郑大敏
(苍南中学 浙江温州 325800)
摘要:这节复习课设计在临近高考的时候,再加上线上教学这个因素,所以本节课的目的是让学生学会运用认知模型,同时还要让学生更多地交流起来。因此这节课的设计是首先回顾已学过的解题模型,并在具体的实例中让学生运用这些模型,通过师生交流,生生交流,帮助学生完善这些模型。最后用一道学生刚刚经历过的,也是错误率较高的高考题,让学生运用模型来解决,并感受模型运用的价值。
关键词:模型认知 高三复习 元素化合物 线上教学 qq平台
这是一次“抗疫”时期准备的市级公开课。准备的过程和以往的公开课比起来要难很多。不单单要好好琢磨整节课的设计环节,还要关注到学生的互动。设计完课后与同组老师交流时,已不是像之前的面对面交流,而是利用钉钉平台交流。如果想要借班级试上一下,也十分困难,只能自己独自模拟课堂。有时候,家里网络不稳定,为了能更好的交流,还得小心翼翼的出门去学校网络中心上课。线上教学几乎是上课的唯一方式。线上课堂更容易变成教师一言堂,学生参与的机会减少很多,学生的注意力就难以长时间的集中,学习效率自然会下降。
1、教学主题内容与教学现状分析
面对着许多难以解决的问题,再加上高考迫在眉睫,高三后期的化学复习课更要考虑仔细。笔者选择了元素化合物的知识的应用作为这次公开课的主题,这部分内容在选考中所占比例较大,知识又比较零散。学生对这部分的知识的运用不够熟练,时常凭感觉在做题,这就容易导致成绩不稳定。
高三二考备战中的复习课,比较难准备,容易变成对以往的知识的重复,学生对已学过的知识没有了新鲜感,上课就不太认真;还有一些老师的课堂虽然不是对知识简单的重复,但与高考一轮的复习方式类似,仍处于建立模型的阶段,学生也不能有更多地收获。
究其原因:教师对学生现有的水平了解不够,学生需到达的核心素养水平了解不够。
2、教学思想与创新点
笔者认为学生已经历了一考,也积累了大量的学习经验,现在这个时候,学生又准备去冲击二考;根据核心素养的水平标准,学生需要达到水平4的要求,即能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型,而且能选择不同的模型综合解释或解决复杂的化学问题。[1]
利用课前学案整理学生回忆出的已学过的解题模型,也作为本节课的设计的起点,在本节课的进程中不断完善模型,并选择运用完善的模型解决问题。
3、 教学目标
(1)回顾并整理已学过的解题模型的具体内涵
(2)在陌生情境中综合应用几种思维模型解决问题,加深对模型的认识理解。
4、教学流程

5、教学实录
5.1环节1:课前回顾并整理已学过的解题模型
教师:老师整理同学们课前在学案中有关解题模型的回答情况,主要内容如下:1、寻找题目中的特殊现象,找突破口。2、原料预处理后物质的分离与提纯,最后产品的洗涤(洗涤剂的选择)。3、数据,流程图,各大原理。
教师:从课前可以看出学生已掌握了一些解题关键点,但是不够完整,因此这节课先从具体的实例中帮同学们梳理解题模型完整的步骤。
5.2 环节2:应用模型1
教师:首先从教材出发,在江苏教育出版社的化学1的第81页,有涉及到硅的制取流程,请同学们把这段文字用流程图的形式表达出来。
学生把自己画的流程拍成照片上传,教师选取其中一位作展示(如图1):

图1
教师:根据已学过的解题模型,这个流程可以分为核心反应和产品分离提纯。这里的二氧化硅的原料是什么?
学生在讨论区写出:沙子。
教师:是的,沙子直接拿来与焦炭在高温下反应吗?显然不是,所以还必须对沙子进行处理。因此一个完整的流程解题模型是:原料预处理 核心反应 产品的分离提纯。在产品分离与提纯部分,工业上还有一种方法与教材中的过程进行对比,展示两个过程。如图2

图2
问题1:对比过程1,过程2 有哪些优点?
生(连麦):过程1有氯气,溶液造成环境污染,而且过程2的物质的利用率较高,如氯化氢可以循环利用。
问题2:过程1和过程2的共同注意的实验条件是什么?这样做有什么好处?
生(连麦):都需要高温,可以使反应速率快,能更多地得到产物。
教师追问:还有没有其他的实验条件需要注意呢?我们要往哪个方向思考呢?
生:陷入沉默(在评论区也看不到有同学发表意见。)
教师小结:这两个问题中问题1较简单,但是问题2需要深入去思考,如何思考显得非常重要。我们需要这类题的解题思维模型。其实这就是实验方案评价的解题思维模型。要从四个方面入手:科学性、经济性、环境保护、安全性。其中科学性就包括化学反应原理,经济性包括原料的利用率,安全性包括原料有无毒,操作过程,装置的安全性。同学们对照着这个思维模型,就可以发现在问题2的回答中忽略了反应原理就是制取纯硅的反应要在高温下,假如混入空气,易与硅发生反应。因此思维模型可以让我们的思考更有方向,也更加全面。
5.3 环节3:应用模型2
过渡:我们将目光从硅的工业流程转向实验室制法。使用下面这套装置来制取硅,请问你的步骤顺序是什么?各个步骤的目的是什么?如图3

图3
生1(连麦):②①④③⑤,先打开K1,装置A中反应一段时间目的是生成氢气,然后再加热装置C打开K2目的是使三氯氢硅逸出到达D装置与氢气接触,关闭K2再关闭K1最后加热D装置让三氯氢硅与氢气发生反应。
教师:再请一位同学,说下你的答案并且评价下刚才那位同学的答案。
生2(连麦):②⑤①④③,先打开K1,装置A中反应一段时间生成氢气,然后加热D装置再加热装置C打开K2使三氯氢硅逸出到达D装置与氢气接触反应,关闭K2再关闭K1。我跟她(指的是生1)的区别是步骤⑤排在②之后,是因为假如D装置迟一点加热的话,三氯氢硅到达D装置时还没有达到反应的温度,就不反应,未反应就走到装置E中,造成原料浪费。
教师追问:既然⑤不能排在最后面,而要排在第二个位置,假如把⑤排在第一个位置可以吗?
生3(连麦):好像也可以。
教师继续追问:真的可以吗?假如⑤排在第一位,也就是最先加热D装置,后通氢气,这样会造成什么后果?
生4(连麦)恍然大悟:哦~ 后通入的氢气再加上装置中的空气,还有加热的条件,容易爆炸。
教师分析:是的,非常好,所以正确的答案是②⑤①④③,刚才第一位同学的答案没有正确,是因为忽略了对这个实验目的和实验原理的分析。所以这类排序题也有它的思维模型,即先分析总的实验目的 结合各操作的实验目的或各装置的作用 再根据实验原理排序。
5.4 环节4:综合应用模型
教师:这是我们刚刚经历过1月份选考试题,实验题是最能考察同学们化学的综合素养。请同学们选择并应用已学过的解题模型来分析这道题,老师请四位同学分别分析这里的4个小题。
(选考题)碘化锂(LiI)在能源、医药等领域有重要应用,某兴趣小组制备LiI·3H2O和LiI,流程如下图4:

图4
已知:
a.LiI·3H2O在75~80℃转变成LiI·2H2O,80~120℃转变成LiI·H2O,300℃以上转变成无水LiI。
b.LiI易溶于水,溶解度随温度升高而增大。
c.LiI在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1) 步骤Ⅱ,调pH=7,为避免引入新的杂质,适宜加入的试剂为________。
(2) 步骤Ⅲ,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。
下列说法正确的是________。
A.为得到较大的LiI·3H2O晶体颗粒,宜用冰水浴快速冷却结晶
B.为加快过滤速度,得到较干燥的晶体,可进行抽滤
C.宜用热水洗涤
D.可在80℃鼓风干燥
(3) ①测定过程中使用到移液管,选出其正确操作并按序列出字母:蒸馏水洗涤→
待转移溶液润洗→(____)→(____)→(____)→(____)→洗净,放回管架。
a.移液管尖与锥形瓶内壁接触,边吹气边放液
b.放液完毕,停留数秒,取出移液管
c.移液管尖与锥形瓶内壁接触,松开食指放液
d.洗耳球吸溶液至移液管标线以上,食指堵住管口
e.放液完毕,抖动数下,取出移液管
f.放液至凹液面最低处与移液管标线相切,按紧管口
(4) 步骤Ⅳ,采用改进的实验方案(装置如图5),可以提高LiI纯度。
①设备X的名称是________。

图5
②请说明采用该方案可以提高LiI纯度的理由________。
生1(连麦):先看题干明确实验目的,制备LiI·3H2O和LiI。然后再看流程,步骤Ⅰ是核心反应,步骤Ⅱ、Ⅲ是产品分离提纯,步骤Ⅳ是另一个产品的分离提纯,既然是在分离提纯这个步骤中,那么选择的物质不能引入新的杂质,所以可以是氢氧化锂。
生2(连麦):根据刚才那个同学的分析,再结合课本知识,本题应该选B
生3(连麦):根据本小题的实验目的:使用移液管。再结合各序号的目的:a的目的是放液,b的目的是使放液更完全,c的目的也是放液,d的目的是吸液,e的目的是使放液更完全,f的目的是调零。题目中的要填的是接着润洗后的操作,自然是吸液,所以选d,然后再调零,选f,然后再放液,a操作错误,所以选c操作,最后使放液更完全,e操作错误,所以选b。
生4(连麦):根据刚才同学的分析,步骤Ⅳ是另一个产品的分离提纯,要提高产品的纯度,结合产品的性质,容易被氧化,这点入手,可以看出,可能的原因是防止LiI被氧化。
教师:这四位同学回答的都非常好,既能熟练运用我们已经学习过的思维模型,同时又结合了题目的变化,做适当的修正,所以已学过的内容,我们要不断整理,提炼出有用的思维模型,为以后遇到的问题作准备。
6、教学效果与反思
线上教学触摸不到学生,学生有可能没在听,也容易走神,其中最大的问题在与学生的交流上。虽然是最大的问题也是在这个特殊的时期最需要解决的,也是在真实的课堂中一定要呈现出来的东西。于是,要解决硬件上的问题,同时也要解决我们的老师的心态问题。心态更为重要,有时候,为了让课堂变得更加紧凑,希望学生快点回答问题,老师自己变得很急。应该多点耐心,事物总是辩证的,线上教学也有它的优点。平常在教室里上课,如果某个同学发表自己的观点,有些比较外向的同学会很快的说出自己不同的意见(这种意见有时是没有经过深思熟虑的),这难免会干扰站起来的同学的表述。线上教学由于空间的阻隔就不存在这种情况,能让学生独立自主地说出自己的观点,我们也能很清晰听到学生的思想框架,同时也能充分暴露学生的不足。
调整了心态后,才能从容地上课,本节课由几块大内容分解出了几个问题。问题驱动式教学是发展化学学科核心素养的有效途径。也希望通过问题的设计,让原本线上不交流的学生动起来。一个学生回答问题,其他同学通过连麦,评价之前同学的发言,促进了同学之间的相互学习,各抒己见。没有发言的同学在聆听的过程中,可以听到多方意见,整合自己的知识,有所收获。教师时而引导,让不完善的思维变得更完善,时而追问,让学生的思维更加深入。
创设真实的学习情境能让学生身临其境的去分析问题、解决问题,真正提高学生的应用知识能力。但本节课在这方面有所欠缺,本节课没有一个很完整的无可挑剔的背景知识,能让学生从头到尾都在这个知识背景下学习。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(征求意见稿)[S].北京:人民教育出版社,2016:76