挖掘教材實(shí)驗(yàn)促進(jìn)思維生成

楊恒建

[摘要]以高三實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)課《物質(zhì)的制備》為例，通過設(shè)計(jì)多個(gè)有層次性和邏輯性的驅(qū)動性問題，整合、挖掘教材實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題和無機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題模型，實(shí)現(xiàn)高三復(fù)習(xí)課回歸教材的一種教學(xué)策略，以培養(yǎng)學(xué)生深層性思維能力，促進(jìn)學(xué)生思維生成，提高高三復(fù)習(xí)課效率，同時(shí)提升學(xué)生化學(xué)格局和人文修養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]思維生成；教材實(shí)驗(yàn)；物質(zhì)的制備；專題復(fù)習(xí)；高三化學(xué)

[中圖分類號]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]16746058

（2018）08005803

高三復(fù)習(xí)課如何更高效？這是一個(gè)宏大的命題。筆者現(xiàn)以高三實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)課《物質(zhì)的制備》為例，談?wù)勅绾位貧w教材，解決學(xué)生思維生成不足的問題。

一、教學(xué)目標(biāo)

1.通過對比教材和高考題所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，思考不同之處，培養(yǎng)思辨能力。

2.通過對教材內(nèi)容的挖掘和深度思考，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)識”等學(xué)科素養(yǎng)。

3.通過思考、討論、設(shè)計(jì)、評價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案及分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)“實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識”學(xué)科素養(yǎng)。

4.通過具體的制備實(shí)例，總結(jié)歸納出物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)題的架構(gòu)及解題思路和方法。

5.通過物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)題，建立與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常

生活和科學(xué)研究密切相關(guān)的觀念；由物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，聯(lián)

系整個(gè)教材感受“格局”這一思想。

二、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一有機(jī)物制備

1.用教材，思教材

【真題體驗(yàn)1】

（2014·全國課標(biāo)卷Ⅱ，10）下列圖示實(shí)驗(yàn)正確的是（）。

生1：選D。

師（思考1）：D選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裨诮滩闹姓业剑颗c教材比，此實(shí)驗(yàn)有何不同？

生2：在必修2的第75頁、選修5的第63頁有類似實(shí)驗(yàn)；題中用冰醋酸，而課本上用的是醋酸。

師（思考2）：為什么用冰醋酸，而不用稀的乙酸溶

液？為什么乙醇一般要過量？

生3：冰醋酸濃度大，反應(yīng)速率快些，乙醇過量可提高乙酸的轉(zhuǎn)化率。

生4：老師，讓乙酸過量提高乙醇的轉(zhuǎn)化率不行嗎？

師：生4問得好，哪位同學(xué)談?wù)勛约旱南敕ǎ?/p>

生5：乙醇便宜。（全場發(fā)出善意的笑聲）

師：有一定道理，主要原因是乙醇沸點(diǎn)低，便于分離。

師（思考3）：加熱的目的是什么？

生6：加快反應(yīng)速率。

【總結(jié)】結(jié)合影響反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率的因素、化學(xué)平衡移動等反應(yīng)原理進(jìn)行小結(jié)：

增大反應(yīng)物的濃度，可加快反應(yīng)速率；乙醇過量可提高乙酸轉(zhuǎn)化率，且乙醇沸點(diǎn)低易分離；

升高溫度，可加快反應(yīng)速率，同時(shí)蒸出乙酸乙酯，促進(jìn)反應(yīng)正向移動。

師（思考4）：已知乙醇、乙酸、乙酸乙酯沸點(diǎn)分別為78℃、117℃、77℃，加熱產(chǎn)生的蒸汽主要成分是乙酸乙酯嗎？

生7：不是，還有乙醇、乙酸。

師（思考5）：

既然有乙醇、乙酸蒸出，反應(yīng)物就有損失。如何改進(jìn)裝置來提高反應(yīng)物的利用率呢？

生8：換成球形冷凝管，冷凝回流。

師：好，思維很開闊（出示圖1）。

師（思考6）：繼續(xù)思考更有挑戰(zhàn)性的問題，用該裝置（如圖2）制備乙酸乙酯

有何優(yōu)點(diǎn)？（反應(yīng)前加水至C處）

（學(xué)生討論交流）

【總結(jié)】可控制反應(yīng)溫度；揮發(fā)出的原料可以冷凝回流，且反應(yīng)生成的水能及時(shí)分離，促進(jìn)平衡正向移動；若分水器中的水位不再上升，反應(yīng)已趨于完全。

2.連線高考，學(xué)以致用

【真題體驗(yàn)2】（2014·新課標(biāo)卷I，26節(jié)選）

乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖（如圖3）和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟：

在A中加入4.4g異戊醇、6.0g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片。開始緩慢加熱A，回流50min。反應(yīng)液冷卻至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯3.9g。

（1）儀器B的名稱是。

（2）在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是。

（3）本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是。

（4）在進(jìn)行蒸餾操作時(shí)，若從130℃開始收集餾分，產(chǎn)率偏（填“高”或者“低”），原因是。

【解析】審題時(shí)第一要弄清原料和產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)的目的和原理決定思考方向，同時(shí)類比教材原型乙酸乙酯的制備；第二要抓關(guān)鍵詞，如儀器、藥品、數(shù)據(jù)等。當(dāng)然題目有關(guān)步驟的文字量較大，我們可以分為兩段，前面講產(chǎn)品制備，后面講分離和提純。在分離提純中“用少量水”應(yīng)該是除去大部分可溶于水的雜質(zhì)，即酸；“飽和碳酸氫鈉溶液”應(yīng)該是除去未洗凈的酸；“水洗滌”應(yīng)該是除去溶于水的物質(zhì)，即碳酸氫鈉。另外，根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)，如密度、沸點(diǎn)和水溶性等，可考慮分離提純方法（如萃取、分液、過濾、蒸餾、結(jié)晶等）；提供相對分子質(zhì)量一般要計(jì)算產(chǎn)率。

【總結(jié)】

思維建模，感悟方法：

（1）架構(gòu)

（2）解題思路

環(huán)節(jié)二無機(jī)物制備

1.用教材，思教材

【真題體驗(yàn)3】（2015·全國課標(biāo)Ⅱ，12）海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是（）。

A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴

B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純

C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑

D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收

生1：選C。

師：工業(yè)生產(chǎn)成本很重要。這道題的原型在教材何處？

生2：必修2的第91頁。

師：解讀必修2及選修2相關(guān)內(nèi)容，復(fù)習(xí)如何從海水中提取鎂、溴等相關(guān)內(nèi)容。

【課件展示】（略）

【總結(jié)】從上述材料可以得出，不論是從海水中提取鎂還是從海水中提取溴，都是先把原料進(jìn)行預(yù)處理（如牡蠣殼燒成石灰粉，海水預(yù)先濃縮酸化等），然后進(jìn)行核心反應(yīng)，得到粗產(chǎn)品，再進(jìn)行分離提純。

思維建模感悟方法：

（1）架構(gòu)

（2）解題思路：

（同有機(jī)物制備）

2.連線高考，學(xué)以致用

【真題體驗(yàn)4】（2016·全國課標(biāo)Ⅲ，26節(jié)選）

過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法?；卮鹣铝袉栴}：

（一）碳酸鈣的制備

（1）步驟①加入氨水的目的是。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于。

【解析】我們一起來解讀這道高考題，對照無機(jī)物制備的架構(gòu)流程，弄清題目中的關(guān)鍵問題：原料、核心反應(yīng)以及產(chǎn)品。根據(jù)題給信息，原料是含有鐵的氧化物的碳酸鈣，產(chǎn)品是碳酸鈣，核心反應(yīng)是氯化鈣和碳酸銨發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，而核心反應(yīng)中的氯化鈣是由鹽酸和石灰石反應(yīng)制取，則應(yīng)除去雜質(zhì)“鐵元素”，氨水的目的就明確了，即將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀過濾除去。

環(huán)節(jié)三拓展提升解讀教材

師：這節(jié)課我們研究了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的架構(gòu)流程，當(dāng)然這只是實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)課的第一課時(shí)，還有很多內(nèi)容會在后續(xù)教學(xué)中涉及。如果從大觀念出發(fā)，不論是有機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)還是無機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)，都主要由四個(gè)維度組成，即原料、原理、儀器、產(chǎn)品等。我們可以從這四個(gè)維度出發(fā)再來解讀必修1、2及選修4：必修1、2的第三章和第四章是研究原料和產(chǎn)品的，必修1的第一章是研究儀器的，而必修1的第二章和必修2的第一、二章和選修4是研究原理的。

環(huán)節(jié)四思想升華

師：制備出新的產(chǎn)品足以載入史冊，如葛烘煉丹、侯德榜制堿、屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素……

【課件展示】（略）

三、教學(xué)思考

本節(jié)課是筆者在南寧市高三視導(dǎo)活動中所上的一節(jié)公開課，很榮幸能得到同行的認(rèn)可。筆者在備這節(jié)課時(shí)，通過研究這幾年的課標(biāo)卷實(shí)驗(yàn)題，發(fā)現(xiàn)這幾年的實(shí)驗(yàn)題多是以物質(zhì)制備及其性質(zhì)為主，題目雖然情景新、原理新、裝置新、問題新，但都和教材有一定的關(guān)系，因此，在實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)中，我們應(yīng)深探教材實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生解題思維的生成。

1.整合教材。這節(jié)課筆者整合了必修2、選修5、選修2、選修6教材中的相同素材，還注意整合課后習(xí)題和正文內(nèi)容。筆者在高三復(fù)習(xí)課備課時(shí)常翻閱各種版本的教材，對比研究幾種教材對同一內(nèi)容呈現(xiàn)的形式，從不同角度思考，提高備考的嚴(yán)謹(jǐn)性和全面性。

2.挖掘教材。研究高考題應(yīng)追本溯源，直擊課本實(shí)驗(yàn)原型，但復(fù)習(xí)不能浮于表面或只是就題論題，而應(yīng)不斷挖掘深層次的問題，培養(yǎng)學(xué)生深層次的思維能力。本節(jié)課筆者在探討乙酸乙酯的制備中結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平設(shè)計(jì)了7個(gè)層次鮮明的思考題，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動理論的角度去思考實(shí)驗(yàn)中有關(guān)試劑、裝置和反應(yīng)條件的選擇問題，把實(shí)驗(yàn)知識和反應(yīng)原理結(jié)合在一起，培養(yǎng)了學(xué)生“變化觀念與平衡思想”等學(xué)科素養(yǎng)，學(xué)生的認(rèn)知水平也得到了提升和發(fā)展，找到了知識和思維的生長點(diǎn)。

3.思維建模?！白C據(jù)推理與模型認(rèn)識”是化學(xué)素養(yǎng)之一。筆者通過探討乙酸乙酯的制備，初步歸納出有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題模型：“原料→產(chǎn)品→分離提純”以及大方向的解題思路；通過探討從海水中提取鎂和溴等，總結(jié)歸納出無機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題模型：“原料→預(yù)處理→核心反應(yīng)→分離提純→產(chǎn)品”。物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)題模型的建立，有助于學(xué)生解決此類實(shí)驗(yàn)題，同時(shí)可使學(xué)生獲得可持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用能力。

4.表達(dá)思想。對于教師上課應(yīng)傳授什么，筆者認(rèn)為第一層次是知識和方法，第二層次是學(xué)科能力，第三層次是化學(xué)觀念，第四層次是化學(xué)思想，第五層次是生命哲學(xué)。本節(jié)課筆者認(rèn)為不論有機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)還是無機(jī)物的制備實(shí)驗(yàn)都主要由四個(gè)維度組成，即原料、原理、儀器和產(chǎn)品，以這四個(gè)維度審視教材，同時(shí)最后把中國歷史上有名的化學(xué)家以及他們的成果展現(xiàn)出來，向他們致敬的同時(shí)提升了本節(jié)課的格局，筆者在本節(jié)課最終想表達(dá)的正是“格局”這一思想。

（責(zé)任編輯羅艷）