寧順德 劉延美 張都勻
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》中提出:化學(xué)學(xué)科理解是對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí),它不僅僅只是對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,還包括對(duì)具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的思維方式和方法的理解?;瘜W(xué)學(xué)科理解的內(nèi)容包括對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解和具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的思維方式和方法的理解;化學(xué)學(xué)科理解的方式是本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)。
習(xí)題講評(píng)是學(xué)生練習(xí)或測(cè)驗(yàn)后,教師通過批改、統(tǒng)計(jì)等方式獲取反饋信息,在分析研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行矯正彌補(bǔ)、鞏固完善、深化拓展等的一種教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)中常聽到教師抱怨:“相似的內(nèi)容、相同的題型我都重復(fù)講了幾遍了,這次學(xué)生還是做錯(cuò)了?!痹斐闪?xí)題講評(píng)效率不高的原因固然很多,其中教師在習(xí)題講評(píng)教學(xué)中針對(duì)性不強(qiáng),對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法講評(píng)不到位,學(xué)生未能形成對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法的本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí),學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、知識(shí)的應(yīng)用、思維能力等并沒有在講評(píng)中得到提升,而導(dǎo)致遷移應(yīng)用能力不足是其重要原因。因此,需要教師以高質(zhì)量習(xí)題講評(píng),增進(jìn)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科理解,發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
該文以近年全國(guó)高考化學(xué)試題為例,闡述以高質(zhì)量習(xí)題講評(píng)增進(jìn)化學(xué)學(xué)科理解的教學(xué)策略。
一、厘清知識(shí)的本質(zhì)屬性與應(yīng)用條件,增進(jìn)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的本原性認(rèn)識(shí)
對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的本原性認(rèn)識(shí)即對(duì)學(xué)科知識(shí)的形成、內(nèi)涵、功能和局限性等多方面的認(rèn)識(shí)。習(xí)題講評(píng)過程中,應(yīng)溯本求源,深度挖掘化學(xué)知識(shí)的來龍去脈,厘清化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)屬性與應(yīng)用條件,不僅要關(guān)注習(xí)題顯性的知識(shí)內(nèi)容,還要關(guān)注習(xí)題中內(nèi)隱的學(xué)科專業(yè)知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)意義,從而解構(gòu)學(xué)生原有的狹隘理解,增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的認(rèn)知,提高認(rèn)知水平。
例題1 (2022年全國(guó)甲卷13題)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?所列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是( )。
正確答案為C選項(xiàng)。
解析 在選項(xiàng)A的講評(píng)中多數(shù)教師僅從“對(duì)比實(shí)驗(yàn)中需控制變量,濃度均為0.1mol/L的CH3COONH4和NaHCO3溶液中2種物質(zhì)陽(yáng)離子不相同,NH4+會(huì)影響CH3COO-水解程度”的角度進(jìn)行講評(píng)。以題論題,淺嘗輒止,僅注意了習(xí)題顯性的知識(shí),未能揭示鹽溶液pH與水解常數(shù)Kh之間的本質(zhì)聯(lián)系,學(xué)生不能理解知識(shí)的本質(zhì)屬性,也就不能舉一反三、靈活應(yīng)用。
若將該實(shí)驗(yàn)中CH3COONH4溶液改為CH3COONa溶液,是否就可行呢?
查閱資料:25℃時(shí),NaHCO3、CH3COONa溶液的pH及溶液中粒子濃度值見表2。
由表2可知,在25℃時(shí),CH3COONa溶液與NaHCO,溶液pH相對(duì)大小與溶液的物質(zhì)的量濃度有關(guān),當(dāng)溶液濃度大于0.0071mol/L時(shí)pH(CH3COONa溶液)>pH(NaHCO3溶液),當(dāng)溶液濃度小于0.0071mol/L時(shí)pH(CH3COONa溶液) 查閱資料,25℃時(shí): 從平衡常數(shù)大小可知,HCO3-的自耦電離平衡是0.1mol/L NaHCO3溶液中的主要平衡,而非HCO3-的水解平衡。由于多元弱酸酸式鹽溶液中平衡的復(fù)雜性,通常不用多元弱酸酸式鹽溶液與其他鹽溶液pH相對(duì)大小來比較多元弱酸酸式酸根離子與其他酸根離子的水解常數(shù)相對(duì)大小,以及多元弱酸與其他酸酸性的相對(duì)強(qiáng)弱。 二、重視知識(shí)的拓展與知識(shí)間的聯(lián)系,增進(jìn)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí) 習(xí)題講評(píng)是對(duì)學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)或能力等不足進(jìn)行矯正彌補(bǔ),也是對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)、擴(kuò)展、延伸的教學(xué)過程。教師只有準(zhǔn)確理解課程標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)教科書及課程評(píng)價(jià)要求,才能在習(xí)題講評(píng)過程中把握好教學(xué)內(nèi)容延伸的邊界,做好知識(shí)的拓展與知識(shí)的結(jié)構(gòu)化。 例如,化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算是近年高考化學(xué)試題中出現(xiàn)的高頻內(nèi)容,當(dāng)然也是習(xí)題講評(píng)不能回避的內(nèi)容。近年高考化學(xué)試題中重點(diǎn)是壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的計(jì)算和濃度平衡常數(shù)(Kc)的計(jì)算,還涉及到了物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)平衡常數(shù)(K)計(jì)算、混合平衡常數(shù)(K)的計(jì)算,在習(xí)題講評(píng)過程中這幾類平衡常數(shù)的計(jì)算是否要面面俱到呢? 《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的內(nèi)容要求是“認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡常數(shù)是表征反應(yīng)限度的物理量,知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。了解濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)的相對(duì)大小與反應(yīng)方向的聯(lián)系”。學(xué)業(yè)要求是“能書寫平衡常數(shù)表達(dá)式,能進(jìn)行平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡(jiǎn)單計(jì)算,能利用平衡常數(shù)和濃度商的關(guān)系判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡及平衡移動(dòng)的方向”。課標(biāo)明確提出了化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫及計(jì)算要求,但未具體要求是哪類化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)和計(jì)算。因而給高考命題留下了足夠的空間。 新的不同版本教科書中化學(xué)平衡常數(shù)的內(nèi)容大同小異,都是以濃度平衡常數(shù)為例給出了化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式、以例題用“三段式”解析濃度平衡常數(shù)的計(jì)算等內(nèi)容,均未出現(xiàn)其他幾類平衡常數(shù)的概念、表達(dá)式及計(jì)算內(nèi)容。 由此,在化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算習(xí)題講評(píng)時(shí)應(yīng)讓學(xué)生重點(diǎn)掌握“三段式”計(jì)算濃度平衡常數(shù)的方法,適度拓展“三段式”計(jì)算壓強(qiáng)平衡常數(shù),學(xué)會(huì)分壓的計(jì)算,靈活應(yīng)用阿伏加德羅定律。 例題2 (2020全國(guó)卷Ⅲ第28題,節(jié)選)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。 (2)理論計(jì)算表明,原料初始組成n(CO2):n(H2)=1:3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),4種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖1所示。 (3)根據(jù)圖1中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(MPa)-3(列出計(jì)算式。以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 該題是求恒溫恒壓條件下的壓強(qiáng)平衡常數(shù),可拓展到求恒溫恒容條件下的壓強(qiáng)平衡常數(shù),將原題中“在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)”改為“在初始?jí)簭?qiáng)為0.1MPa的恒容密閉容器中反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)”,通過拓展練習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步理解化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式,掌握“三段式”求化學(xué)平衡常數(shù)的方法及阿伏加德羅定律的應(yīng)用,發(fā)展學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。 化學(xué)教學(xué)的根本任務(wù)在于發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),而化學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)是由化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化而來的。習(xí)題講評(píng)也是對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理、整合、結(jié)構(gòu)化的過程,應(yīng)在習(xí)題講評(píng)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)建構(gòu),使知識(shí)結(jié)構(gòu)化,平衡常數(shù)計(jì)算的知識(shí)結(jié)構(gòu)如圖2所示。結(jié)構(gòu)化的知識(shí)有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深刻理解、保持、提取和遷移應(yīng)用,是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。 三、關(guān)注教學(xué)的起點(diǎn)與思維過程,增進(jìn)化學(xué)學(xué)科思維方式和方法的認(rèn)識(shí) 對(duì)學(xué)情的精準(zhǔn)把握是做好教學(xué)的基礎(chǔ)。在習(xí)題講評(píng)之前教師通常會(huì)對(duì)學(xué)生解題情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并就高頻錯(cuò)題進(jìn)行講評(píng)。但不少教師并未對(duì)學(xué)生出錯(cuò)原因進(jìn)行深入分析,未能精準(zhǔn)掌握學(xué)生在思維方式和方法上存在的問題,不重視化學(xué)認(rèn)識(shí)視角和化學(xué)認(rèn)識(shí)思路的形成和建構(gòu),講評(píng)針對(duì)性不強(qiáng)、效果欠佳。 例題3 (2022年全國(guó)甲卷第27題,節(jié)選)硫化鈉可廣泛用于染料、醫(yī)藥行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)。硫化鈉易溶于熱乙醇,重金屬硫化物難溶于乙醇。實(shí)驗(yàn)室中常用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品?;卮鹣铝袉栴}: (2)溶解回流裝置如圖3所示,回流前無需加入沸石,其原因是____。 (3)回流時(shí)間不宜過長(zhǎng),原因是______。 解析 這是物質(zhì)制備、純化類實(shí)驗(yàn)題,題干給出了所含的雜質(zhì)和硫化物在乙醇中的溶解性以及用95%乙醇重結(jié)晶進(jìn)行純化的方法。上述2個(gè)問題學(xué)生錯(cuò)答率、未答率都非常高,是講評(píng)的重點(diǎn)。然而,部分教師在講評(píng)時(shí)一味地灌輸正確答案,未認(rèn)真分析學(xué)生錯(cuò)答、未答的原因,未去深究答題時(shí)學(xué)生為什么沒有這樣答、這樣想的問題。講評(píng)時(shí)未能解決學(xué)生知識(shí)上、思路上的不足,導(dǎo)致學(xué)生的思維局限,不能靈活變通、舉一反三。 從學(xué)生回答問題(2)“回流前無需加入沸石的原因”是“水浴可控制溫度”“水浴加熱,受熱均勻,不必為防止暴沸而加入沸石”“水浴加熱溫度不會(huì)高于100℃不易暴沸”等,可以看出學(xué)生的認(rèn)識(shí)視角的不足:水浴加熱不會(huì)引起暴沸,溫度較低就不會(huì)暴沸,不明白液體暴沸的原因,防止暴沸的方法等。因此,在講評(píng)時(shí),應(yīng)先讓學(xué)生清楚什么是暴沸“當(dāng)液體中缺少氣化中心時(shí),即使溫度達(dá)到并超過了沸點(diǎn),也不會(huì)沸騰,形成了過熱液體。過熱液體是不穩(wěn)定的,如果過熱液體的外部環(huán)境溫度突然急劇下降或侵入氣泡或雜質(zhì),則會(huì)形成劇烈的沸騰,并伴有爆裂聲,這種現(xiàn)象叫暴沸”;再讓學(xué)生明白如何防止暴沸“引入氣化中心,常用具有多孔結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)”;最后引導(dǎo)學(xué)生尋找“氣化中心”,從而得出答案。 從學(xué)生回答問題(3)“回流時(shí)間不宜過長(zhǎng)的原因”是“回流時(shí)間過長(zhǎng),乙醇會(huì)大量揮發(fā),可能會(huì)有硫化鈉固體析出”“回流時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)損傷回流冷凝管”“防止硫化鈉溶液揮發(fā)”等可知,學(xué)生未抓住問題的關(guān)鍵,缺乏解答這類問題的思路。此實(shí)驗(yàn)的目的是制備并提純硫化鈉,其核心目標(biāo)是提高硫化鈉的純度和產(chǎn)率。由于硫化鈉易溶于熱乙醇,回流時(shí)間越長(zhǎng),硫化鈉溶解越充分,最終產(chǎn)品產(chǎn)率越高,則應(yīng)思考:回流時(shí)間過長(zhǎng),對(duì)硫化鈉的純度是否有影響?聯(lián)系Na2S具有強(qiáng)還原性,易被氧化,即可得出答案。 習(xí)題講評(píng)應(yīng)在分析學(xué)生存在的問題是知識(shí)上的錯(cuò)漏、方法上的不足,還是思路上的欠缺……洞察錯(cuò)因,找準(zhǔn)講評(píng)起點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行;在講評(píng)過程中還應(yīng)通過提問、追問、學(xué)生講解等方式,了解學(xué)生的思維方式、思維過程,讓學(xué)生的思維外顯,避免用教師思維代替學(xué)生的思維,從而有針對(duì)性地講評(píng),以達(dá)到提升學(xué)生思維品質(zhì)的目的。 總之,習(xí)題講評(píng)是高中化學(xué)教學(xué)不可或缺的重要教學(xué)方式,學(xué)段不同、教學(xué)內(nèi)容不同、學(xué)情不同,其習(xí)題講評(píng)的教學(xué)目標(biāo)不盡相同,影響習(xí)題講評(píng)質(zhì)量的因素也有差異。而教師對(duì)化學(xué)科學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的理解,對(duì)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和高中化學(xué)教科書的理解,對(duì)教學(xué)的理解等對(duì)保證習(xí)題講評(píng)的質(zhì)量具有重要的意義,是開展高質(zhì)量習(xí)題講評(píng)教學(xué)增進(jìn)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科理解,發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。 基金項(xiàng)目:本文為2022年度成都市教育科研規(guī)劃名師專項(xiàng)課題“基于學(xué)科理解的中學(xué)化學(xué)教學(xué)策略研究”成果。課題編號(hào):MS2022230 (收稿日期:2024-01-05)