基于真實情境問題的高三元素化合物深度復(fù)習(xí)

李根薰

摘? ?要：探討高三元素化合物復(fù)習(xí)中引入基于特定情境的問題解決教學(xué)模式。對問題情境的選擇，問題提出方式以及課堂教學(xué)中問題解決的方法進行介紹。實踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在精心設(shè)計的問題解決中能夠?qū)崿F(xiàn)知識的全面復(fù)習(xí)，通過對問題的層層解決以及問題內(nèi)涵的挖倔，有利于學(xué)生主動建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：真實情境;問題解決;元素化合物;深度學(xué)習(xí)

1? 問題的提出

問題解決教學(xué)模式是借助問題的提出，通過小組的合作討論實現(xiàn)對問題的拓展、遷移以及變換直至解決的教學(xué)模式[ 1-2 ]。這種教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升以及教學(xué)效果的提高都有積極作用[ 3-4 ]?，F(xiàn)今高考對元素化合物部分需要學(xué)生具有很強的類比遷移能力及知識運用能力，簡單問題解決已無法滿足要求，這就要求教師開展具有深度的教學(xué)。深度學(xué)習(xí)是一種主動的、批判的學(xué)習(xí)方式，要求學(xué)習(xí)者進行理解性的學(xué)習(xí)、主動的知識建構(gòu)及真實問題的解決[ 5 ]。本文將探討高三元素化合物復(fù)習(xí)中基于真實情境問題的深度復(fù)習(xí)教學(xué)策略。

2? 基于真實情境問題的高三元素化合物復(fù)習(xí)教學(xué)策略

2.1? 教學(xué)設(shè)計基本思路

基于真實情境問題的高三元素化合物復(fù)習(xí)核心在于問題。問題的編制按照圖1的模式進行編寫。首先需要確定核心知識及概念，接著挖掘核心知識的內(nèi)涵、外延，關(guān)鍵能力以及知識的運用價值。尋找適合的問題情境，并在情境中編制真實的、科學(xué)的問題。可以將這些問題編成導(dǎo)學(xué)案，學(xué)生課前進行預(yù)習(xí)，實現(xiàn)問題初步解決，課上通過生生互動，師生交流逐步解決問題。

2.2? 真實問題情境選擇

（1）探尋生活中化學(xué)情境，用學(xué)相長

生活處處有化學(xué)。高三元素化合物中第二主族金屬及其鹽在醫(yī)學(xué)上有較多應(yīng)用;第三主族以及過渡元素鋁、鐵為代表是生活中廣泛應(yīng)用的金屬材料;第四主族硅為代表芯片廣泛運用于手機、電腦等設(shè)備;鹵族元素廣泛用于消毒液;氮族元素廣泛用于農(nóng)藥。在高三元素化合物復(fù)習(xí)中，這些生活中運用是問題情境的重要來源。

（2）挖掘娛樂節(jié)目中情境，學(xué)娛互促

電視節(jié)目以及娛樂節(jié)目中往往蘊含化學(xué)知識。例如古裝劇中繚繞的煙霧，胭脂花粉以及神奇的中藥等等。在科幻大片中各種新式武器，神奇的現(xiàn)象都是化學(xué)知識的具體運用。有些綜藝節(jié)目中也會有許多科學(xué)知識的運用，如利用有機溶劑溶解泡沫材料被包裝成危險的小島呈現(xiàn)給觀眾。這些情境都可用于編制問題。

（3）改造工業(yè)生產(chǎn)情境，學(xué)以致用

工業(yè)生產(chǎn)是放大的 “實驗室反應(yīng)”，工業(yè)流程圖的解決依賴元素化合物知識。在高三元素化合物復(fù)習(xí)中，教師既可以選用已有高考工業(yè)流程圖題進行適當(dāng)改造，并拓展廣度，也可以自行查閱文獻，通過對文獻內(nèi)容加工開創(chuàng)問題情境。

（4）其它來源問題情境

問題的情境的選擇是多樣的，教師亦可以從當(dāng)今化學(xué)科學(xué)研究熱點問題，化學(xué)史料中尋找情境。結(jié)合元素化合物復(fù)習(xí)內(nèi)容進行深度加工，這也是目前高考命題方向之一。

2.3? 真實情境問題解決方式

（1）多樣化問題提出方式，激活課堂

選定問題情境選擇后，問題的提出可有多種方式。從廣度角度可以問題串形式由易到難提出具有梯度的問題;從深度角度可以圍繞一個核心問題以“滾雪球”方式帶出系列問題，層層深入分析實現(xiàn)深度解決。對于優(yōu)秀的學(xué)生，教師可以只提供素材，背景信息，學(xué)生自主摸索提出并解決問題。

（2）師生思維碰撞，因材施教解決問題

問題提出后學(xué)生很難立馬解決，教師需要適當(dāng)引導(dǎo)。教師引導(dǎo)包含三個方面。第一引導(dǎo)學(xué)生從正確的角度思考問題，找到問題關(guān)鍵;第二引導(dǎo)學(xué)生認識到更深入的問題，從而實現(xiàn)深度學(xué)習(xí);第三引導(dǎo)學(xué)生走出錯誤認知。學(xué)生差異性是客觀存在的，教師在問題解決中要充分考慮學(xué)生差異性，因材施教。對于一般學(xué)生教師可以適當(dāng)提供“腳手架”，讓學(xué)生體會解決問題的喜悅;對于思維品質(zhì)優(yōu)異學(xué)生，教師可以放手讓學(xué)生解決較為復(fù)雜問題。

（3）參與科學(xué)實踐，實踐中解決問題

許多化學(xué)問題解決最終都需要依靠實驗，當(dāng)學(xué)生提出問題時，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生進行實驗研究。例如在高三鋁及其化合物的復(fù)習(xí)中學(xué)生對氯離子能加快氧化膜破壞的現(xiàn)象有濃厚興趣，筆者設(shè)計了添加氯離子的硫酸、硝酸腐蝕鋁氧化膜實驗。實驗發(fā)現(xiàn)硝酸、硫酸不易破壞鋁的氧化膜，但是在上述的濃酸溶液中加入氯離子后，破壞速度明顯加快。這些實踐大大拓展了學(xué)生對氧化鋁與酸反應(yīng)認識。

3? 基于真實情境問題的高三元素化合物復(fù)習(xí)教學(xué)案例

3.1? 鋁及其化合物復(fù)習(xí)

（1）教學(xué)目標(biāo)

幫助學(xué)生深刻認識到鋁及其化合物與典型金屬的的共同點以及差異性;學(xué)會運用鋁及其化合物的特性來解決實際問題;能夠逐步建立起鋁及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系，認識性質(zhì)與用途關(guān)系。

（2）教學(xué)重難點

從鋁的結(jié)構(gòu)特點角度區(qū)別鋁與典型金屬鐵等共同點與區(qū)別;能夠從多個角度（性質(zhì)、用途、毒性等等） 對鋁及其化合物的應(yīng)用問題進行分析。

（3）問題情境的選擇及設(shè)計

問題情境：生活中易拉罐罐體材料。

問題設(shè)計如下：

問題1：制備易拉罐，使用鋁還是鐵比較好？

問題2：鋁比鐵活潑，能否滿足易拉罐的硬度要求，如何改進？

問題3：對于酸性飲料，鋁的氧化膜是否會被酸腐蝕？

問題4：氧化鋁薄膜耐堿能力如何？如何解決該問題？

問題5：鋁元素有可能引起老年癡呆，如何克服？

問題6：如果選用新的兩性材料替換鋁作為罐體，你選擇材料的基本依據(jù)是什么？

這一系列問題從鋁與鐵的選擇展開，讓學(xué)生從物理性質(zhì)角度分析不同金屬差異，同時復(fù)習(xí)鋁合金。接著慢慢開始討論鋁與飲料的作用導(dǎo)致的鋁的腐蝕，從而在運用鋁的兩性問題中實現(xiàn)鋁的相關(guān)知識復(fù)習(xí)。接著探討鋁的毒性問題，讓學(xué)生進一步思考鋁帶來的負面影響，及其解決方案。最后提供開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生評估新的兩性材料選擇思路，實現(xiàn)知識靈活運用。通過問題的解決無形中完成鋁及其化合物深度復(fù)習(xí)。

3. 2? 硫酸復(fù)習(xí)

（1）教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課主要是提升學(xué)生的證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)，要求學(xué)生能夠從最簡單的鐵與硫酸反應(yīng)模型提升為實際生活中含有鐵銹情況下酸與鐵的反應(yīng)模型。建立濃度對化學(xué)反應(yīng)影響的概念，并能對濃度差異造成的具體影響進行準確分析。

（2）教學(xué)重難點

從酸的通性角度認識酸，并學(xué)會測量氫離子濃度的基本方法。樹立酸濃度不同對反應(yīng)速率的影響的觀念。

（3）問題情境的選擇及設(shè)計

情境選擇：影視片段中自制硫酸實現(xiàn)密室逃脫。

問題設(shè)計如下：

問題1：鐵柵欄生銹后與純鐵相比，消耗的硫酸量如何比較？

問題2：鐵銹與稀硫酸反應(yīng)現(xiàn)象明顯嗎？用稀硫酸溶解鐵屑是否可行？

問題3：硫酸濃度對該反應(yīng)有什么影響？

問題4：如何在普通實驗室條件下提升硫酸濃度？

問題5：除了使用硫酸腐蝕鐵柵欄，有無其它更科學(xué)方法？

問題6：請從動力學(xué)角度比較你新設(shè)計方案與原方案的優(yōu)劣，比較這一系列問題的設(shè)計都緊緊圍繞硫酸與鐵反應(yīng)展開，從實驗室由理想的鐵與硫酸反應(yīng)到實際問題：使用硫酸溶解鐵柵欄，讓學(xué)生從定性分析走向定量分析。同時從硫酸濃度變化影響反應(yīng)速度的角度綜合考慮速率、產(chǎn)物變化。產(chǎn)物污染等問題。教師需要預(yù)先儲備足夠文獻以解答學(xué)生問題。最后讓學(xué)生尋找新的方案，例如二價銅離子與鐵亦能反應(yīng)等等，但反應(yīng)速率是否可行等等，給與學(xué)生充分討論時間。

4? 總結(jié)

介紹了基于真實情境問題的高三元素化合物復(fù)習(xí)教學(xué)策略，對問題情境的選擇，問題提出方式以及問題解決的方式進行了介紹。經(jīng)過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)在真實問題解決中復(fù)習(xí)元素化合物，學(xué)生需要在對元素化合物性質(zhì)充分了解的基礎(chǔ)之上進行運用，才能在知識的運用過程實現(xiàn)思維能力提升。真實問題以及工業(yè)生產(chǎn)問題都是綜合、復(fù)雜的，學(xué)生在逐層剖析以及層層解決問題過程中將會運用到元素化合物方方面面的知識，因此能幫助學(xué)生自然形成知識網(wǎng)絡(luò)。要注意雖然大多數(shù)高三學(xué)生對于真實情境問題都有一定思路，但是思考并不深入，教師要適當(dāng)多次訓(xùn)練學(xué)生主動思考。同時學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的部分學(xué)生難以融入問題情境中，教師在課中、課后都要更多關(guān)注這部分學(xué)生，以保證全體復(fù)習(xí)效果。

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