高曉瑩+吳春峰
摘要:文章主要研究將“題組-概念圖”應(yīng)用于高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中,從而有效提高學(xué)生的復(fù)習(xí)效率和解題能力。詳細(xì)闡述了“題組-概念圖”在高三一輪復(fù)習(xí)中的使用策略,構(gòu)建了“題組-概念圖”的操作流程,并提供相關(guān)實踐案例。
關(guān)鍵詞:題組;概念圖;高三化學(xué);復(fù)習(xí)教學(xué)
文章編號:1008-0546(2014)11-0024-04 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.009
一、問題提出
新課程改革已經(jīng)走過了十幾年的歷程,隨著新課改理念的逐步深入,教師的教育教學(xué)理念也隨之更新。新授課中,教師比較關(guān)注學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),但高三復(fù)習(xí)階段,為了應(yīng)對高考的壓力,諸如科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、探究能力等的培養(yǎng)要求都被束之高閣,隨之而來的是“炒冷飯”、“滿堂灌”、“滿堂練”式的傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課教學(xué)方式,這些做法在一定程度上幫助學(xué)生梳理了知識結(jié)構(gòu),強(qiáng)化解題訓(xùn)練,但在很大程度上扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性,忽視了學(xué)生自我建構(gòu)知識體系的過程,導(dǎo)致學(xué)生思維僵化,缺乏創(chuàng)造力,不能靈活運用并遷移所學(xué)知識,不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
概念圖是綜合了系統(tǒng)論、心理學(xué)和教學(xué)方法等理論提出的一種知識表征的工具。它可以在外顯的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)者內(nèi)隱的知識之間建立有效聯(lián)系,具有將概念和知識網(wǎng)絡(luò)化、具體化、可視化的優(yōu)點。設(shè)計“題組”驅(qū)動學(xué)生思考是使用概念圖的關(guān)鍵,所謂“題組”,就是圍繞某一教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容,選取一系列有代表性、系統(tǒng)性的問題,能將知識、技能、方法融入其中的教學(xué)方法。通過“題組”激活學(xué)生原有知識,幫助學(xué)生理解概念之間的聯(lián)系,靈活運用所學(xué)知識。本文在學(xué)習(xí)借鑒相關(guān)教育理論的基礎(chǔ)上嘗試設(shè)計“題組-概念圖”的復(fù)習(xí)策略應(yīng)用于高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
二、“題組-概念圖”在復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用
1. 題組設(shè)計是實施復(fù)習(xí)教學(xué)的前提
題組設(shè)計是影響概念圖構(gòu)建的重要因素。美國著名教育家波利亞指出:“一個專心備考的教師能拿出一個有意義的但并不復(fù)雜的題目,去幫助學(xué)生發(fā)展問題的各個方面,把學(xué)生引人一個完整的領(lǐng)域?!币虼?,教師要認(rèn)真分析復(fù)習(xí)目標(biāo)要求,深入鉆研教材,充分了解學(xué)生認(rèn)知水平和特點,在此基礎(chǔ)上設(shè)計一系列凸顯知識點、強(qiáng)化概念聯(lián)系的高質(zhì)量問題。題組設(shè)計需注意幾點要求:
(1)知識點覆蓋要全面
題組充當(dāng)先行組織者,為概念圖的構(gòu)建鋪路。要使學(xué)生對復(fù)習(xí)內(nèi)容有明晰的認(rèn)識,題目的選擇要有針對性,能覆蓋復(fù)習(xí)的重、難點知識,由淺入深,由單個考查到綜合運用,引導(dǎo)學(xué)生綜合運用知識。
(2)題目難度與梯度要把握好
設(shè)置的題目要難易適中,過難或過易都無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,不利于問題的解決。題組設(shè)計還要體現(xiàn)知識間的層次關(guān)系,前一個題目的解決能為下一個問題的解決積累知識和經(jīng)驗,后一問題對前一問題來講,又恰到好處地處于“可及”又“不可立及”的狀態(tài),激發(fā)學(xué)習(xí)的動機(jī),使學(xué)生更好地參與知識探究,并在學(xué)習(xí)過程中自覺地維持興趣。題組的設(shè)計還要有一定的梯度。教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要設(shè)計不同層次的問題,提問時將問題由淺入深、由易到難呈現(xiàn)到學(xué)生面前,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。對不同的學(xué)生,要選擇適合他們認(rèn)知水平的題目,使每位學(xué)生都能體會成功的喜悅,從而調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。
(3)問題形式要多樣化,題量控制要適中
針對不同復(fù)習(xí)內(nèi)容選擇不同類型的問題,對鞏固知識、發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力有不同的作用。如在元素化合物知識的復(fù)習(xí)中,可選擇一些實驗探究、方案設(shè)計類的問題,題目的選擇不拘泥于選擇和填空,要增加實踐題、探究性和開放題的比例,題目可以是“一題多問”、“一題多變”、“一題多解”等形式。問題的編制應(yīng)有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題。
2. 問題解決是實施復(fù)習(xí)教學(xué)的核心
通過問題解決幫助學(xué)生回顧基礎(chǔ)知識,啟迪學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力。問題解決過程中,教師和學(xué)生的角色和地位要能體現(xiàn)學(xué)生是課堂的主角,教師是合作交流中的首席發(fā)言人的地位。教師要引導(dǎo)學(xué)生思考、運用知識并形成技能,在問題與相關(guān)知識點的結(jié)合點上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論分析。通過師生共同討論,形成解題思路,掌握知識之間的聯(lián)系,以此為線索來構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)行高考命題的主旋律是能力考查,要想真正提高學(xué)生的解題能力,一定不是教師“一言堂”能達(dá)到的,只有充分調(diào)動學(xué)生的思維,通過問題探究、問題解決達(dá)到掌握知識、培養(yǎng)能力的目的。
3. 概念圖構(gòu)建是實施復(fù)習(xí)教學(xué)的關(guān)鍵
概念圖能夠?qū)⒘闵⒌幕瘜W(xué)知識、概念、原理等按照特定的關(guān)系組成可視化的知識網(wǎng)絡(luò)圖,概念圖的構(gòu)建過程不僅可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)以往學(xué)習(xí)中的模糊概念,還可以成為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和集中思維的工具,是學(xué)生由機(jī)械學(xué)習(xí)向意義學(xué)習(xí)過渡的重要途徑,事實證明概念圖可以有效地改變學(xué)生的認(rèn)知方式。在復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師備課時可以事先做一個專家型概念圖作示例,把知識要點的關(guān)系分析清楚,再待學(xué)生課堂探究結(jié)束、自主構(gòu)建概念圖后展示,鼓勵學(xué)生自評、互評、師生共同討論分析、修改、完善學(xué)生自主繪制的概念圖。
三、 “題組-概念圖”復(fù)習(xí)模式的操作流程
將“題組”和“概念圖”兩種教學(xué)策略進(jìn)行組合,形成了高三化學(xué)“題組—概念圖”復(fù)習(xí)策略,具體操作流程如圖1。
四、高三復(fù)習(xí)中使用“題組概念圖”策略的案例
本文選取《鐵及其化合物的應(yīng)用》為例,采用“題組-概念圖”教學(xué)模式設(shè)計教學(xué)案例。
課前準(zhǔn)備階段:
1. 歸納本節(jié)復(fù)習(xí)的要點:
①了解鐵單質(zhì)及其重要化合物(鐵的氧化物、氫氧化物和鐵鹽)的主要性質(zhì)和重要應(yīng)用;②掌握Fe、Fe2+、Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化,理解變價金屬的粒子之間的氧化還原反應(yīng)。③掌握Fe2+、Fe3+的常見檢驗方法。endprint
2.針對本節(jié)課復(fù)習(xí)要點,教師課前繪制的概念圖如圖2。
3. 仔細(xì)研究復(fù)習(xí)內(nèi)容和《考試說明》的相關(guān)要求后,精心編制題組對學(xué)生進(jìn)行思維能力的訓(xùn)練,題目可從近年高考題和大市模擬題中挑選,也可改編或自編。
課堂教學(xué)階段:
【教學(xué)流程設(shè)計】
本節(jié)課依據(jù)“題組-概念圖”操作流程,采用模塊化的結(jié)構(gòu),以三個模塊構(gòu)成整體,逐層推進(jìn),進(jìn)行“題組-概念圖”復(fù)習(xí)教學(xué)。
【展示導(dǎo)學(xué)題組】
1. 寫出鐵原子結(jié)構(gòu)示意圖以及基態(tài)鐵原子的核外電子排布式,并分析鐵的常見價態(tài)。
2.根據(jù)下列藥品:Fe粉、Cu粉、0.1 mol·L-1 FeCl3、 0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、淀粉-KI試紙、新制氯水、5%H2O2溶液、0.1mol·L-1硫氰化鉀(KSCN)溶液、0.1mol·L-1高錳酸鉀(KMnO4)溶液,設(shè)計Fe2+、 Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實驗方案,邊實驗、觀察邊記錄,寫出相應(yīng)的離子方程式。
3.實驗室如何制備少量的FeSO4,請設(shè)計合理實驗方案,并指出保存時的注意事項。
4.利用廚房中常見用品,除去衣服上蘸有的鐵銹(主要成分為Fe2O3),并說出理由。
5.已知Fe(OH)2是一種白色沉淀,但在空氣中極易被氧化故而很難看到Fe(OH)2的本身顏色。請你設(shè)計實驗方案制備少量純凈的Fe(OH)2。
6.現(xiàn)有一種補(bǔ)鐵藥劑“速力菲”(片劑:每片0.1 g),請你設(shè)計方案檢驗該補(bǔ)鐵藥含有鐵元素以及其價態(tài),并測定藥片中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
7.制作印刷電路板(PCB)、對蝕刻電路板的廢液(含F(xiàn)e2+、 Fe3+ 、Cu2+)進(jìn)行回收銅并使蝕刻廢液再生均涉及 Fe3+與 Fe2+的相互轉(zhuǎn)化,請設(shè)計合理的方案從蝕刻廢液中回收銅并使蝕刻廢液(FeCl3溶液)再生。
【問題解決過程】
導(dǎo)學(xué)題組能引導(dǎo)學(xué)生回顧基礎(chǔ)知識,熟悉知識間聯(lián)系,提高解題能力。本節(jié)內(nèi)容圍繞鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化,創(chuàng)設(shè)問題情境,通過多個開放性的問題,引領(lǐng)學(xué)生在解決問題的過程中,自主構(gòu)建鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,加深對知識的理解和運用,同時培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維發(fā)散能力。
師:問題1強(qiáng)化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)基本觀念,通過鐵原子結(jié)構(gòu)了解鐵的化學(xué)性質(zhì)。
生:寫出鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖和核外電子排布式后,得出鐵易失去最外層2個電子得到Fe2+,但是Fe2+得最外層3d6不如3d5穩(wěn)定,所以Fe2+容易繼續(xù)失電子得到較穩(wěn)定的Fe3+。
師:問題2設(shè)計Fe2+、 Fe3+相互轉(zhuǎn)化的實驗方案,復(fù)習(xí)Fe3+、Fe2+的氧化性、還原性,提高學(xué)生設(shè)計簡單實驗方案的能力、書寫離子方程式的能力。
生:寫出Fe2+與H2O2、KMnO4、氯水等反應(yīng)離子方程式,F(xiàn)e3+與KI、Cu粉、Fe粉、硫氰化鉀溶液等反應(yīng)的離子方程式。
師:問題3涉及的FeSO4的制備考查學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)、基本操作和基本原理的掌握。
生1:Fe和稀硫酸反應(yīng)。
生2:Fe和Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)。
總結(jié):FeSO4溶液能水解、易被空氣中氧氣氧化,故制備和保存時要加稀硫酸抑制水解,加鐵粉防止其被氧化。
師:問題4通過生活中的實際問題,讓學(xué)生感受化學(xué)來源于生活,服務(wù)于生活。
生1:用白醋浸泡,將Fe2O3轉(zhuǎn)化為可溶性的Fe3+。
生2:我在電視上聽說過用檸檬汁可以洗掉鐵銹。
師:這個方法是可行的。大家想一想檸檬汁為什么可以有如此神奇的作用呢?
生3:檸檬汁中含有檸檬酸和維生素C,鐵銹溶解同時Fe3+被還原為顏色更淺的Fe2+。
總結(jié):在真實的問題情景中將Fe3+和Fe2+的性質(zhì)聯(lián)系在一起,提高了學(xué)習(xí)興趣。
師:問題5通過Fe(OH)2的制備,考查學(xué)生對知識的綜合運用和實驗探究能力,關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)散能力。
生1:用FeSO4和NaOH溶液相互滴加來制備。
生2:用電解法來制備,鐵做陽極,碳做陰極,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液。畫出電解裝置圖。
追問:大家思考一下這兩位同學(xué)的方案是否需要進(jìn)一步完善,制備Fe(OH)2關(guān)鍵是什么?
生:交流討論后得出制備的要點:除去溶液中混有的Fe3+、驅(qū)逐溶液中氧氣、制備過程中避免與空氣(氧氣)接觸,在此基礎(chǔ)上設(shè)計出更加完善的實驗方案。
師:問題6通過藥片成分的測定熟悉Fe2+和Fe3+的鑒別方法,并從定性上升到定量的角度測定藥片中有效成分的含量,考查學(xué)生的綜合運用能力。
生:討論鐵的價態(tài),提出假設(shè)。
假設(shè)1:只有+2價;
假設(shè)2:只有+3價;
假設(shè)3:既有+2價又有+3價。
生1:將藥片研磨粉碎,用稀硫酸溶解后,取清液,先滴加KSCN溶液檢驗是否含有Fe3+,如有血紅色溶液則說明假設(shè)1不成立。另取清液加氨水調(diào)pH至3~4,沉淀除去Fe3+,過濾,在濾液中加KSCN不變紅,再加H2O2,若出現(xiàn)血紅色溶液,則假設(shè)3成立;若無血紅色溶液出現(xiàn),則假設(shè)2成立。
生2:取少量清液加入KSCN溶液,若變紅,說明含有Fe3+,然后加入活性炭進(jìn)行吸附直至溶液變無色,繼續(xù)滴入KSCN溶液不變紅,再加入H2O2,若出現(xiàn)血紅色溶液,說明假設(shè)3成立。
生3:取少量清液于兩支試管中,一支試管中加入KSCN溶液檢驗是否有Fe3+,另一支試管中加酸性高錳酸鉀溶液,檢驗是否有Fe2+。
生4:取少量清液置于兩支試管中,一支試管中加入淀粉KI溶液,若變藍(lán),則有Fe3+;另一支試管中加少量氯水,若褪色則有Fe2+。endprint
生5:取少量清液置于兩支試管中,滴加氫氧化鈉溶液,通過生成沉淀的顏色來判斷。
師:剛才五位同學(xué)分別采用各自的方案來探究藥片成分,請大家討論后評價各方案的優(yōu)劣。
生:生1、2、3的方法可行。生4的方案由于氯水本身的淺黃色和Fe3+的顏色相似,不能說明問題。生5沒有注意到紅褐色會掩蓋Fe (OH)2的白色及其Fe(OH)2生成后會極快轉(zhuǎn)化,故不宜采用。
師:通過問題6我們知道補(bǔ)血劑成分是亞鐵鹽。接著從定性過渡到定量測定藥片中Fe2+的含量。
生1:準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的藥片作為樣品,完全溶解于稀硫酸配成溶液,稀釋至100mL,從中取出20.00mL,用酸性高錳酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過滴定來計算Fe2+的含量。
生2:還可以將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,加足量的NaOH溶液使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,過濾、洗滌、干燥、灼燒、稱重,根據(jù)鐵元素守恒來計算鐵元素的含量。
師:問題7結(jié)合實際工業(yè)生產(chǎn)中的印刷電路板“蝕刻液”處理過程,考查學(xué)生綜合運用知識解決實際問題能力,樹立“節(jié)能減排”意識。
生1:我設(shè)計從“蝕刻液”回收銅并使FeCl3溶液再生的流程圖。
總結(jié):通過系列問題組,大家回顧了鐵及其化合物的主要性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。請大家自己構(gòu)建一個鐵及其化合物性質(zhì)的概念圖。
學(xué)生繪制的《鐵及其化合物》概念圖作品示例如圖3。
【強(qiáng)化題組】
教師批改強(qiáng)化題組后,挑選出有價值的問題在下次課上繼續(xù)討論。
教學(xué)實踐表明,“題組概念圖”復(fù)習(xí)策略采用導(dǎo)學(xué)題組能激發(fā)學(xué)生對知識的回憶,引領(lǐng)學(xué)生積極思維。學(xué)生在解題過程中,有效建立知識間的聯(lián)系,通過構(gòu)建概念圖使知識網(wǎng)絡(luò)化,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高了復(fù)習(xí)效果。
參考文獻(xiàn)
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生5:取少量清液置于兩支試管中,滴加氫氧化鈉溶液,通過生成沉淀的顏色來判斷。
師:剛才五位同學(xué)分別采用各自的方案來探究藥片成分,請大家討論后評價各方案的優(yōu)劣。
生:生1、2、3的方法可行。生4的方案由于氯水本身的淺黃色和Fe3+的顏色相似,不能說明問題。生5沒有注意到紅褐色會掩蓋Fe (OH)2的白色及其Fe(OH)2生成后會極快轉(zhuǎn)化,故不宜采用。
師:通過問題6我們知道補(bǔ)血劑成分是亞鐵鹽。接著從定性過渡到定量測定藥片中Fe2+的含量。
生1:準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的藥片作為樣品,完全溶解于稀硫酸配成溶液,稀釋至100mL,從中取出20.00mL,用酸性高錳酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過滴定來計算Fe2+的含量。
生2:還可以將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,加足量的NaOH溶液使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,過濾、洗滌、干燥、灼燒、稱重,根據(jù)鐵元素守恒來計算鐵元素的含量。
師:問題7結(jié)合實際工業(yè)生產(chǎn)中的印刷電路板“蝕刻液”處理過程,考查學(xué)生綜合運用知識解決實際問題能力,樹立“節(jié)能減排”意識。
生1:我設(shè)計從“蝕刻液”回收銅并使FeCl3溶液再生的流程圖。
總結(jié):通過系列問題組,大家回顧了鐵及其化合物的主要性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。請大家自己構(gòu)建一個鐵及其化合物性質(zhì)的概念圖。
學(xué)生繪制的《鐵及其化合物》概念圖作品示例如圖3。
【強(qiáng)化題組】
教師批改強(qiáng)化題組后,挑選出有價值的問題在下次課上繼續(xù)討論。
教學(xué)實踐表明,“題組概念圖”復(fù)習(xí)策略采用導(dǎo)學(xué)題組能激發(fā)學(xué)生對知識的回憶,引領(lǐng)學(xué)生積極思維。學(xué)生在解題過程中,有效建立知識間的聯(lián)系,通過構(gòu)建概念圖使知識網(wǎng)絡(luò)化,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高了復(fù)習(xí)效果。
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生5:取少量清液置于兩支試管中,滴加氫氧化鈉溶液,通過生成沉淀的顏色來判斷。
師:剛才五位同學(xué)分別采用各自的方案來探究藥片成分,請大家討論后評價各方案的優(yōu)劣。
生:生1、2、3的方法可行。生4的方案由于氯水本身的淺黃色和Fe3+的顏色相似,不能說明問題。生5沒有注意到紅褐色會掩蓋Fe (OH)2的白色及其Fe(OH)2生成后會極快轉(zhuǎn)化,故不宜采用。
師:通過問題6我們知道補(bǔ)血劑成分是亞鐵鹽。接著從定性過渡到定量測定藥片中Fe2+的含量。
生1:準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的藥片作為樣品,完全溶解于稀硫酸配成溶液,稀釋至100mL,從中取出20.00mL,用酸性高錳酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過滴定來計算Fe2+的含量。
生2:還可以將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,加足量的NaOH溶液使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,過濾、洗滌、干燥、灼燒、稱重,根據(jù)鐵元素守恒來計算鐵元素的含量。
師:問題7結(jié)合實際工業(yè)生產(chǎn)中的印刷電路板“蝕刻液”處理過程,考查學(xué)生綜合運用知識解決實際問題能力,樹立“節(jié)能減排”意識。
生1:我設(shè)計從“蝕刻液”回收銅并使FeCl3溶液再生的流程圖。
總結(jié):通過系列問題組,大家回顧了鐵及其化合物的主要性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。請大家自己構(gòu)建一個鐵及其化合物性質(zhì)的概念圖。
學(xué)生繪制的《鐵及其化合物》概念圖作品示例如圖3。
【強(qiáng)化題組】
教師批改強(qiáng)化題組后,挑選出有價值的問題在下次課上繼續(xù)討論。
教學(xué)實踐表明,“題組概念圖”復(fù)習(xí)策略采用導(dǎo)學(xué)題組能激發(fā)學(xué)生對知識的回憶,引領(lǐng)學(xué)生積極思維。學(xué)生在解題過程中,有效建立知識間的聯(lián)系,通過構(gòu)建概念圖使知識網(wǎng)絡(luò)化,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高了復(fù)習(xí)效果。
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