例談高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)中主題式教學(xué)情境的發(fā)掘

謝培林

(廣東省陽江市廣東兩陽中學(xué))

一、當(dāng)前高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)中存在的問題

在經(jīng)歷過一輪復(fù)習(xí)之后,學(xué)生對各個知識點(diǎn)已經(jīng)有了全面的了解,但在二輪復(fù)習(xí)當(dāng)中,很多學(xué)生容易陷入“題海”,知識的獲取能力和解題能力的提升只是依靠大量重復(fù)機(jī)械的訓(xùn)練,而這種復(fù)習(xí)方法容易造成知識和思維的碎片化和表面化。

“題海”戰(zhàn)術(shù)的傳統(tǒng)復(fù)習(xí)模式對學(xué)生來說不具有遷移應(yīng)用價值,在真實(shí)問題的解決中難以發(fā)揮作用。而縱觀近幾年的高考化學(xué)試題,試題素材陌生度高,情境呈現(xiàn)方式新穎,因此較多學(xué)生陷入了知識都會,但無法解決高考題的泥潭中。

二、主題式教學(xué)提出的背景及涵義

2018年教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版)指出要重視開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué),倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè),開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動,重視內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

主題式教學(xué)是指課堂教學(xué)以項(xiàng)目探究形式或問題解決形式統(tǒng)整書本知識與實(shí)際生活、生產(chǎn)中的學(xué)科問題,以教學(xué)主題為樞紐,在系統(tǒng)內(nèi)各要素之間彼此聯(lián)系、相互作用與協(xié)調(diào)運(yùn)行中,達(dá)成學(xué)習(xí)主體心理結(jié)構(gòu)的完善與自我實(shí)現(xiàn)的整體性教學(xué)。

主題式教學(xué)與傳統(tǒng)講授式課堂的主要差異在于主題式教學(xué)有統(tǒng)整系列問題的真實(shí)情境,問題之間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和邏輯性,在問題的解決當(dāng)中不斷地推進(jìn)課堂、深入課堂,能有效培養(yǎng)學(xué)生分析和解決真實(shí)情境問題的能力。可以看出,主題式教學(xué)符合當(dāng)下新課標(biāo)、新高考對學(xué)科核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力的要求。

三、二輪復(fù)習(xí)中主題的發(fā)掘

在知網(wǎng)上以“化學(xué)主題式教學(xué)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索,從2013年1月至2022年10月,共找到149篇相關(guān)論文。每年發(fā)表的情況如圖1。

圖1

從圖中數(shù)據(jù)可以看到,化學(xué)主題式教學(xué)論文發(fā)表的篇數(shù)大體呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,在2018年呈現(xiàn)大幅增長,而這剛好是新課標(biāo)落地的第二年。這說明在新的一輪課改當(dāng)中,主題式教學(xué)越來越引起了教育工作者的注意。

對這些論文進(jìn)行歸類分析,發(fā)現(xiàn)與二輪復(fù)習(xí)有關(guān)的論文大多是教學(xué)設(shè)計(jì)的研究,對解決主題情境和問題鏈設(shè)計(jì)兩個較為棘手的問題卻缺少研究。本文著重發(fā)掘二輪復(fù)習(xí)中能利用的主題情境,解答廣大教師在教學(xué)實(shí)踐中存在的一大困惑。

化學(xué)二輪主題式復(fù)習(xí)可以從“生活維度” “考試維度”和“心理維度”三個維度進(jìn)行主題的發(fā)掘,這三個維度也基本囊括了學(xué)生的外部環(huán)境和內(nèi)部心理的狀態(tài)。

(一)從生活維度方面發(fā)掘主題

化學(xué)是一門與社會生活聯(lián)系緊密的學(xué)科。從社會生活中發(fā)掘主題,可以讓學(xué)生感受到化學(xué)來自生活,又能讀懂生活,感受到所學(xué)知識具有巨大的應(yīng)用價值,從而激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。從社會生活中發(fā)掘主題,具體可以細(xì)分為以下角度。

1.聚焦時事熱點(diǎn)

例如,在與新冠肺炎的抗戰(zhàn)中,學(xué)校復(fù)課后,學(xué)生每天都要利用二氧化氯泡騰片對教室進(jìn)行消毒。可以利用身邊的ClO2為主題進(jìn)行授課,設(shè)置了如下一些問題:①制備ClO2的方法有哪些,評價氧化法和還原法兩種方案優(yōu)劣;②鑒別ClO2與Cl2兩種黃綠色水溶液的方法和比較兩種消毒劑的優(yōu)劣;③設(shè)計(jì)方案測定二氧化氯的含量和殘留量。通過問題的解決,實(shí)行教—學(xué)—評一體化,實(shí)現(xiàn)了對知識的評價和創(chuàng)造兩個層次,提升了高階思維。

再如,以新聞中的河流污水處理為背景,從化學(xué)需氧量到高錳酸鉀的應(yīng)用和制備為主題,進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的綜合復(fù)習(xí)。

2.結(jié)合環(huán)保題材

例如,以印刷電路板為主題,設(shè)計(jì)以下關(guān)聯(lián)性問題:①工業(yè)上印刷電路板的原理;②如何利用原電池原理腐蝕銅;③如何回收廢液中的銅和Fe2+;④電解法將Fe2+氧化成Fe3+最優(yōu)條件的控制。以真實(shí)問題為情境,將原電池的設(shè)計(jì)、離子反應(yīng)和電解池放電順序融合其中。

再如,以電浮選凝聚法處理生活污水為主題,設(shè)計(jì)3個核心問題:①有什么方法讓污水變得澄清;②在電解過程中如何提高電解的效率;③如何利用電解方法降解有機(jī)色素和除去含Cr(Ⅵ)的污水。在問題的解決過程中,使學(xué)生認(rèn)識到電解法在處理污水當(dāng)中的巨大作用,另外也打破了學(xué)生對于放電順序的思維定勢,最后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納整理和提煉升華。

與環(huán)保題材相關(guān)的主題還有:以田間廢棄的玉米稈為主題,將其進(jìn)行發(fā)酵及系列處理得到生活中的各種塑料,在問題解決的過程中復(fù)習(xí)塑料的單體、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化和有機(jī)合成路線的設(shè)計(jì)等知識;以工廠廢棄鐵屑轉(zhuǎn)變成FeSO4補(bǔ)鐵劑為主題,進(jìn)行鐵鹽和亞鐵鹽及無機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)的綜合復(fù)習(xí);以汽車尾氣的處理為主題,進(jìn)行氮及其化合物知識的復(fù)習(xí)等。

3.利用地方特色資源

在教學(xué)當(dāng)中,滲透地方特色資源的主題能引起學(xué)生的強(qiáng)烈興趣和情感共鳴。例如,以廣東省陽江市支柱產(chǎn)業(yè)——鎳合金為主題設(shè)計(jì)課程“鎳的前世今生”,設(shè)置3個關(guān)聯(lián)性問題:①紅土鎳礦如何浸出鎳并提高浸出效率;②如何對鎳離子進(jìn)行分離提純;③生產(chǎn)出的鎳在電池中的應(yīng)用。通過三個問題的解決,總結(jié)出工業(yè)流程的一般模型,復(fù)習(xí)金屬離子除雜的常用方法以及對陌生電池的分析。

另外,還可以挖掘電鍍中的化學(xué)(陽江市江城區(qū)),調(diào)味品中的化學(xué)(陽江市陽西縣),溶洞中的化學(xué)(陽春市),核電站中的化學(xué)(陽江市陽東區(qū))等主題組織教學(xué)。

(二)從考試維度方面發(fā)掘主題

二輪復(fù)習(xí)從應(yīng)試角度看,要幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)“會不會”到“對不對”的跨越,這可以從考試常考題型和認(rèn)知沖突兩個角度選取主題。

1.歸納題型知識

從近些年高考試題來看,所考題型相對固定,如阿伏加德羅常數(shù)選擇題、電化學(xué)選擇題、元素周期表及元素周期律選擇題、工業(yè)流程大題、實(shí)驗(yàn)大題、化學(xué)反應(yīng)原理大題等。但如果選取整道題目作為主題,這樣會顯得過于寬泛,容易囫圇吞棗。因此,可以對大的主題進(jìn)行分解切片,實(shí)行“微主題”復(fù)習(xí),有效地實(shí)現(xiàn)重難點(diǎn)突破。如針對工業(yè)流程當(dāng)中的常見考點(diǎn),設(shè)置如下“微主題”。

表1

2.設(shè)置認(rèn)知沖突

認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為當(dāng)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)不能用頭腦中已有的知識來解釋一個新問題或發(fā)現(xiàn)新知識與頭腦中已有的知識相悖時,就會產(chǎn)生認(rèn)知失衡。為了重新保持平衡,就會激發(fā)學(xué)習(xí)者探索未知領(lǐng)域的強(qiáng)烈愿望,而這正是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí),發(fā)展高階思維的有效時期。

例如,以碳酸氫鈉和氯化鈣溶液能否反應(yīng)為情境,在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)中引發(fā)認(rèn)知沖突,并組織學(xué)生進(jìn)行猜想和探究,借助平衡常數(shù)認(rèn)識反應(yīng)進(jìn)行程度的定量思維,發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。

再如,以維生素C(結(jié)構(gòu)簡式如圖2)的發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用為主題情境,設(shè)置了如下問題:①維生素C可能具有的化學(xué)性質(zhì)以及是否具有水溶性;②為什么羥基可以連在碳碳雙鍵上;③體現(xiàn)酸性的結(jié)構(gòu)是哪一部分;④如何改進(jìn)護(hù)膚品中的維生素C結(jié)構(gòu)以利于人體吸收。在解決以上②和③問題時,其實(shí)就引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突,并順勢得出了連在雙鍵上的羥基容易電離出H+,使維生素C具有一定的酸性,而這樣的H原子定義為α—H,從而解決了高考有機(jī)合成題中的重難點(diǎn),也讓學(xué)生對α—H為什么具有酸性有了更為深刻的理解。

圖2

另外,還可以在回收印刷電路板廢液的Fe2+情境中設(shè)置認(rèn)知沖突,解決Fe2+和Cl-在陽極上的放電順序問題;在草酸與酸性高錳酸鉀反應(yīng)中設(shè)置認(rèn)知沖突,認(rèn)識官能團(tuán)之間的相互影響。

(三)從心理維度方面發(fā)掘主題

學(xué)生經(jīng)過高三一輪復(fù)習(xí),普遍會感到身心疲憊。這時候,如果能設(shè)置一些具有趣味性、活潑性的教學(xué)情境,讓學(xué)生能以一種輕松愉悅的心情去認(rèn)識多姿多彩的化學(xué)世界,對化學(xué)的學(xué)習(xí)也可以起到很好的促進(jìn)作用。

例如,在探秘維生素C為主題的復(fù)習(xí)中,設(shè)置了應(yīng)用維生素C這一問題情境,讓學(xué)生利用所學(xué)知識思考如何改進(jìn)護(hù)膚品中的維生素C結(jié)構(gòu)以更方便地被人體吸收。學(xué)生會對這一身邊的問題產(chǎn)生高度興趣,在輕松愉悅的氛圍當(dāng)中提出自己的方案,從而實(shí)現(xiàn)了對所學(xué)知識的應(yīng)用。

再如,在草酸的教學(xué)當(dāng)中,植入“你之蜜糖,我之砒霜?”這一情境,設(shè)置如下問題:①草酸可能具有的化學(xué)性質(zhì)和在植物體內(nèi)的調(diào)節(jié)作用是什么;②人類對抗“植物利用草酸鈣攻擊”的方法并分析是否合理;③人類如何將草酸轉(zhuǎn)變成對自己有用的物質(zhì),實(shí)現(xiàn)砒霜變蜜糖的方法。在這些問題的解決當(dāng)中,學(xué)生認(rèn)識到同一物質(zhì)在植物和動物之間體現(xiàn)出截然不同的作用,認(rèn)識到植物演化出的“化學(xué)武器”的厲害,也認(rèn)識到人類的智慧和學(xué)習(xí)化學(xué)知識的價值,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。

另外,還可以從化學(xué)史的角度進(jìn)行主題的挖掘,如以原電池的發(fā)展歷程為主題,進(jìn)行單液、雙液和膜電池原理的復(fù)習(xí)。化學(xué)史作為教學(xué)主題,能有效培養(yǎng)學(xué)生的正確價值觀和社會責(zé)任意識,是一種心理層面上的升華。

四、結(jié)語

貫徹新課標(biāo)的理念和適應(yīng)新高考的改革變化,主題式教學(xué)無疑是一種能有效達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)方式,而如何落實(shí)?最終要落到教師平時的教學(xué)設(shè)計(jì)上,其中棘手的問題是主題的發(fā)掘。二輪復(fù)習(xí)中主題的發(fā)掘就要求教師要以化學(xué)的視角時刻關(guān)注社會生活,注意考試重難點(diǎn)和學(xué)生思維易錯點(diǎn)的變化,從而幫助學(xué)生以放松的心情進(jìn)行復(fù)習(xí)。