必考題型，對學生綜合能力的要求很高，通常要求學生在題給試劑、信息下完成實驗方案設計。《普通高中化學課程標準》要求選修化學的學生能基于“綠色化學”理念設計無機化合物制備的方案，并對方案進行評價和優化。[1]近5年江蘇高考實驗方案設計考查內容如表1所示。

化學實驗方案設計能很好地考查學生的元素化合物、反應原理、實驗操作的知識考查，也能考查綜合解決問題的能力。

2.問題導向——學會設計物質制備實驗方案

【活動1】請設計以Al2（SO4）3、MgSO4組成的混合溶液為原料制備MgCO3·3H2O實驗方案：，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O（確保原料中鎂充分利用）。金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如表2所示。

【提出問題、討論問題】在線上教學時設置層層遞進的問題展開討論：

Q1：根據實驗目的，該制備過程需要實現的物質轉化是什么？

Q2：物質轉化過程中涉及的試劑還有哪些？

Q3：該制備過程中還有哪些操作細節和條件控制的要求？

這個問題比較大，需設置如下引導性問題：

q1：該制備過程中核心反應是什么？除雜反應是什么？

q2：反應物加什么？怎么加？加多少？

q3：如何控制pH？

q4：怎樣確保原料中鎂充分利用？

q5：如何檢驗沉淀已經完全？

Q4：將上述討論用流程圖呈現

在線上討論過程中，由于問題有梯度、有關聯，學生的注意力容易保持集中。學生通過線上語音和“交流欄”的文字一起進行了討論，主要圍繞反應物加什么、怎么加和加多少展開，而這正是實驗方案設計中需要突破的難點之一。還有學生在前一段討論結束后，通過文字在“交流欄”對通過調pH析出Al（OH）3過濾后是否需要洗滌、是否需要將洗滌濾液與濾液進行合并，提出了自己的看法。在用流程圖呈現實驗方案環節中，請字跡清楚、攝像頭像素高的同學進行了直播展示，這使得互動變得生動、可見，調動了同學們參與的積極性。直播中出現了設計不嚴謹、在重要環節中丟失關鍵數據或遺漏操作的問題。因此，需要進一步針對實驗方案設計建構整體模型，并對難點進行局部的模型建構。

3.模型建構

（1）整體建模

Q5：根據流程圖，請找出完成整個實驗方案設計的關鍵所在？

實驗方案的設計是分析與綜合的過程，其重點在于信息提取、運用。先抓住實驗目的，由此確定原料經過哪個核心反應可以得到目標產物;其次，分析發生核心反應前后需要除去的雜質是什么，怎么除;第三，通過核心反應得到了目標產物，根據產物的聚集狀態，選擇分離提純的方法。概括起來的模型為：原料→除雜→核心反應→分離提純→目標產物。

（2）局部建模

進入二輪復習，大多數學生不能很好地完成化學實驗方案設計的根源在于，分析與綜合的思維過程中缺乏嚴密性，表達實驗方案時前后步驟、實驗操作的自洽性不足，這些都源于基礎知識和原理的綜合運用能力、信息提取和綜合運用能力尚有欠缺，幫助學生通過局部步驟的建模可以實現對此類根源問題的突破。

Q6：在實驗過程中，如何確認鋁離子完全被除去、鎂離子完全沉淀了呢？構建局部模型如圖2所示。

化學反應都是在一定條件下進行的，因此實驗過程中需要對反應條件進行控制，實驗步驟應該是有序進行的，上一步完成后進行下一步操作，否則會帶來許多問題。學生動手做實驗的機會太少導致實驗素養有一定的缺失，會有想當然的想法，這是在二輪化學實驗復習中教師需要注意糾正的。線上教學無法讓學生進實驗室動手操作，這一點可以通過相關實驗知識的結構化進行彌補。在描述實驗方案時，要注意對已有實驗方案進行評價，以強化控制實驗條件的意識和對細節的把控，可以對照高考答案進行校準。

4.真題演練——內化模型

【活動2】（2020·江蘇卷）設計以FeSO4溶液、氨水—NH4HCO3混合溶液為原料，制備FeCO3的實驗方案：[FeCO3沉淀需“洗滌完全”，Fe（OH）2開始沉淀的pH=6.5]

通過能充分蘊含課堂所建模型的高考真題，讓學生理解模型，內化模型。在線上請同學語音回答，其他同學評價，完全由學生完成本方案的設計。學生在自查、自糾中，進一步體會到實驗操作細節、反應條件控制、實驗完成標準把握的重要性。最后對照高考答案進行校準。

5.變式訓練——課堂鞏固與提升

【活動3】變式訓練：（2021·揚州考前調研）（節選）實驗室研究從煉銅煙灰（主要成分為CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸鹽）中分別回收銅、鋅、鉛元素的流程如圖3所示。

（3）已知：25℃時，Ksp（PbSO4）=2.5×10-8;PbSO4+2Cl-PbCl2+SO一定條件下，在不同濃度的NaCl溶液中，溫度對鉛浸出率的影響、PbCl2的溶解度曲線分別如圖4、圖5所示。

浸出后溶液循環浸取并析出PbCl2的實驗結果如表3所示。

為提高原料NaCl溶液利用率，請補充完整利用酸浸渣制備化學純（純度≥98.5%）PbCl2晶體的實驗方案：取一定質量的酸浸渣，，將所得晶體洗滌、干燥。（可選用的試劑：5mol·L-1NaCl溶液，1mol·L-1NaCl溶液，NaCl固體）。

基于建構的模型，原料酸浸渣的主要成分為PbSO4，用已知信息反應作核心反應，制備目標產物PbCl2。本題的難點在于如何控制條件使鉛浸出率最大，解讀信息可知應選擇NaCl溶液為5mol·L-1、溫度為90℃，而PbCl2在5mol·L-1NaCl溶液中的溶解度受溫度影響較大，為防止PbCl2提前析出，要趁熱過濾，同時根據表3數據應選擇循環浸取的次數不能超過2次。

本題所給信息比較開放，既在已知信息中有體現，同時也有圖形信息和表格信息。學生在解題時要把題給信息統籌兼顧，看清實驗目的，根據實驗目的對信息進行篩選、綜合運用，同時要注意操作的規范性和描述的科學性。多重信息的加入、陌生反應的運用對學生提出了較高的要求，在這樣的陌生情境中，基于整體模型可以突破實驗方案的整體把握、基于局部模型可以突破實驗條件的控制和實驗方案的描述。

線上教學時，先給學生3分鐘思考，然后基于模型進行了提問，先確定大框架，再對細節進行討論。

四、反思

線上教學的難點在于如何激發學生的參與熱情、深度參與課堂，在推進課堂教學時目標引領、問題導向、思維建模是推動學生前進的一種動力。高三二輪復習，進行思維建模既是創建高效課堂的需要，也是培養學生化學核心素養的需要。

還可以利用好每節課的課前2分鐘，先跟學生聊聊前一天的作業情況，作業就是學生線上學習的晴雨表，老師若能準確指出作業中問題所在，學生則會產生共鳴;利用這2分鐘，真誠地關心學生，學生一天上8 節課，每節課理論上都要非常投入，這真的非常辛苦;也可以利用這2分鐘，跟學生講講他們感興趣的話題，拉近師生的距離，為調整學生的上課狀態做好鋪墊。

總之，調動學生線上學習積極性，應該從兩方面著手，一是提升課堂教學內容的吸引力、激發疫情之下學生自身學習的動力，這是內因;二是用多種方式鼓勵學生積極參與。疫情反復，線上教學效率的提高還需要全體老師的努力，也需要學生的努力，師生形成合力才能收獲最好的效果。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.