廣東

(作者單位：深圳市龍崗區(qū)布吉高級(jí)中學(xué))

一、問(wèn)題的提出

傳統(tǒng)的二輪復(fù)習(xí)大都習(xí)慣以高考試卷的題型為中心設(shè)計(jì)小專(zhuān)題進(jìn)行解題方法突破，再輔助大量的習(xí)題進(jìn)行鞏固。課堂往往為了追求“高效”，會(huì)省去實(shí)驗(yàn)和探究知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)系等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)單一考點(diǎn)的題型歸納講解后直接進(jìn)入高考模擬題講解，課堂內(nèi)容呈現(xiàn)出與一輪復(fù)習(xí)界限極為分明的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生可能因?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)與考點(diǎn)割裂、斷層而聽(tīng)不懂，或者能聽(tīng)懂卻無(wú)法遷移到試題的陌生新情境中。近幾年，一線(xiàn)教師為了解決復(fù)習(xí)課內(nèi)容枯燥無(wú)趣、學(xué)生參與度低和遷移能力差等問(wèn)題，進(jìn)行了很多基于高中化學(xué)核心素養(yǎng)下教學(xué)模式的有益探索：如以“純堿的生產(chǎn)”為載體，選擇和整合了鈉及其化合物的相關(guān)知識(shí)，使教學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)的具體問(wèn)題提出和解決中不斷推進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的達(dá)成；又如以“污水處理——電浮選凝聚法”的實(shí)驗(yàn)為主題，融入了電解池的原理剖析，優(yōu)化改進(jìn)并拓展延伸，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、分析信息、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等方面的能力，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

文獻(xiàn)表明目前很多教學(xué)探索均體現(xiàn)了知識(shí)問(wèn)題化、問(wèn)題情境化的思路，將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，以真實(shí)情境為載體，引導(dǎo)學(xué)生在分析和解決問(wèn)題中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。筆者認(rèn)為高三二輪復(fù)習(xí)課應(yīng)該具備“有趣、有用”的特點(diǎn)，“有趣”體現(xiàn)在學(xué)習(xí)方式的多樣化，“有用”體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)方法的價(jià)值化，而情境則是構(gòu)建“有趣、有用”復(fù)習(xí)課的根本。

二、基于高考化學(xué)情境素材的教學(xué)

1.高中化學(xué)教學(xué)情境的分類(lèi)

單旭峰依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中情境素材內(nèi)容，參照課程情境素材分類(lèi)方法，基于情境素材的來(lái)源將目前高考化學(xué)情境素材分為了這幾個(gè)方面：

圖1 高考化學(xué)情境素材的分類(lèi)

基于上述情境下的教學(xué)就是通過(guò)情境設(shè)計(jì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)的效用，利用所學(xué)知識(shí)理解、分析和解決真實(shí)世界中的問(wèn)題，完成知識(shí)的意義建構(gòu)。整節(jié)課的情境之間圍繞所學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)出一定的關(guān)聯(lián)性和邏輯性，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中能持續(xù)激發(fā)、維持、推動(dòng)學(xué)生思考，讓學(xué)生不斷深入學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)類(lèi)情境的模仿應(yīng)用、新情境的遷移應(yīng)用、陌生情境的創(chuàng)新應(yīng)用。

2.高中化學(xué)教學(xué)情境的特征及創(chuàng)設(shè)的要求

教學(xué)情境的本質(zhì)屬性是蘊(yùn)含學(xué)科問(wèn)題，核心內(nèi)涵是引導(dǎo)知識(shí)建構(gòu)，深層價(jià)值是促進(jìn)知識(shí)遷移，情感取向是弘揚(yáng)學(xué)科價(jià)值。化學(xué)教學(xué)情境要以全面發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，要包含化學(xué)問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程學(xué)習(xí)形成關(guān)鍵能力和必備品格，并有利于開(kāi)展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)。

三、教學(xué)案例

1.教材內(nèi)容分析

“鋁及其化合物”是元素化合物知識(shí)的重要內(nèi)容，筆者從知識(shí)整合和情境類(lèi)別兩個(gè)層面，分析了在鋁及其化合物內(nèi)容的教學(xué)中創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的視角和思路。

圖2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境的思路結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)思路結(jié)構(gòu)圖，以“從鋁土礦中提取鋁”為情境切入點(diǎn)，確立了如下教學(xué)目標(biāo)：復(fù)習(xí)鞏固鋁及其化合物知識(shí)，建構(gòu)從金屬礦石中獲得金屬的一般思路和模型，提高工藝流程分析能力；體驗(yàn)從化學(xué)原理到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程，培養(yǎng)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”學(xué)科核心素養(yǎng)及“歸納與論證”能力。

2.教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：金屬冶煉之理

【師】請(qǐng)同學(xué)們閱讀資料卡片，完成下面的活動(dòng)：

【活動(dòng)】將你所知道的金屬礦物和其單質(zhì)填在價(jià)類(lèi)二維圖對(duì)應(yīng)的位置上。

鋁的冶煉

鐵的冶煉

銅的冶煉

【讀圖識(shí)理】由價(jià)類(lèi)二維圖可知金屬冶煉是先除去礦石中的雜質(zhì)，再將純凈的金屬化合物還原得到金屬單質(zhì)，表現(xiàn)為金屬元素的化合價(jià)降低。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)資料卡片引導(dǎo)學(xué)生分析為什么要進(jìn)行金屬冶煉，找到知識(shí)的入手視角。從熟悉的價(jià)類(lèi)二維圖出發(fā)，讓學(xué)生整理常見(jiàn)的金屬礦石，并從氧化還原的角度分析金屬冶煉的原理。從原理導(dǎo)入，培養(yǎng)學(xué)生形成從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析問(wèn)題的一般思路和方法。

環(huán)節(jié)二：金屬冶煉之法

【師】請(qǐng)同學(xué)們分析圖4，思考下面的問(wèn)題：

圖4 金屬與其被發(fā)現(xiàn)及運(yùn)用的最早年代圖

問(wèn)題1：從圖4中可以看出，金屬的活潑性與其被冶煉使用的年代大致有何關(guān)系？

問(wèn)題2：銅比金活潑，為什么人類(lèi)使用的第一種金屬是銅而不是金？

問(wèn)題3：鋁是地殼中含量最多的金屬，活潑性比金屬鈉弱，為什么鋁的冶煉年代卻比鈉還要晚？

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)對(duì)圖表的學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生從圖像中獲取信息的能力，了解金屬冶煉的影響因素：活潑性、金屬儲(chǔ)量、冶煉技術(shù)難度等。從大致規(guī)律進(jìn)一步理解金屬冶煉原理，金屬越活潑越難被還原，從兩個(gè)反常數(shù)據(jù)引出鋁的冶煉工藝。通過(guò)該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生分析圖表、數(shù)據(jù)的能力。

環(huán)節(jié)三：鋁的冶煉工藝

【師】請(qǐng)大家閱讀資料卡，思考關(guān)于鋁的冶煉工藝，你從資料卡片中獲得了哪些有用的信息？

【生】1.金屬冶煉的過(guò)程：篩選原料、探尋原理、剖析技術(shù)；2.鋁土礦是冶煉鋁的主要原料，其主要成分是氧化鋁，且含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)；3.鋁采用電解熔融氧化鋁的方式制??；4.電解氧化鋁時(shí)對(duì)其純度要求較高。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生獲取有用信息的能力，形成在金屬冶煉過(guò)程中的一般思路，將問(wèn)題分解為從鋁土礦到氧化鋁再到鋁，進(jìn)而剝離出其中隱藏的分離提純的知識(shí)和金屬冶煉方法。

【思考】根據(jù)上述資料，如果你是化學(xué)工程師，給你一塊鋁土礦，你打算如何獲得鋁？

【信息提示】若沒(méi)有思路，試試先填寫(xiě)表格中對(duì)應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。

表1

表2

【設(shè)計(jì)意圖】構(gòu)建鋁及其化合物性質(zhì)與真實(shí)冶煉情境之間的橋梁，使知識(shí)不僅是重復(fù)再現(xiàn)，而是體現(xiàn)類(lèi)比遷移的功能價(jià)值。有利于學(xué)生進(jìn)一步深刻體會(huì)：金屬及其化合物性質(zhì)是金屬冶煉、金屬材料加工和使用的基礎(chǔ)，并能從中感受到學(xué)科知識(shí)的價(jià)值和魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

【小組1】黑板展寫(xiě)

【小組2】黑板展寫(xiě)

【質(zhì)疑1】第一組的步驟中分別用到了哪些分離方法？除了這些，還有哪些常見(jiàn)的分離提純方法？

【生】步驟中均用到了過(guò)濾，常見(jiàn)的分離提純方法還有：萃取、分液、蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶、蒸餾等。

【設(shè)計(jì)意圖】從學(xué)生的方案中引出工藝流程中的物質(zhì)分離的常見(jiàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生在工藝流程中根據(jù)分離目的選擇合適的分離方法。

【質(zhì)疑2】第一組的三次過(guò)濾中濾液、濾渣的成分是否正確？

【生】濾液成分不正確，漏掉了加進(jìn)去的過(guò)量試劑。

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)工藝流程每一步中發(fā)生的反應(yīng)情況及試劑量確定濾液和濾渣成分，培養(yǎng)學(xué)生變化觀念與平衡思想的核心素養(yǎng)。

【質(zhì)疑3】第二組同學(xué)認(rèn)為用堿溶會(huì)大大減少工藝步驟，但問(wèn)題是最后無(wú)法分離硅酸和氫氧化鋁，他們的工藝過(guò)程是否正確？

【提示】已知工業(yè)上鋁土礦(Al2O3、Fe2O3、SiO2)用NaOH溶解時(shí)會(huì)生成鋁硅酸鈉沉淀(Na2Al2Si2O8·nH2O)，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【生】觀察法。

【師】金屬硅酸鹽廣泛存在于金屬礦石中，請(qǐng)大家將硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物的形式后再試試。

【師】如果你是工程師，你認(rèn)為上述哪種方案更適合工業(yè)生產(chǎn)，說(shuō)出你的理由(從原料消耗、步驟難易、產(chǎn)率大小、環(huán)保等方面考慮)。

【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合鋁提取的真實(shí)情境，從學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題處開(kāi)展精準(zhǔn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注工藝流程中的分離方法、成分分析及陌生情境下的方程式書(shū)寫(xiě)等考點(diǎn)，在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)等高階思維能力，使教學(xué)過(guò)程具有生長(zhǎng)性。

環(huán)節(jié)四：從金屬礦石中獲得金屬的一般思路和方法

【師】通過(guò)從鋁土礦提取鋁的過(guò)程學(xué)習(xí)可以知道金屬的獲得大都經(jīng)歷根據(jù)元素主要存在的情況確定原料，再通過(guò)分離提純方法得到適合冶煉的物質(zhì)，最后再根據(jù)金屬冶煉方法獲得金屬的過(guò)程。整個(gè)工藝流程需要保證過(guò)程科學(xué)、成本低廉、節(jié)能環(huán)保等。

圖5

環(huán)節(jié)五：探究高考，明確考向

【例1】(2019·全國(guó)卷Ⅲ·26改編)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖6所示。回答下列問(wèn)題：

圖6

相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表3：

表3

(1)若原料中的鋁元素主要以Al2O3形式存在，寫(xiě)出“溶浸”中鋁元素相關(guān)的離子方程式：___________。

(2)“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)_______～6之間，寫(xiě)出此步驟中與鋁元素相關(guān)的離子方程式：____________________。

【例2】(2020·全國(guó)卷Ⅰ·26改編)釩具有廣泛用途，黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備N(xiāo)H4VO3。

圖7

(1)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+，以及部分的________。

(2)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。

【答案】(1)Al3+和Fe3+

【設(shè)計(jì)意圖】結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生現(xiàn)有的能力水平，改編相關(guān)的高考題，將知識(shí)融入工藝流程情境中，讓學(xué)生更接近真實(shí)的化工生產(chǎn)，利用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。改編后的試題更具有教學(xué)評(píng)價(jià)功能，能有效的檢測(cè)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度，真正的實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”一體化，讓二輪復(fù)習(xí)更具實(shí)效性。

3.教學(xué)反思

真實(shí)情境下的課堂教學(xué)效果良好。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，課堂更有趣。從知識(shí)整合和情境類(lèi)別兩個(gè)層面進(jìn)行了分析融合，從傳統(tǒng)的基于知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)轉(zhuǎn)向基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)，豐富的素材提升了復(fù)習(xí)課的新奇度，體現(xiàn)了知識(shí)的工具性，極大地發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

第二，課堂氛圍更活躍。從傳統(tǒng)的解題方法突破性復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)向探究性教學(xué)，恰當(dāng)?shù)男畔⑻崾窘鉀Q了學(xué)生能力水平參差不齊的問(wèn)題，讓所有學(xué)生在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題，感受知識(shí)的“有趣”。

第三，課堂更深入。從傳統(tǒng)的知識(shí)與情境相互割裂轉(zhuǎn)向情境與問(wèn)題相互交融，在工藝生產(chǎn)中體會(huì)鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生感受到知識(shí)的“有用”。

第四，課堂更有效。從傳統(tǒng)的練習(xí)轉(zhuǎn)向高考題改編，借助高考題的情境素材，結(jié)合學(xué)生能力水平進(jìn)行改編，檢測(cè)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”一體化，提高復(fù)習(xí)效率。

第五，課堂更多維。從傳統(tǒng)的課后單向評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向“教、學(xué)、評(píng)”一體化。學(xué)生在真實(shí)情境的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)交流過(guò)程中，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)儲(chǔ)備及思維方法的不足，反思和調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略。同時(shí)，教師也能根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，調(diào)整教學(xué)策略。