张俊华 邹映波
(北京一零一中学 北京 100091)
近几年高考中,探究性试题以其“创新、灵活”的特点逐渐成为高考的热点, 也是新课标的精神在高考中的具体表现,为中学化学教学改革指明了方向。探究试题具有条件的不完全性,信息的新颖性,结论的不确定性,知识的综合性等特点,学生必须从多角度多层次多种模式去解决问题, 这类试题对学生的发散思维能力,分析问题的能力提出较高的要求。 尽管考生对实验原理、 实验操作要点的掌握都比较扎实,但学生经常会出现词不达意、操作过程的逻辑顺序不能准确表达、遗漏重要操作步骤等情况,得分率很低。 学生很怕做实验综合题。 传统的实验复习,老师选题后,学生课下做,然后老师根据错误的情况,论题讲题,学生上课只是个听者,被动地接受老师的思想。 一直以来,许多老师有这样的感慨,同类试题讲了好几次,但是学生还会犯同样的错误。 心理学研究表明,人在学习的过程中,听了不一定懂了,懂了不一定会了,会了不一定通了,语言表达是思维活动的最高境界,能训练思维的严密性。 因此,面对实验探究综合题时,要让学生说说心情,谈谈体会和障碍点,讲讲试题的功能,分析试题背后的化学思想,总结一下分析的方法,从而悟出试题背后的本质规律,以真正做到融会贯通。
进行实验综合题的教学, 要让学生能入手分析,选择实验习题是至关重要的。 试题要以学生为主,以课本为主,以综合训练为主,要有起点低,落点高,体现“源于教材,高于教材”的指导思想[1]。 要针对大纲和考纲、教材、学生实际,做到重点突出,有的放矢。
2011 北京高考第27 题分析[2]:
①本题是以二氧化硫的性质为载体的实验探究题。对学生来说,背景材料不陌生,好入手。
②本题是一个完整的科学探究过程。 提出问题、猜想与假设、进行实验、收集数据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等环节环环相扣,由浅入深进行设问,形成了一个完整的思维线索,体现了“源于教材,又高于教材”的指导思想。
③本题的探究过程突出地表现了一个化学思想——控制变量的思想。
④本题在需解释多次实验现象从而得出结论时,需要用对比分析的方法进行逐一论证。 突出了学生解决问题的能力。
⑤本题体现了一个思维递进的过程。 学生的深入思维表现在:试题通过实验目的、实验操作和现象等素材的呈现,制造出悬念,让学生产生认知的冲突,学生应依据问题的线索进行反思, 进行有针对性的实验设计,通过实验现象的对比分析,结合假设进行解释,进而改进整个实验,在深入思考后得出实事求是的判断,最终得出结论。
【2011 北京】甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀。
用下图所示装置进行实验(夹持装置和A 中加热装置已略,气密性已检验)
实验操作和现象:
?
(1)A 中反应的化学方程式是____________。
(2)C 中白色沉淀是______, 该沉淀的生成表明SO2具有______性。
(3)C 中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是________________________。
(4) 分析B 中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是________________________;
乙在A、B 间增加洗气瓶D,D 中盛放的试剂是____________。
②进行实验,B 中的现象:
?
检验白色沉淀,发现均不溶于盐酸。 结合离子方程式解释实验现象异同的原因:__________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行试验。 B 中无沉淀生成,而C 终产生白色沉淀,由此得出的结论是_________________________________。
【环节1】 课堂现做——使试题分析要有针对性原则。 学生课堂上现做此题,不公布标准答案,不会做的留空白。学生(1)—(3)基本上100%正确。(4)这一问,正确率低,许多学生在2011 高考刚刚结束时就做过,但是他们第二次做依然不会做(4)这一问。
这也是许多老师经常斥责学生:“这个问题都做过好几遍了,为什么又错了。 ”试题分析的内容要根据学生测试情况来确定, 要找准学生答题出现失误的 “关节”点,透彻分析、解疑纠错,防止类似错误的再次发生。 要找出学生在理解基本概念和原理规律上存在的问题,在思维方式、方法上存在的缺陷,这样才会击中要害。
【环节2】区域划分——使试题分析要有情感激励性原则。 首先, 学生根据评分标准算出自己的得分率;其次,让学生依据《高考说明》将试题进行功能分解:
①你认为试题是以什么为载体呈现的?
②你认为试题考察了哪些基本知识和基本操作?
③你认为哪些是设计、评价实验的考察?
④你能在试题上画出或标记出化学实验要素:目的、原理、装置、步骤、操作、现象、解释等要素吗?
这样,将庞大的实验综合题进行细化,学生很容易发现自己得分点和失分点。 最后,是引导学生投石问路,要对症下药,对失分的区域进行分析:是知识掌握的不牢固,能力训练的不到位,还是做题的习惯不够好等原因。 在这个环节教师讲评时要以赞扬、肯定为主基调,对学生答的好的地方,要大力表扬增强其信心,激发其兴趣,消除其对实验综合题的恐惧感,增添其成功感。
【环节3】专项突破——使试题分析具有学生主体性原则。 在学生都标记出实验要素后进行(4)专项突破,组织学生自己对试题进行剖析。
问题1:当你乍看这道实验题时,你的心情如何?
学生:很高兴,试题呈现的是常见的物质——SO2,实验装置简单而又熟悉。 试题的背景来源于教材,起点低,很容易入手。
教师: 引导学生回顾原有的认知, 品味出题背景:SO2的制备、SO2的性质。
问题2:当你读到哪步操作或现象时,和你的认知产生了冲突? 为什么? 如何对待?
学生:A 中有白雾生成, 白雾是什么? 不可能为硫酸, 因为浓硫酸是高沸点的酸;B 中产生大量白色沉淀,SO2与BaCl2溶液是不反应的,但事实却产生了BaSO4的沉淀。
教师:同样的试剂,同一个实验,可能会出现不同现象,也充分体现了实验现象的不确定性,你们要主动接受新的信息。
学生:A 装置只有硫酸可能是白雾的成分;B 装置SO2与BaCl2溶液反应生成的是BaSO4沉淀,仔细分析装置的功能,装置中有N2的通入口,可能是有氧气的干扰使SO2被氧化才生成BaSO4沉淀;二是含有SO42-的物质进入了B 在装置中, 可以大胆地猜想白雾的成分是H2SO4。
教师:要学会接受、整合新信息,敢于大胆假设。 从原理上分析BaSO4产生的原因,就打破了对原有认知的僵局,使“白雾”这一突兀的信息具有思维的指向性,更好的服务于实验的目的和原理。
问题3:谈谈你对实验探究的认识?
学生: 接受认知冲突——大胆假设产生冲突的原因——设计实验进行探究——得出结论。
教师:基本的流程是这样的,假设也是有据可依的,根据原理和目的进行理论分析,根据装置的功能进行干扰分析,理论和实验事实相结合,才能找出干扰实验的全部因素。
问题4: 本实验以什么化学思想为指导进行实验探究的?
学生:面面相觑,觉得“指导思想”很深奥,很理论化。
在大部分学生都觉得问题比较棘手时,教师不能迫不及待地讲评,要引导学生回归课本,要引导学生阅读《化学反应原理》中影响化学反应速率的因素一节,读完后,让学生说说读书的感受。
学生:在有多个干扰因素时,用控制变量的化学思想来排除干扰。这种思想由教材走向高考试题,对于SO2与BaCl2溶液反应生成的是BaSO4沉淀这一异常现象,甲认为是空气参与反应,所以,只要让空气消失即可,其他的因素不能改变,这样很容易悟出甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是:打开弹簧夹通入N2一段时间后目的是赶走空气;针对乙的假设,也用控制变量的思想,只要让白雾消失即可,可以选用亚硫酸氢钠溶液来吸收硫酸。
教师:你们知道(4)问中的①不得分的原因吗? 不是试题本身,而是试题本后的指导思想没有掌握,如果掌握了控制变量的思想,探究实验的操作就会做到举一反三、融会贯通。
问题5:如何分析实验现象,才能得出全面正确的结论?
学生:甲和乙的实验现象做对比分析。 白雾硫酸是造成实验异常的主要干扰因素。
教师:引导学生详细地分析试题中用的几个对比实验,强化对比分析在实验综合题中的作用。
学生陈述实验中的几种对比:
学生1: 将产生的SO2气体通入0.25mol/L 的BaCl2溶液和0.25mol/L Ba(NO3)2溶液中,这就是一个平行试验的对比,体现了不同的阴离子对反应是有影响的。
学生2:SO2气体通入0.25mol/L 的BaCl2溶液中,原有认知是没有沉淀生成, 但是实验中均产生白色沉淀,产生认知冲突,从而提出本实验的核心问题。
学生3:甲在原有操作之前增加一步排空气的操作,前后实验现象对比依然产生大量白色沉淀,说明空气的干扰不是主要因素。
学生4:乙在除去白雾前后实验现象的对比,大量沉淀变成少量沉淀,说明白雾是实验的干扰因素。
学生5: 甲和乙都分别排除干扰后, 实验现象的对比,说明了空气和硫酸白雾都是实验的干扰因素。
教师:通过上述的对比分析,很容易从实验现象中得出结论,解释了异常现象形成的原因。 从而顺理成章地完善本实验的最终结论:SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成白色BaSO3沉淀。
【环节4】 分析化学实验综合试题的一般思维模式?师生共建思维导图:
探究实验的一般思维模式:
1.站在学生的角度分析试题,充分调动学生的积极性[3]。 教和学是相互的,不是由一方传给另一方,让学生分析做题的真情实感,体现了以学生为主体,教师为主导,学生通过说心情,谈感想,讲思想、论方法等活动,进而激发参与的积极性。
2.站在学生的角度分析试题,有助于老师更好地了解学生的思维过程。 学生的分析过程,可以帮助老师了解学生的思维偏差和对知识灵活应用的不足,从而有针对性的训练,纠正学生的思维偏差,提升解题的策略。
3.站在学生的角度分析试题,可以促进学生思维能力的发展[4]。高三复习,学生作业多,负担重,课下做题是为了完成任务,大多数不会把试题理解的很深刻。 在课堂上,从学生的视角分析试题,是学生主动对知识整合、再应用的过程;是学生与学生,学生与老师共同探索问题、发现规律的过程,这个过程有助于学生思维能力的发展。
4.站在学生的角度分析试题,可以培养学生语言的表达能力[5]。学生在做实验综合题时,经常出现表述不严谨,自己想的和表达出来的有出入。 从学生的视角分析试题,学生深思熟虑后表达自己的想法后,经过生生之间、师生之间相互讨论,从而弥补学生表达的不足,提高表达的能力。
实践证明,从学生的视角去分析试题,有利于转变教师的教学观念, 教师的作用主要在于组织、 引导、点拨。 要设计好带有启发性、探索性、开放性的问题,促进学生主动思考、积极探究、大胆假设猜测、提出问题,培养学生的敢想、敢说、敢做、敢于标新立异的人格意识,使学生真正成为试题分析的主人,为在考场上的充分发挥奠定基础。
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S].北京:人民教育出版社,2004
[2] 《2012 北京卷考试说明》理科
[3] 丁革兵.“一题两讲”是提高讲评课效率的有效方法——新课程高三化学讲评课的课例与反思[J].化学教育,2010,(4):46~48
[4] 陈卫东,等.浅谈化学习题教学中思维能力的培养[J].新课程教学案例,2007,(1-2)71~73
[5] 周雪春.让学生说题——在化学课上培养思维能力的一项重要活动[J].化学教育,2003,(Z1):43-44