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        基于深度復(fù)習(xí)提升學(xué)生化學(xué)高考解題思維研究

        2018-01-23 11:26:10聶長玲
        中小學(xué)教學(xué)研究 2018年11期
        關(guān)鍵詞:解題思維教學(xué)設(shè)計高中化學(xué)

        聶長玲

        [摘 要] 為提升學(xué)生的思維能力,有必要在高三二輪復(fù)習(xí)中進(jìn)行深度復(fù)習(xí)的教學(xué),以“水溶液中的三大平衡”專題復(fù)習(xí)課為例。水溶液中的離子平衡在高考中的考查,對學(xué)生的邏輯思維能力以及信息遷移能力要求更高。案例中給出的設(shè)計思路從對近年高考此考點進(jìn)行了分析和整合,找出了考查的幾種方式,從中提出了有效的解題思路,并進(jìn)行鞏固訓(xùn)練。

        [關(guān)鍵詞] 高中化學(xué);深度復(fù)習(xí);解題思維;教學(xué)設(shè)計

        一、研究背景

        近年來高考全國卷使用的省越來越多,為實現(xiàn)平穩(wěn)過渡,全國卷化學(xué)試題加強(qiáng)了難度控制,試題不回避??碱}型,注重對化學(xué)基礎(chǔ)知識和核心內(nèi)容的考查,一如既往重視考查學(xué)生的信息素養(yǎng)和知識應(yīng)用實踐能力。但從學(xué)生答題情況來看,結(jié)果并不理想,尤其是主觀題的答題情況暴露了許多備考復(fù)習(xí)中的突出問題。

        為提升學(xué)生的思維能力,筆者認(rèn)為有必要在高三二輪復(fù)習(xí)中進(jìn)行深度復(fù)習(xí)的教學(xué),以“水溶液中的三大平衡”專題復(fù)習(xí)課為例。

        水溶液中的離子平衡在高考中的考查題型既涉及選擇題,又涉及非選擇題;既有正誤判斷,也有大小比較、守恒關(guān)系、計算,還有圖像分析、反應(yīng)過程分析等。2018年試題相對于過去幾年,取材背景與科技成果、生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系緊密,信息呈現(xiàn)方式新穎多樣,試題突出對主干知識的考查,聚焦學(xué)科核心素養(yǎng),充分發(fā)揮了學(xué)科的育人能力,弘揚科學(xué)精神,對學(xué)生的邏輯思維能力以及信息遷移能力要求更高。

        高三一輪復(fù)習(xí),學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)復(fù)習(xí)了溶液中的平衡的基礎(chǔ)知識,但學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、信息遷移能力和邏輯思維能力等方面還比較薄弱。具體表現(xiàn)為:(1)溶液中存在微粒及產(chǎn)生的平衡的判斷混淆不清;(2)對平衡是否改變,怎么改變判斷不清;(3)對守恒關(guān)系的分析不夠明確;(4)思維狹隘,表達(dá)不規(guī)范。筆者認(rèn)為,有必要從高考題型考查及解題思維建模的角度進(jìn)行深度復(fù)習(xí)。

        二、基于深度復(fù)習(xí)提升學(xué)生化學(xué)高考解題思維設(shè)計方法

        (一)分析高考考查方式,找出解題的思路

        此前,筆者對近年高考此考點進(jìn)行了分析和整合,找出了考查的幾種方式,并提出了有效的解題思路。

        1.考綱解讀

        理解弱電解質(zhì)在水中的電離平衡,能利用電離平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計算。這就要求學(xué)生把握好弱電解質(zhì)電離平衡與水的電離平衡關(guān)系,抓住主要平衡,熟練電離平衡常數(shù)表達(dá)方式,并能利用平衡三段式解決相關(guān)的計算問題。對學(xué)生的分析問題能力和計算能力提出了較高的要求。

        了解鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素、鹽類水解的應(yīng)用。要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確判斷鹽溶液中存在的平衡,并運用平衡原理進(jìn)行分析,對學(xué)生的思維能力和解釋實際問題能力要求較高。

        了解難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。理解溶度積(Ksp)的含義,能進(jìn)行相關(guān)的計算。要求學(xué)生對平衡常數(shù)表達(dá)式理解到位,靈活運用。

        溶液中三種平衡的綜合運用。要求學(xué)生能準(zhǔn)確判斷溶液中存在的各種平衡,及在變化過程中平衡的變化,并能運用平衡理論知識解決實際出現(xiàn)的各種問題。要求學(xué)生熟練掌握基礎(chǔ)知識,對宏觀的現(xiàn)象和微觀粒子的探析能力以及邏輯思維能力提出了較高的要求,也要求學(xué)生有較強(qiáng)的解決實際問題的能力。

        2.新課標(biāo)卷中的考點整理

        3.考情分析

        水溶液中的離子平衡是化學(xué)平衡的延伸和應(yīng)用,也是高考中考點分布較多的內(nèi)容之一??疾閮?nèi)容主要有以下三個方面:①弱電解質(zhì)的電離平衡和溶液的酸堿性;②鹽類的水解平衡;③難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡。

        從近幾年高考命題的變化趨勢來看,溶液中離子濃度的大小比較及沉淀的溶解平衡和轉(zhuǎn)化仍是主要考查題型。其中利用圖像分析解決問題的能力考查方式比較突出。

        (二)利用真題引入課題

        從近年考生答題情況來看,主要存在以下問題:

        1.化學(xué)基本觀念淡薄,基礎(chǔ)知識不扎實

        不善于對宏觀現(xiàn)象進(jìn)行微觀探析,不能熟練將化學(xué)現(xiàn)象用化學(xué)符號準(zhǔn)確表征。例如2016全國Ⅰ卷27題,CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化,要求根據(jù)圖表寫出方程式。宏觀上看,溶液的顏色隨著離子濃度的變化而變化,微觀上從曲線走勢可以看出c(Cr2O72-)隨c(H+)的增加不斷增大,可以得出2 CrO42-+2H+ ? Cr2O72-+H2O ,考生在解決此問題時要學(xué)會如何看圖,并以此對溶液中離子的變化進(jìn)行分析,問題就不難解決。此題同時還考查了平衡的影響因素,平衡轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)的計算,最后又引出沉淀溶解平衡的計算,是一題考查點比較全,但難度又不太大的題型,適合作為本節(jié)復(fù)習(xí)課的引入。通過引入高考真題,讓學(xué)生充分認(rèn)識到水溶液中的三大平衡在高考中的重要性,也讓學(xué)生很快進(jìn)入到課堂中。同時中等難度的題型也讓學(xué)生對自己即將面臨的高考充滿信心。

        2.思維建模的基礎(chǔ)是核心知識要復(fù)習(xí)到位

        例如,此案例中可以讓學(xué)生對三大平衡進(jìn)行比較并完成表格:

        學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固了水溶液中的化學(xué)平衡理論知識,以理論為依據(jù)才能指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步進(jìn)行思維的建模。

        (三)利用真題復(fù)習(xí)探究解題思路

        此案例中,通過上述的理論知識整理,高考真題實踐,進(jìn)一步就可以總結(jié)出解題的思維模式。其中第一部分,水溶液中三大平衡特點、影響因素及平衡常數(shù)的書寫和應(yīng)用,以化學(xué)平衡理論為指導(dǎo),可以給出解題的基本思路:溶液中存在?平衡(寫出平衡方程式)→改變了?條件→平衡向?移動→移動的結(jié)果?

        筆者選用2016全國Ⅲ卷第13題作為該點講解的例題,該題四個選項分別涉及到溶液中弱酸弱堿的電離平衡、鹽類水解平衡、酸堿中和滴定中粒子變化以及沉淀溶解平衡的離子濃度關(guān)系比較,同時鞏固學(xué)生對三種平衡的區(qū)別認(rèn)識,有助于學(xué)生加強(qiáng)各種平衡之間的關(guān)系分析,體現(xiàn)了學(xué)科素養(yǎng)中變化觀念與平衡思想的培養(yǎng),增強(qiáng)學(xué)生的推理能力,建立學(xué)生對平衡問題認(rèn)知和分析的模型。學(xué)生抓住解題思路,對這一類型題就能夠迎刃而解。例如:A選項,判斷向0.1mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液c(H+)/c(CH3COOH)變化,其中存在的平衡CH3COOH?CH3COO-+ H+,Ka=[ c(CH3COO-) c(H+)]/ c(CH3COOH);改變條件:加水稀釋;移動方向:正方向移動;移動結(jié)果:電離程度增大,c(H+)/c(CH3COOH)增大,但c(H+)、c(CH3COO-) 和c(CH3COOH)都減小。

        第二部分,探究以數(shù)形結(jié)合的思路簡化圖像,突破重點及典型線,通過引入的第一個例題,總結(jié)出解題思路:(1)看橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)表示什么;(2)看曲線走勢;(3)看關(guān)鍵點(初始點、拐點、中性點、終點、突躍點……)。

        筆者選用2016全國Ⅰ卷12題作為切入點:

        (1)該題橫坐標(biāo)為鹽酸的體積,縱坐標(biāo)為pH變化。(2)曲線的走勢隨著鹽酸體積增大,pH逐漸減小,其中有個突越變化。(3)關(guān)鍵點有N為滴定起點,M點pH為7。根據(jù)題意298K時,在20.0mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1 的鹽酸,滴定起點為弱堿溶液,終點為氯化銨水解呈弱酸性的溶液,可以判定A選項指示劑應(yīng)選擇甲基橙,M點不是終點,且未到終點,溶液中溶質(zhì)為氯化銨和少量的氨水,根據(jù)電荷守恒,c(NH4+)=c(Cl-),c(H+)=c(OH-),但c(H+)與c(OH-)都遠(yuǎn)小于c(NH4+)和c(Cl-);D選項,N點為初始點只有氨水,考查弱電解質(zhì)電離,c(OH-)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3mol·L-1,c(H+)=(10-14÷1.32×10-3) mol·L-1=7.6× 10-12 mol·L-1,pH<12,正確。

        通過該題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用圖像分析溶液中的平衡變化。實際的滴定過程中,溶液中的主要平衡從弱堿的電離平衡過渡到鹽酸水解平衡,中間過程兩者皆有。分析問題時要學(xué)會把握主要平衡,在圖像分析時牢牢抓住解題思路“三看”,學(xué)會利用各種守恒的思想將復(fù)雜的問題簡單化,從而順利解決問題。

        (四)真題演練鞏固思維建模

        從考生解題情況來看,學(xué)生的計算能力低下,定量思維能力弱也是考場失分的重要原因。教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)足夠重視,讓學(xué)生把握計算的本質(zhì)原理。適當(dāng)?shù)撵柟叹毩?xí),有助于提高學(xué)生的計算思維能力。

        本案例中筆者繼續(xù)通過2017龍巖市質(zhì)檢第27題進(jìn)一步鞏固圖像題解題思路,建立學(xué)生對這一類型平衡圖像題的解題模型。特別是第三小題,求NH3·H2O的Kb對于解題點的選擇不只一個,學(xué)生可以選擇自己喜歡或是擅長的點進(jìn)行列式解答,開拓了學(xué)生的思維。

        最后,再通過兩道真題演練,讓學(xué)生對本節(jié)課建立的兩個解題思維模式進(jìn)行鞏固,強(qiáng)化建模意識,進(jìn)而解決實際問題,鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力。

        三、基于深度復(fù)習(xí)提升學(xué)生化學(xué)高考解題思維設(shè)計反思

        (一)從高考命題角度尋找思維切入點

        許多研究表明:“人的大腦就像一個沉睡的巨人?!痹鯓幼寣W(xué)生對核心概念和科學(xué)思想達(dá)到深刻的領(lǐng)悟呢?我們需要給學(xué)生一個支點,也就是思維的切入點。本案例就是以溶液中的三大平衡為切入點,以高考題型為主線,在層層挑戰(zhàn)中總結(jié)出了思維模型,讓學(xué)生在思維過程中體驗到成就感,也體會到已有知識的概括總結(jié)、融匯提升、遷移應(yīng)用的意義,實現(xiàn)了知識復(fù)習(xí)能力提升的雙贏。高考真題的解決也讓學(xué)生對高考不會有太多的神秘感和畏難情緒,讓學(xué)生更能從容應(yīng)對新一輪的高考,并在高考中發(fā)揮自己的最佳水平。

        (二)從化學(xué)的角度深化認(rèn)識,提升情境分析能力

        另一方面,我們還應(yīng)再努力使學(xué)生深化認(rèn)識化學(xué)知識的價值,幫助學(xué)生從化學(xué)的角度認(rèn)識物質(zhì)世界,培養(yǎng)思維的深度和廣度,確保不管情景如何變換學(xué)生都能從容應(yīng)對。案例中涉及的題型雖然都不盡相同,但本質(zhì)都離不開溶液中的三大平衡,離不開化學(xué)平衡理論,學(xué)生只有深刻認(rèn)識到平衡的本質(zhì)以及平衡變化的因果,以不變應(yīng)萬變,才能從根本上理解考題的要領(lǐng),進(jìn)而快速解題。

        試題的情景多種多樣,能否充分理解情境材料,把握問題的關(guān)鍵點,找到解決問題的突破口顯得非常重要。例如案例中2016全國Ⅰ卷27題,給出元素鉻(Cr)在溶液中各種主要存在形式的顏色,其顏色變化的本質(zhì)則是溶液中離子變化及溶液酸堿性變化的結(jié)果,學(xué)生若能迅速分析出這個結(jié)論,第一小題方程式書寫就能很快解決。近年高考化學(xué)試題情景中出現(xiàn)的各種文字、圖表信息形式豐富多樣,內(nèi)容比案例復(fù)雜的比比皆是,對學(xué)生的分析問題能力和知識遷移的能力要求越來越高。在高考復(fù)習(xí)中,提高學(xué)生分析問題情境能力和知識遷移的能力對學(xué)生在考場節(jié)約時間、突破難點起著非常關(guān)鍵的作用。

        (三)強(qiáng)化計算能力有助于快速解決問題

        考場中各種問題解決了,許多考生卻敗在計算失誤上。近年來,由于小學(xué)生減負(fù)的影響,高中生的計算能力越來越弱,解決實際問題的過程中,學(xué)生往往因為最終的計算失誤而不得分,這樣的結(jié)果的確可惜,也引起我們的深思。古人說“差之毫厘,失之千里”,看是簡單的計算能力,在實際生產(chǎn)生活中卻能造成嚴(yán)重后果和深遠(yuǎn)的影響。例如本案例中,幾乎每一題都涉及到計算,涉及到數(shù)學(xué)表達(dá)方式,因此,筆者認(rèn)為在考前強(qiáng)化學(xué)生的化學(xué)計算能力非常有必要。當(dāng)然高考前強(qiáng)化學(xué)生的計算能力很有必要,整個高中階段強(qiáng)化學(xué)生的計算能力更有必要,也更有效。

        [參 考 文 獻(xiàn)]

        [1]陳新華.化學(xué)高考深度復(fù)習(xí)的策略研究[J].化學(xué)教學(xué),2017(1).

        [2]程遇玲.在課堂教學(xué)中提升學(xué)生思維能力的教學(xué)設(shè)計[J].化學(xué)教學(xué),2017(1).

        (責(zé)任編輯:張華偉)

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