“讀思達”法在高中化學(xué)微項目教學(xué)中的應(yīng)用
——以高三復(fù)習(xí)課“凈水劑高鐵酸鉀的制備”為例

李 琳

(福建省寧德第一中學(xué))

《中國高考評價體系》強調(diào)以真實情境作為載體,從“考查知識”逐步走向“考查能力”。從近年來各省的高考命題情況來看,高考試題均取材于化學(xué)學(xué)科相關(guān)的生產(chǎn)生活領(lǐng)域,體現(xiàn)“五育”融合,傳遞綠色發(fā)展理念、展現(xiàn)國家科技成果、倡導(dǎo)健康健身知識、弘揚自然科學(xué)之美、增強勞動光榮意識。在高考試題中由于新情境的引入、新信息的鋪陳,要求學(xué)生具有較高的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),掌握扎實的基本知識、擁有靈活的分析能力,能夠通過題目介紹的現(xiàn)象聯(lián)系學(xué)科的理論,解決真實情境中真正的問題。這些能力,在高三的復(fù)習(xí)過程中僅僅靠“機械刷題” “題海戰(zhàn)術(shù)”是無法得到有效提高的。因此在高三復(fù)習(xí)的過程中,借助微項目,以思維建構(gòu)為方向,真實情境為載體,問題解決為目標(biāo),學(xué)科素養(yǎng)為核心,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引導(dǎo)學(xué)生深度思考、提升學(xué)生實踐能力。

但是,由于微項目中的情境復(fù)雜,信息繁雜,學(xué)生常常不知如何分析問題,更無法做到有效解決問題,怎樣在高三的課堂中高效指導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題成為橫亙在高三化學(xué)教師面前的問題。余文森教授的“讀思達”教學(xué)模型按照認知心理學(xué)的觀點,將認知過程的三個步驟(認知輸入、認知加工、認知輸出)與學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)過程相結(jié)合,創(chuàng)造性地提出了課堂教學(xué)的“閱讀、思考、表達”三個環(huán)節(jié)。三個環(huán)節(jié)的設(shè)置層層遞進,有序發(fā)展,能夠很好地解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中讀不懂材料、思不透問題、說不清道理的困境。

由此,筆者嘗試將“讀思達”學(xué)習(xí)法在高三化學(xué)的微項目教學(xué)中應(yīng)用,建構(gòu)“讀思達”微項目教學(xué)法教學(xué)模型,并進行踐行,以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、應(yīng)用“讀思達”法,建構(gòu)微項目教學(xué)模型

“讀思達”中的“讀”是指寬泛的知識輸入過程,在微項目教學(xué)中力求做到“多重閱讀”。對于化學(xué)學(xué)科而言,“讀”主要包含了對材料文本的閱讀了解、圖表圖像信息的讀取提煉、實驗現(xiàn)象的觀察識別三個方面,要求學(xué)生在這個環(huán)節(jié)能從真實的情境中精準(zhǔn)收集化學(xué)學(xué)科的相關(guān)事實證據(jù)資料。

“讀思達”中的“思”是指對信息進行加工的過程,在微項目教學(xué)中要求“問題思考”?！敖虒W(xué),從根本上說,是思考著的教師引導(dǎo)著學(xué)生思考,又讓思考著的學(xué)生促動教師思考。而在這一過程中,問題是最好的營養(yǎng)劑。”為了促進學(xué)生進行深度的思考,教師要根據(jù)微項目的需求,將目標(biāo)拆分提煉為若干任務(wù),每個任務(wù)又由若干個有價值、有邏輯、有層次的問題串組成。在教學(xué)過程中通過問題清單的方式激勵學(xué)生積極主動進行思考,學(xué)生根據(jù)獲取收集的事實證據(jù),利用所學(xué)化學(xué)知識進行分析、遷移、歸納。

課堂上的“思”并不僅僅是個人的獨立思考,還可以是小組的討論與思想碰撞,學(xué)生通過對問題清單中問題的討論,互相幫助、相互促進。在小組合作的過程中,學(xué)生能活躍思維、刺激思考、完善觀點,最終形成對知識與信息的深刻認知。

“讀思達”中的“達”是指對已形成的觀點的輸出,在微項目教學(xué)中要求“表達運用”?！斑_”既可以是學(xué)生對問題清晰、生動的口頭表達,也可以是學(xué)生對問題準(zhǔn)確、完整的文字回答,還可以是學(xué)生利用思考中建構(gòu)的概念模型進行簡潔、科學(xué)地解題。

二、應(yīng)用“讀思達”法,實踐微項目教學(xué)課例

高三的綜合實驗題一直是學(xué)生得分率很低的大題。陌生物質(zhì)的制備實驗又是高考?？嫉囊活惥C合實驗題。如何突破這個教學(xué)難點,避免“就題講題”,從根本上提高學(xué)生分析、解決此類試題的能力?筆者收集了近年來高考實驗題中出現(xiàn)過幾次的“明星物質(zhì)”——高鐵酸鉀,并將高鐵酸鉀的制備設(shè)計成微項目,根據(jù)考查要點與學(xué)生學(xué)習(xí)的難點,將此微項目解構(gòu)為“了解物質(zhì)——設(shè)計方案——實驗裝置——實驗操作”四個子項目。利用“多重閱讀——問題思考——表達運用”的模型進行教學(xué),幫助學(xué)生領(lǐng)悟制備物質(zhì)的思路和方法,建構(gòu)制備型實驗題的解題模型,發(fā)展學(xué)生的化學(xué)實驗素養(yǎng)。

(一)項目一:高鐵酸鉀的了解與認識

1.環(huán)節(jié)一:多重閱讀

在高鐵酸鉀的了解與認識中,提供了以下四組資料供學(xué)生閱讀。文字資料1:一種性能優(yōu)良的凈水劑——高鐵酸鹽,簡介高鐵酸鉀的用途。文字資料2:高鐵酸鉀常見的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)。圖像資料1:鐵元素的價類二維圖。圖像資料2:不同pH環(huán)境下,高鐵酸根離子的存在物質(zhì)分布分數(shù)圖。

學(xué)生在閱讀不同類型的資料時,教師給出相關(guān)指導(dǎo)。在閱讀文字材料時,要求學(xué)生提煉出關(guān)鍵信息,并對信息做出劃線等標(biāo)記,以便歸納總結(jié)。在讀取圖像信息時,提醒學(xué)生要注意圖像的橫、縱坐標(biāo)表達的含義,分析變量,觀察圖像曲線的變化趨勢,特別要提煉出某些關(guān)鍵點(如:起點、終點、轉(zhuǎn)折點、交點、特殊點等)的化學(xué)意義。

2.環(huán)節(jié)二:問題思考

學(xué)生根據(jù)問題清單先獨立思考并嘗試回答問題,在大部分學(xué)生完成之后,組織學(xué)生進行小組交流討論,就問題進行思考,達成共識。

3.環(huán)節(jié)三:表達運用

通過學(xué)生思考與小組交流,選出代表來回答問題,在口頭表達與書面展示過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在詞不達意、表述繁雜、科學(xué)用語不規(guī)范、關(guān)鍵信息理解錯誤、舊知識掌握不扎實等問題。教師需要進行點評,給予具體指導(dǎo),讓學(xué)生再次深入思考,并準(zhǔn)確表達。

(二)項目二:制備方案的設(shè)計與比較

1.環(huán)節(jié)一:多重閱讀

高鐵酸鉀制備方案的選擇提供了如下兩個資料。

表2 高鐵酸鉀制備方法

對圖表的分析,要指導(dǎo)學(xué)生從橫行縱行的欄目設(shè)置對圖表進行對比歸納,找到異同點,并以此入手進行分析。

2.環(huán)節(jié)二:問題思考

為了降低學(xué)生思考的難度,提高解決問題的熱情,幫助學(xué)生建立思維的有序性,在此環(huán)節(jié)提出了三個問題,層層深入地解決了制備方案設(shè)計中“合適原料——恰當(dāng)環(huán)境——最優(yōu)方法——具體條件”等問題,并將比較困難的問題設(shè)計成為表格的形式,引導(dǎo)學(xué)生從表格欄目給出的角度進行挖掘與思考。并通過小組討論交流,補充完善個人思考中考慮不周的細節(jié),拓展思維的深度與廣度。

問題1:選擇合適的氧化劑與環(huán)境來制備高鐵酸鉀,寫出離子方程式。

問題2:評價濕法、干法、電解法制備高鐵酸鉀的優(yōu)點和不足。

制備途徑濕法干法電解法反應(yīng)原料反應(yīng)流程反應(yīng)條件優(yōu)點不足

問題3:設(shè)計在實驗室中用濕法制備高鐵酸鉀的方案。

反應(yīng)途徑濕法( ) 干法( ) 電解法( )反應(yīng)原料反應(yīng)條件的選擇介質(zhì)環(huán)境的選擇酸性( ) 堿性( ) 中性( )反應(yīng)溫度的選擇高溫( ) 低溫( )控制溫度的方式直接加熱( ) 熱水浴( ) 冰水浴( )分離提純方式的選擇粗產(chǎn)品分離方式蒸發(fā)結(jié)晶( ) 冷卻結(jié)晶( )粗產(chǎn)品提純方式重結(jié)晶時溶劑酸( ) 堿( ) 水( )晶體洗滌劑酸( ) 堿( ) 水( ) 有機溶劑( )晶體干燥方式烘干干燥( ) 干燥器干燥( ) 真空干燥( )

3.環(huán)節(jié)三:表達運用

在學(xué)生填寫表格后,通過投屏方式,將學(xué)生的書寫內(nèi)容投放到電子屏幕,并請其他學(xué)生進行糾錯點評。在評價過程中,學(xué)生不僅能更好地理解和掌握相關(guān)知識,還提高了表達與溝通能力。

(三)項目三:實驗裝置的連接與改進

1.環(huán)節(jié)一:多重閱讀

為幫助學(xué)生對實驗儀器進行辨析與選擇,提供了若干發(fā)生裝置、除雜裝置、收集裝置的圖片,讓學(xué)生進行篩選與連接。在選擇裝置的過程中,提醒學(xué)生如何讀圖,不僅要注意到儀器的正確使用,還要關(guān)注細枝末節(jié),例如:導(dǎo)管末端的位置,加熱的方式等。

2.環(huán)節(jié)二:問題思考

從選擇組裝儀器和改進優(yōu)化裝置兩個層面引導(dǎo)學(xué)生思考討論。問題1:選擇下列合適的儀器,組裝實驗室制備高鐵酸鉀裝置。問題2:列舉實驗過程中可能出現(xiàn)的一些問題,并對裝置進行改進和優(yōu)化。

雖然是“紙上談兵”做實驗,但是引導(dǎo)學(xué)生在真實情境下考慮問題,結(jié)合之前的已有經(jīng)驗與實際操作,可設(shè)計出簡單、節(jié)能、綠色、安全的實驗裝置。

3.環(huán)節(jié)三:表達運用

鼓勵學(xué)生通過畫草圖的方式,繪制出他們心目中最合理高效的制備裝置,并進行小組內(nèi)和小組間的分享。通過豐富有趣的表達形式,增強學(xué)習(xí)的趣味性。

(四)項目四:實驗操作的流程與監(jiān)控

1.環(huán)節(jié)一:多重閱讀

將實驗室濕法制備高鐵酸鉀的實驗操作步驟順序打亂,提供文字資料給學(xué)生閱讀。在此環(huán)節(jié)依然強調(diào)文本的讀取能力,找到關(guān)鍵詞,進行提煉歸納,并進行邏輯梳理。

2.環(huán)節(jié)二:問題思考

在實驗操作過程中,除了要厘清實驗操作的先后順序,還必須從“線”到“點”,關(guān)注操作的細節(jié)。不管是實驗條件的控制:如溫度、濃度、酸堿性等;還是分離方式的選擇,都要引起足夠的注意。因此,設(shè)計了以下兩個問題。問題1:儀器連接后,有以下實驗操作,請對操作的先后順序進行排序。問題2:在制備過程中,共加入一次NaOH與三次KOH,請分析每一次加入時的作用。讓學(xué)生全面思考實驗操作的控制是為了更好地實現(xiàn)實驗?zāi)康摹?/p>

3.環(huán)節(jié)三:表達運用

在書面表達中指導(dǎo)學(xué)生用規(guī)范科學(xué)的語言來簡潔高效地回答問題,提高學(xué)生準(zhǔn)確表達的能力,這也是高考考查的基本素養(yǎng)之一。

在高三制備實驗復(fù)習(xí)過程中,巧妙利用高考題提供的真實情境設(shè)計微項目,并結(jié)合“讀思達”教學(xué)法,在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的同時,還能建構(gòu)解題模型,養(yǎng)成科學(xué)的思維模式?！岸嘀亻喿x”讀懂各種不同類型的資料;“問題思考”通過問題的啟發(fā)引導(dǎo),獨立思考與集體研討結(jié)合的方式來拓展思維的寬度與高度;“表達運用”提倡表達的多元性與靈活性,在課堂中實現(xiàn)教、學(xué)、評一體化。

教育部福建師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心2022年度開放課題“讀思達”教學(xué)法在高中化學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究,立項號KCA2022178階段性成果。