“問題式”教學(xué)，提升學(xué)生化學(xué)思維能力

蘇麗桂　葉成興

摘 要：本文以“阿伏加德羅常數(shù)的綜合應(yīng)用（高考一輪復(fù)習(xí)）”教學(xué)為例，闡述“問題式”教學(xué)在高考一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用。多角度、多維度引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題的探討與解決，自主構(gòu)建知識(shí)體系，提升學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)栴}式;知識(shí)體系;思維能力;阿伏加德羅常數(shù)

德國(guó)著名物理學(xué)家馮﹒勞厄說，“教育重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力。教育給予人們的是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都遺忘掉的時(shí)候所剩下來的東西”，這個(gè)“東西”就是學(xué)生終身受用的學(xué)習(xí)能力和學(xué)科素養(yǎng)。“學(xué)源于思”，思維能力是學(xué)習(xí)能力重點(diǎn)，“問題式”教學(xué)就是教師設(shè)置一系列問題，學(xué)生在“問題”驅(qū)動(dòng)下，自覺、主動(dòng)地在頭腦中回放知識(shí)，在解決問題時(shí)，發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)的漏洞，通過整合知識(shí)體系，構(gòu)建、完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并在訓(xùn)練中提升思維能力?！皢栴}式”教學(xué)在高考第一輪復(fù)習(xí)教學(xué)中，能打破“炒冷飯”的僵局，提高復(fù)習(xí)課的實(shí)效性。本文以“阿伏加德羅常數(shù)的綜合應(yīng)用”為例，闡述“問題式”教學(xué)的具體操作。

1.教學(xué)過程

“物質(zhì)的量”“阿伏加德羅常數(shù)”實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的多少從宏觀表征到微觀表征的過渡?！鞍⒎拥铝_常數(shù)的綜合應(yīng)用”以微粒數(shù)目的計(jì)算為切入點(diǎn)，與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、元素化合物知識(shí)、氧化還原反應(yīng)原理、物質(zhì)在水溶液中的行為等知識(shí)結(jié)合，考查的知識(shí)面廣，考查的綜合性強(qiáng)?！皢栴}式”教學(xué)，通過挖掘試題“陷阱”，突破解題思路，拓展思維的廣度，挖掘思維的深度，提高思維的速度，從而全面培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維能力。

1.1展示真題：

例.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24LCCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA（2016全國(guó)卷I）

B.14g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA（2016全國(guó)卷I）

C.密閉容器中，2molSO2和1molO2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA（2018全國(guó)卷Ⅱ）

D.32g硫在足量的氧氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA（2018浙江卷）

設(shè)計(jì)意圖：高考題是高考復(fù)習(xí)的風(fēng)向標(biāo)，借鑒高考題，深入了解高考有關(guān)阿伏加德羅常數(shù)考點(diǎn)的題型及命題模式，掌握試題涉及的知識(shí)點(diǎn)，解題的必備技能及學(xué)科素養(yǎng)。

1.2問題式教學(xué)：針對(duì)高考題四個(gè)選項(xiàng)，設(shè)置層層深入的問題，學(xué)生思考后進(jìn)行討論，歸納解題思路，提升思維能力。

環(huán)節(jié)一：剖析、拓展選項(xiàng)A“標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24LCCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA”

學(xué)生討論問題：涉及計(jì)算時(shí)，常設(shè)置哪些誤區(qū)？哪些物質(zhì)的狀態(tài)要引起重視？

引導(dǎo)學(xué)生分析：要注意條件是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況，物質(zhì)是否為氣態(tài)。

學(xué)生感悟與提升：涉及氣體體積的解題思路——判斷題給是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101KPa）下，判斷該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)狀況下是否為氣態(tài)。

學(xué)生討論問題：如何判斷共價(jià)鍵的數(shù)目？

引導(dǎo)學(xué)生分析：共價(jià)鍵數(shù)目根據(jù)結(jié)構(gòu)式計(jì)算。

學(xué)生感悟與提升：涉及共價(jià)鍵數(shù)目的解題思路——識(shí)記一些常見物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如白磷、金剛石等;根據(jù)一些有機(jī)物結(jié)構(gòu)推算共價(jià)鍵數(shù)，如1molCnH2n+2中共價(jià)鍵數(shù)為（3n+1）NA。學(xué)生對(duì)知識(shí)、技能的主動(dòng)思考、歸納，形成正確的解題思路，并能對(duì)題目舉一反三、融會(huì)貫通，快速解題，擺脫了題海戰(zhàn)術(shù)，又培養(yǎng)了思維敏銳力。

環(huán)節(jié)二：剖析、拓展選項(xiàng)B“14g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA”

學(xué)生討論問題：通常用什么方法解題？乙烯和丙烯有何共同點(diǎn)？如何解決最簡(jiǎn)式相同的問題？

引導(dǎo)學(xué)生分析1：極值法。

引導(dǎo)學(xué)生分析2：最簡(jiǎn)式法。乙烯和丙烯的最簡(jiǎn)式相同，都是CH2。14g乙烯和丙烯，即m（CH2）=14g，n（CH2）=1mol，即可得出微粒數(shù)目。

變式提問1：選項(xiàng)A若改為“22g氧氣和26g臭氧混合后，混合氣體所含氧原子總數(shù)為3NA”或“92g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為6NA”，又將如何分析？

變式提問2：“14gCO與N2的混合氣體，含分子數(shù)0.5NA”是否正確？如何分析？

學(xué)生感悟與提升：1、物質(zhì)最簡(jiǎn)式相同時(shí)（如：乙烯、丙烯和環(huán)丙烷等;NO2和N2O4;O2和O3）的解題思路——分析最簡(jiǎn)式，然后計(jì)算“最簡(jiǎn)式”的物質(zhì)的量，再算微粒數(shù)目。2、相對(duì)分子質(zhì)量相等時(shí)（如：CO、N2和乙烯;CaCO3和KHCO3;Na2O2和Na2S等）的解題思路——先求出混合物的物質(zhì)的量，再換算成微粒數(shù)目。學(xué)生通過討論、分析，發(fā)現(xiàn)最簡(jiǎn)式相同、相對(duì)分子質(zhì)量相等的題型的解題模式及規(guī)律，并遷移應(yīng)用，達(dá)到對(duì)知識(shí)應(yīng)用能夠觸類旁通的效果。學(xué)生在思考中內(nèi)化知識(shí)，突破此類題型的難點(diǎn)，使其對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知由個(gè)別到普遍的上升，并使思維能力得到有效鍛煉。

環(huán)節(jié)三：剖析、拓展選項(xiàng)C“密閉容器中，2molSO2和1molO2催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2NA”

學(xué)生討論問題：SO2和O2反應(yīng)的特點(diǎn)？可逆反應(yīng)的特點(diǎn)？常見的可逆反應(yīng)有哪些？

引導(dǎo)學(xué)生分析：可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不可徹底反應(yīng)完，反應(yīng)物與生成物最終共同存在。

變式提問1：“密閉容器中2molNO與1molO2充分反應(yīng)，產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA”？

變式提問2：“1L1mol/LFeCl3溶液中含有NA個(gè)Fe3+”？

變式提問3：“2L0.5mol/L亞硫酸溶液中n（H+）為2NA”是否正確？若改為“2L0.5mol/L硫酸溶液中含有的n（H+）為2NA”又是否正確？

學(xué)生感悟與提升：涉及可逆反應(yīng)的解題思路——判斷是否存在可逆反應(yīng)，有的是顯性的可逆反應(yīng)，有的是隱性的可逆反應(yīng);判斷溶液中微粒數(shù)時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注鹽類水解、物質(zhì)屬于弱電解質(zhì)等情況。學(xué)生通過對(duì)一個(gè)個(gè)變式問題的探究、思考，主動(dòng)進(jìn)行知識(shí)整合，把握可逆反應(yīng)在NA應(yīng)用題型中常出現(xiàn)的“陷阱”，尋求突破“陷阱”的方法，力求在今后的解題中能根據(jù)題給信息，快速反射出解題思路，提高解題效率，并提高了思維的敏銳性，提升思維的速度。

環(huán)節(jié)四：剖析、拓展選項(xiàng)D“32g硫在足量的氧氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA”

學(xué)生討論問題：如何計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)？遇多種價(jià)態(tài)元素，如何處理？

引導(dǎo)學(xué)生分析：n（電子轉(zhuǎn)移）=n（得電子）=n（失電子），n（得電子）=n（氧化劑）×氧化劑的降價(jià)原子數(shù)×|價(jià)差|。同種元素在不同反應(yīng)中，呈現(xiàn)的價(jià)態(tài)可能不同。

變式提問1：“過氧化鈉與水反應(yīng)時(shí)，生成0.1mol氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA”是否正確？

變式提問2：“0.3molNO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA”是否正確？

變式提問3：“向FeI2溶液中通入適量Cl2，當(dāng)有1molFe2+被氧化時(shí)，共轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為NA”是否正確？

學(xué)生感悟與提升：涉及電子轉(zhuǎn)移數(shù)的解題思路——注意價(jià)態(tài)變化;關(guān)于歧化反應(yīng)，要找出氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比，再判斷電子轉(zhuǎn)移數(shù);涉及多個(gè)氧化還原反應(yīng)，要考慮氧化性（或還原性）的強(qiáng)弱，判斷反應(yīng)的先后順序，再根據(jù)題給量判斷電子轉(zhuǎn)移數(shù)。學(xué)生從價(jià)態(tài)差異的電子數(shù)計(jì)算，到“Na2O2與CO2反應(yīng)”簡(jiǎn)單的歧化反應(yīng)，再到“NO2與H2O反應(yīng)”復(fù)雜的歧化反應(yīng)的得失電子數(shù)分析，由簡(jiǎn)到難，層層遞進(jìn)，逐漸提升，對(duì)電子的轉(zhuǎn)移認(rèn)識(shí)逐級(jí)深入、更加透徹。接著設(shè)疑“向FeI2溶液中通入適量Cl2”，將電子轉(zhuǎn)移的判斷在問題遷移中得到加強(qiáng)和延伸，既使化學(xué)知識(shí)得到深化，又發(fā)展了學(xué)生的思維深度。

環(huán)節(jié)五：遷移提升

問題：以下說法涉及哪些知識(shí)點(diǎn)？如何解題？具同類“陷阱”的題目有哪些？

（1）18gD2O和18gH2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA

（2）1.0molCH4與Cl2在光照下反應(yīng)生成的CH3Cl分子數(shù)為1.0NA

（3）16.25gFeCl3水解形成的Fe（OH）3膠體粒子數(shù)為0.1NA

（4）100mL18mo1·L-1硫酸與足量Cu反應(yīng)，生成SO2的分子數(shù)為0.9NA

學(xué)生感悟與提升：學(xué)以致用，利用以上習(xí)得的技巧，自行歸納知識(shí)、解題模式，真正體現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

課后思考：利用“阿伏加德羅常數(shù)的綜合應(yīng)用”的學(xué)習(xí)，感悟后續(xù)復(fù)習(xí)的技巧與方法。

2.教學(xué)總結(jié)

縱觀整個(gè)教學(xué)實(shí)踐過程，筆者反思并總結(jié)了本課“問題式”教學(xué)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

2.1注重“思考”習(xí)慣的養(yǎng)成

一些學(xué)生認(rèn)為化學(xué)需要“背”的東西很多，這種說法反映了部分學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知僅停留在識(shí)記層面。高考意在選拔人才，注重學(xué)生能力的考查，簡(jiǎn)單的記憶對(duì)學(xué)生的發(fā)展幫助不大?！皢栴}式”教學(xué)模式克服了該弊病，問題貫穿課堂的始末，課堂上學(xué)生活動(dòng)始終圍繞問題展開。本節(jié)課以高考題為載體，以“問題”“強(qiáng)迫”學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)考點(diǎn)深入剖析，追根尋源，挖掘知識(shí)的本質(zhì)，并以變式問題的形式，將分散的知識(shí)點(diǎn)按其內(nèi)在聯(lián)系串聯(lián)起來，問題環(huán)環(huán)相扣、層層深入，從對(duì)一個(gè)選項(xiàng)的思考到同類知識(shí)點(diǎn)的思考，上升到一類題型的思考，最后提升到對(duì)復(fù)習(xí)方法的思考。學(xué)生經(jīng)過對(duì)問題認(rèn)真探討、解決，使習(xí)得的知識(shí)在頭腦中的印象更深刻、穩(wěn)固。一堂課學(xué)生思維處于活躍狀態(tài)，并體會(huì)思考的重要性和樂趣，慢慢地讓思考成為學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)中不可或缺的部分，成為一種習(xí)慣。

2.2注重知識(shí)的形成過程

學(xué)生是課堂的主體，學(xué)生的收獲是衡量一堂課優(yōu)劣最關(guān)鍵的指標(biāo)。因而復(fù)習(xí)課同樣要重視學(xué)生的課堂參與度，同樣需要考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，注重知識(shí)的形成過程，而不是機(jī)械式記憶知識(shí)和復(fù)述知識(shí)。本節(jié)課學(xué)生通過交流、探討問題，自主發(fā)現(xiàn)“阿伏加德羅常數(shù)的綜合應(yīng)用”題型中的解題“陷阱”，有序地構(gòu)建知識(shí)體系，感悟解題思路與技巧，再將知識(shí)遷移應(yīng)用，及時(shí)反饋學(xué)生的課堂掌握情況。整個(gè)課堂教學(xué)中學(xué)生自主體驗(yàn)知識(shí)的形成過程，感受獲得知識(shí)、完善知識(shí)的愉悅，真正成為課堂教學(xué)的受益者。

2.3注重思維能力培養(yǎng)的螺旋上升

“阿伏加德羅常數(shù)的綜合應(yīng)用”此類題型覆蓋面廣，特別是涉及元素化合物性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)知識(shí)的部分，難度較大。學(xué)生處于一輪復(fù)習(xí)的開端階段，對(duì)于高一的知識(shí)遺忘率高，基礎(chǔ)參差不齊，難在短時(shí)間內(nèi)回顧起大量相關(guān)知識(shí)，因而教學(xué)中需綜合考慮學(xué)生的實(shí)際學(xué)情調(diào)整教學(xué)。本節(jié)課先利用對(duì)問題的簡(jiǎn)單分析，啟動(dòng)學(xué)生的簡(jiǎn)單思維，提升學(xué)習(xí)的自信心，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊;接著過渡到對(duì)層層深入問題和變式問題的探究。問題難度的提升，驅(qū)動(dòng)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，思維的積極性也得以攀升。該教學(xué)模式既克服了知識(shí)難度與學(xué)生基礎(chǔ)的矛盾，又使學(xué)生的思維經(jīng)歷了循序漸進(jìn)的全面發(fā)展過程，學(xué)生在整合知識(shí)、構(gòu)建知識(shí)體系過程中，思維廣度得以訓(xùn)練;歸納、感悟解題技巧和形成解題反射過程中，思維速度得以鍛煉;對(duì)疑難問題科學(xué)分解和深入思考的過程中，深層次的思維能力得到有效發(fā)展。

教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，在“問題式”教學(xué)中不僅要精心設(shè)計(jì)問題，關(guān)注學(xué)生知識(shí)的形成過程，更要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及化學(xué)思維、學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成。

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