吳蕾 羅欣 徐丹青

摘? ? 要：“二階六步”新型課堂聚焦師生“雙向提問”，重構(gòu)“學(xué)”和“導(dǎo)”的課堂結(jié)構(gòu)。在教學(xué)中教師可以運(yùn)用“二階六步”新型課堂，通過自學(xué)提問、生問生答、師問生答的方式，繪制、修正和完善思維導(dǎo)圖，從而達(dá)成化學(xué)核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：二階六步;煤的綜合利用;雙向提問;思維導(dǎo)圖

一、設(shè)計(jì)背景

本節(jié)課選自新人教版高中化學(xué)必修第二冊第八章第一節(jié)第三部分“煤、石油和天然氣的綜合利用”。其中“煤的綜合利用”這部分內(nèi)容在實(shí)際教學(xué)中可能會出現(xiàn)以下幾種情形：有些教師將本節(jié)內(nèi)容作為簡單的介紹性知識進(jìn)行講授，或根據(jù)教師的學(xué)案學(xué)生自主閱讀教材，以填空的方式完成學(xué)案，主要聚焦于知識的記憶;也有部分教師還會通過播放視頻來達(dá)成情感目標(biāo)，效果并不十分理想。本節(jié)內(nèi)容從知識目標(biāo)上看是簡單的，但其仍然蘊(yùn)藏著豐富的育人功能，學(xué)生通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，是否可以達(dá)成化學(xué)核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)值得我們研究。

本節(jié)課知識難度不大，適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而自學(xué)之后還需要教師的引導(dǎo)和進(jìn)一步的托舉。因此非常適宜采用完整的“二階六步”模式展開教學(xué)。我們在本節(jié)課中采用“二階六步”新型課堂，以學(xué)生自學(xué)為起點(diǎn)，以教師引導(dǎo)、師生雙向提問為路徑，達(dá)成化學(xué)核心素養(yǎng)的培育目標(biāo)，并有一定的收獲，因此寫出來與大家探討，歡迎各位同行指正。

二、“二階六步”新型課堂簡介

“二階六步”新型課堂[1]是本文作者之一徐丹青，研究學(xué)習(xí)了多種先進(jìn)的教學(xué)理念和方法，結(jié)合高中學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際需要及高中化學(xué)課堂現(xiàn)狀提出的?！岸A六步”新型課堂即教師合理設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，教學(xué)始于學(xué)生的預(yù)學(xué)習(xí)，以學(xué)生和教師雙向提問為核心，并由教師根據(jù)學(xué)生在自學(xué)過程中尚未發(fā)現(xiàn)和解決的問題作適當(dāng)深入的提問、點(diǎn)撥和化解。整個(gè)教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和思考交流，從疑問產(chǎn)生到疑問解決而形成知識體系和知識技能，同時(shí)培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)。其環(huán)節(jié)包括兩個(gè)階段六個(gè)步驟。

第一階“學(xué)生的學(xué)”：教師設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生立足于課本主動(dòng)獲取知識并生成初級問題，組內(nèi)討論解決的同時(shí)生成更高級問題，組間交流并互助解決;第二階“教師的導(dǎo)”：教師對第一階段中學(xué)生生成的問題進(jìn)一步深化拓展、引導(dǎo)提問，師生交流集體研討。其流程與結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三、教學(xué)實(shí)踐

“煤的綜合利用”教學(xué)流程如圖2所示，具體教學(xué)過程如下。

（一）自學(xué)提問，繪制思維導(dǎo)圖

教師課上發(fā)下自學(xué)導(dǎo)航單，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，閱讀相關(guān)教材，完成學(xué)習(xí)任務(wù)：①在教材文本上批注和記錄，了解煤的綜合利用的路徑，嘗試?yán)L制煤的綜合利用的思維導(dǎo)圖;②在教材文本中找出疑難點(diǎn)，記錄在自學(xué)導(dǎo)航單中。自學(xué)導(dǎo)航單包含以下欄目：學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)檢測四部分。本節(jié)課的自學(xué)導(dǎo)航單設(shè)計(jì)如下。

“煤的綜合利用”自學(xué)導(dǎo)航單

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

? 認(rèn)識煤的綜合利用原理及產(chǎn)物。

? 認(rèn)識化石燃料燃燒對環(huán)境的影響，了解保護(hù)環(huán)境的重要意義。

? 通過自學(xué)閱讀、雙向提問，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、質(zhì)疑能力和小組協(xié)作能力，發(fā)展科學(xué)精神。

? 通過繪制煤的綜合利用思維導(dǎo)圖，發(fā)展學(xué)生的模型認(rèn)知和變化觀。

? 通過學(xué)習(xí)煤的綜合利用和視頻觀賞，樹立綠色化學(xué)觀，發(fā)展社會責(zé)任素養(yǎng)。

二、學(xué)習(xí)資料

煤的主要成分（如下圖）與煤礦資源使用現(xiàn)狀（略）。

三、學(xué)習(xí)任務(wù)

1.請閱讀《化學(xué)》（必修）第二冊P102，自學(xué)煤的綜合利用。了解煤的綜合利用的路徑有哪些，每種方法對應(yīng)的原理和產(chǎn)物是什么。請畫出各物質(zhì)的具體轉(zhuǎn)換關(guān)系圖。（參考示例：石油的加工）

2.請將小組自學(xué)過程中不能解決的疑問記錄下來。

四、學(xué)習(xí)檢測

（略）

自學(xué)完畢，學(xué)生四人一組相互啟發(fā)共同解決彼此的疑問，然后開始繪制思維導(dǎo)圖，并展開交流討論。教師關(guān)注每個(gè)學(xué)習(xí)小組的學(xué)習(xí)情況。教師在巡視的過程中，拍下各小組繪制的思維導(dǎo)圖和記錄的疑問。

（二）生問生答，修正思維導(dǎo)圖

教師匯總各小組的問題，舍去重復(fù)的問題，投影在屏幕上。

學(xué)生提出的問題：

①煤的氣化和液化是物理變化還是化學(xué)變化？

②為什么粗氨水是液體，卻屬于出爐煤氣的成分？

③為什么出爐煤氣中的粗苯不會溶解在煤焦油里？

④煤既然能直接液化，為什么還要間接液化？

⑤水煤氣是什么？

……

組間提問合作解答是生生之間的交流，更是學(xué)生“教”學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師是課堂教學(xué)的組織者和引導(dǎo)者，把課堂舞臺還給學(xué)生，學(xué)生提問學(xué)生解答，讓學(xué)生成為主角。若學(xué)生能順利解答，教師及時(shí)予以表揚(yáng);若學(xué)生一時(shí)解答不完整、不到位或無法解答，教師給予點(diǎn)撥或轉(zhuǎn)問，幫助學(xué)生自己解答。

組間提問合作解答示例如下。

[投屏] ②為什么粗氨水是液體，卻屬于出爐煤氣的成分？

[師]問題提得很好，看書很仔細(xì)。有沒有同學(xué)知道？

（學(xué)生一下子被問住了，此時(shí)臺下鴉雀無聲）

[師點(diǎn)撥]請同學(xué)們看課本，找出干餾的條件是什么。

臺下有學(xué)生講，將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱。

[生1]哦！我知道了！這時(shí)候溫度很高，所以粗氨水中的氨氣都會揮發(fā)出來，氨氣是出爐煤氣的成分。

（臺下學(xué)生恍然大悟）

……

學(xué)生問題解決完畢，教師請其中一個(gè)小組將其思維導(dǎo)圖繪制在黑板上。其他小組參照自己繪制的思維導(dǎo)圖進(jìn)行對比，同時(shí)教師將各小組的思維導(dǎo)圖依序投屏，大家相互交流，取長補(bǔ)短，進(jìn)行補(bǔ)充和修正。這是一個(gè)從簡單到復(fù)雜、從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的學(xué)習(xí)過程，也是一個(gè)修正的過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)科素養(yǎng)均得到發(fā)展。

教學(xué)示例如下。

[師]請同學(xué)們觀察黑板上第3小組繪制的思維導(dǎo)圖（圖3），這張思維導(dǎo)圖有一個(gè)亮點(diǎn)，它是將煤的綜合利用按照氣化、液化、干餾的順序排列起來。請這組同學(xué)派代表說說，為什么你們要按照這個(gè)順序排列呢？

[生2]煤氣化產(chǎn)物是氣體，液化產(chǎn)物是液體，干餾產(chǎn)物有固體，我們想著按照產(chǎn)物是氣體、液體、固體的順序?qū)?，能方便記憶?/p>

[師]你們的想法非常棒！值得我們借鑒。我們還可以將三種加工方式所獲得的燃料的形態(tài)補(bǔ)充在思維導(dǎo)圖上。該小組已經(jīng)將煤的綜合利用的基本框架找出來了，接下來一起合作，對這張思維導(dǎo)圖進(jìn)行完善和修正。

[生3]干餾的定義是新知識，應(yīng)該補(bǔ)充在思維導(dǎo)圖中。

[生4]直接液化和間接液化都屬于液化，可以合并為液化。

[生5]可燃性氣體主要是水煤氣，應(yīng)該標(biāo)注出來。

……

（組間合作，補(bǔ)充修正后的思維導(dǎo)圖如圖4）

（三）師問生答，完善思維導(dǎo)圖

[師]同學(xué)們在自學(xué)過程中提出了很多問題，都非常好。下面老師還有幾個(gè)問題，請同學(xué)們思考解決。

[投影]問題1：煤的干餾跟蒸餾有什么不同？

[生6]一個(gè)是物理變化，一個(gè)是化學(xué)變化。

[師]從條件控制來看，兩者還有什么區(qū)別？

[生7]干餾需要隔絕空氣，蒸餾不用。

[生8]有空氣的話，煤加熱就會燒起來。

[師]還有補(bǔ)充嗎？（臺下陷入思考）

[師點(diǎn)撥]干與什么相對？

[生9]（頓悟）與濕相對，干餾要隔絕水。如果有大量的水，碳就跟水發(fā)生氣化反應(yīng)。

[生10]（頓悟）怪不得焦?fàn)t氣中有CO和H2，可能是煤里少量的水跟碳生成的。

[師總結(jié)和啟發(fā)]非常好！干餾就是固體干燒的過程。蒸餾是液體加熱，因此干餾的加熱溫度通常比蒸餾高。能不能再從產(chǎn)物狀態(tài)對它們進(jìn)行比較？

……

（師生從各個(gè)角度對煤的干餾特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)）

[投影]煤干餾得到煤焦油，如何從煤焦油中分離苯、二甲苯？

[生11]用蒸餾。

[師]（展示表1）具體如何操作得到苯、二甲苯？

[生12]加熱到78℃收集苯，在137～140℃收集二甲苯。

[師]從煤焦油中還能得到很多產(chǎn)品。（轉(zhuǎn)問）通過煤我們可以得到苯，因此有人說煤中含有苯，對嗎？

[生13]不對，自學(xué)導(dǎo)航單中有煤的結(jié)構(gòu)，煤里面沒有苯，是含苯環(huán)的復(fù)雜有機(jī)物。

[生14]哦，干餾是化學(xué)變化，通過化學(xué)反應(yīng)生成苯。

（大家一起歸納從煤到苯的路徑，并繪制在思維導(dǎo)圖上）

[投影]問題2：水煤氣既可以是煤氣化得到，也可以是干餾產(chǎn)物焦炭跟水蒸氣反應(yīng)得到，生成的水煤氣再合成甲醇，這都屬于間接液化。請寫出水煤氣合成甲醇的化學(xué)方程式。

（一名學(xué)生代表上臺板書。教師巡視并適度指出個(gè)別學(xué)生的錯(cuò)誤）

……

[師]煤氣化得到的水煤氣還可以進(jìn)一步反應(yīng)生成甲烷、乙烯等。煤直接液化是煤的大分子通過加氫生成烴類，然后繼續(xù)裂化生成汽油、柴油等液態(tài)燃料油。

（師生共同完善的思維導(dǎo)圖如圖5所示）

[師]問題3：煤綜合利用的途徑這么復(fù)雜，為什么還要綜合利用，而不是直接燃燒煤？

[生15]課本上說“煤的干餾、氣化和液化獲得清潔的燃料和多種化工原料”。

[師追問]直接燃燒煤會有什么污染？

[生16]煤的組成中有氮、硫元素，直接燃燒會生成氮氧化物和二氧化硫。

[師]這兩位同學(xué)看書都非常仔細(xì)！我們看課本中煤干餾的表格，煤干餾獲得的化工原料種類非常多，應(yīng)用也很廣泛。直接燃燒煤除了會污染環(huán)境之外，還有什么缺點(diǎn)？

（學(xué)生陷入思考）

[師點(diǎn)撥]嘗試從燃料狀態(tài)和接觸面積角度考慮。

[生17]煤是固體，接觸面積小，直接燒煤，燃燒不徹底。

[師]對！煤是有限的不可再生資源，通過煤的綜合利用大大提高了煤的利用率。煤的氣化、液化可以得到清潔燃料。干餾產(chǎn)品焦炭可以用來煉鋼，瀝青可以用來筑路，同時(shí)還能得到許多重要化工原料。在化學(xué)家的創(chuàng)造下，煤就成了真正的“固體黃金”?。▓D6）

教師播放視頻，展示煤在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用以及煤的綜合利用與環(huán)境保護(hù)的密切聯(lián)系。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容看似平淡無奇，采用“二階六步”新型課堂后，課堂變得鮮活起來，學(xué)生真正進(jìn)入到學(xué)習(xí)中，學(xué)會了閱讀和自學(xué)提問，培養(yǎng)了合作學(xué)習(xí)能力，發(fā)展了學(xué)生的變化觀、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等核心素養(yǎng)。此外，煤工業(yè)生產(chǎn)模型的建構(gòu)和煤綜合利用的視頻觀賞，幫助學(xué)生理解煤為何有“固體黃金”之稱，認(rèn)識煤在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用以及煤的綜合利用與環(huán)境保護(hù)的密切聯(lián)系，樹立綠色化學(xué)觀，培養(yǎng)科學(xué)精神與社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。這樣的教學(xué)過程比單純知識講授或利用學(xué)案填空的收獲要多。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐丹青，陳思靜，吳燁. 高中化學(xué)“二階六步”教學(xué)模式的創(chuàng)建與實(shí)踐[J] . 教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考），2012（10）：60-62.

[2]羅欣，徐丹青.研讀教材，以問為先——基于高中化學(xué)“二階六步”新型課堂的案例分析[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2017（12）：5-7.