基于真实情境问题的高三元素化合物深度复习

李根薰

摘   要：探讨高三元素化合物复习中引入基于特定情境的问题解决教学模式。对问题情境的选择，问题提出方式以及课堂教学中问题解决的方法进行介绍。实践发现，学生在精心设计的问题解决中能够实现知识的全面复习，通过对问题的层层解决以及问题内涵的挖倔，有利于学生主动建构知识网络，实现深度学习。

关键词：真实情境;问题解决;元素化合物;深度学习

1  问题的提出

问题解决教学模式是借助问题的提出，通过小组的合作讨论实现对问题的拓展、迁移以及变换直至解决的教学模式[ 1-2 ]。这种教学模式对学生学习兴趣的提升以及教学效果的提高都有积极作用[ 3-4 ]。现今高考对元素化合物部分需要学生具有很强的类比迁移能力及知识运用能力，简单问题解决已无法满足要求，这就要求教师开展具有深度的教学。深度学习是一种主动的、批判的学习方式，要求学习者进行理解性的学习、主动的知识建构及真实问题的解决[ 5 ]。本文将探讨高三元素化合物复习中基于真实情境问题的深度复习教学策略。

2  基于真实情境问题的高三元素化合物复习教学策略

2.1  教学设计基本思路

基于真实情境问题的高三元素化合物复习核心在于问题。问题的编制按照图1的模式进行编写。首先需要确定核心知识及概念，接着挖掘核心知识的内涵、外延，关键能力以及知识的运用价值。寻找适合的问题情境，并在情境中编制真实的、科学的问题。可以将这些问题编成导学案，学生课前进行预习，实现问题初步解决，课上通过生生互动，师生交流逐步解决问题。

2.2  真实问题情境选择

（1）探寻生活中化学情境，用学相长

生活处处有化学。高三元素化合物中第二主族金属及其盐在医学上有较多应用;第三主族以及过渡元素铝、铁为代表是生活中广泛应用的金属材料;第四主族硅为代表芯片广泛运用于手机、电脑等设备;卤族元素广泛用于消毒液;氮族元素广泛用于农药。在高三元素化合物复习中，这些生活中运用是问题情境的重要来源。

（2）挖掘娱乐节目中情境，学娱互促

电视节目以及娱乐节目中往往蕴含化学知识。例如古装剧中缭绕的烟雾，胭脂花粉以及神奇的中药等等。在科幻大片中各种新式武器，神奇的现象都是化学知识的具体运用。有些综艺节目中也会有许多科学知识的运用，如利用有机溶剂溶解泡沫材料被包装成危险的小岛呈现给观众。这些情境都可用于编制问题。

（3）改造工业生产情境，学以致用

工业生产是放大的 “实验室反应”，工业流程图的解决依赖元素化合物知识。在高三元素化合物复习中，教师既可以选用已有高考工业流程图题进行适当改造，并拓展广度，也可以自行查阅文献，通过对文献内容加工开创问题情境。

（4）其它来源问题情境

问题的情境的选择是多样的，教师亦可以从当今化学科学研究热点问题，化学史料中寻找情境。结合元素化合物复习内容进行深度加工，这也是目前高考命题方向之一。

2.3  真实情境问题解决方式

（1）多样化问题提出方式，激活课堂

选定问题情境选择后，问题的提出可有多种方式。从广度角度可以问题串形式由易到难提出具有梯度的问题;从深度角度可以围绕一个核心问题以“滚雪球”方式带出系列问题，层层深入分析实现深度解决。对于优秀的学生，教师可以只提供素材，背景信息，学生自主摸索提出并解决问题。

（2）师生思维碰撞，因材施教解决问题

问题提出后学生很难立马解决，教师需要适当引导。教师引导包含三个方面。第一引导学生从正确的角度思考问题，找到问题关键;第二引导学生认识到更深入的问题，从而实现深度学习;第三引导学生走出错误认知。学生差异性是客观存在的，教师在问题解决中要充分考虑学生差异性，因材施教。对于一般学生教师可以适当提供“脚手架”，让学生体会解决问题的喜悦;对于思维品质优异学生，教师可以放手让学生解决较为复杂问题。

（3）参与科学实践，实践中解决问题

许多化学问题解决最终都需要依靠实验，当学生提出问题时，教师可以带领学生进行实验研究。例如在高三铝及其化合物的复习中学生对氯离子能加快氧化膜破坏的现象有浓厚兴趣，笔者设计了添加氯离子的硫酸、硝酸腐蚀铝氧化膜实验。实验发现硝酸、硫酸不易破坏铝的氧化膜，但是在上述的浓酸溶液中加入氯离子后，破坏速度明显加快。这些实践大大拓展了学生对氧化铝与酸反应认识。

3  基于真实情境问题的高三元素化合物复习教学案例

3.1  铝及其化合物复习

（1）教學目标

帮助学生深刻认识到铝及其化合物与典型金属的的共同点以及差异性;学会运用铝及其化合物的特性来解决实际问题;能够逐步建立起铝及其化合物结构与性质关系，认识性质与用途关系。

（2）教学重难点

从铝的结构特点角度区别铝与典型金属铁等共同点与区别;能够从多个角度（性质、用途、毒性等等） 对铝及其化合物的应用问题进行分析。

（3）问题情境的选择及设计

问题情境：生活中易拉罐罐体材料。

问题设计如下：

问题1：制备易拉罐，使用铝还是铁比较好？

问题2：铝比铁活泼，能否满足易拉罐的硬度要求，如何改进？

问题3：对于酸性饮料，铝的氧化膜是否会被酸腐蚀？

问题4：氧化铝薄膜耐碱能力如何？如何解决该问题？

问题5：铝元素有可能引起老年痴呆，如何克服？

问题6：如果选用新的两性材料替换铝作为罐体，你选择材料的基本依据是什么？

这一系列问题从铝与铁的选择展开，让学生从物理性质角度分析不同金属差异，同时复习铝合金。接着慢慢开始讨论铝与饮料的作用导致的铝的腐蚀，从而在运用铝的两性问题中实现铝的相关知识复习。接着探讨铝的毒性问题，让学生进一步思考铝带来的负面影响，及其解决方案。最后提供开放性问题，引导学生评估新的两性材料选择思路，实现知识灵活运用。通过问题的解决无形中完成铝及其化合物深度复习。

3. 2  硫酸复习

（1）教学目标

本节课主要是提升学生的证据推理与模型认知素养，要求学生能够从最简单的铁与硫酸反应模型提升为实际生活中含有铁锈情况下酸与铁的反应模型。建立浓度对化学反应影响的概念，并能对浓度差异造成的具体影响进行准确分析。

（2）教学重难点

从酸的通性角度认识酸，并学会测量氢离子浓度的基本方法。树立酸浓度不同对反应速率的影响的观念。

（3）问题情境的选择及设计

情境选择：影视片段中自制硫酸实现密室逃脱。

问题设计如下：

问题1：铁栅栏生锈后与纯铁相比，消耗的硫酸量如何比较？

问题2：铁锈与稀硫酸反应现象明显吗？用稀硫酸溶解铁屑是否可行？

问题3：硫酸浓度对该反应有什么影响？

问题4：如何在普通实验室条件下提升硫酸浓度？

问题5：除了使用硫酸腐蚀铁栅栏，有无其它更科学方法？

问题6：请从动力学角度比较你新设计方案与原方案的优劣，比较这一系列问题的设计都紧紧围绕硫酸与铁反应展开，从实验室由理想的铁与硫酸反应到实际问题：使用硫酸溶解铁栅栏，让学生从定性分析走向定量分析。同时从硫酸浓度变化影响反应速度的角度综合考虑速率、产物变化。产物污染等问题。教师需要预先储备足够文献以解答学生问题。最后让学生寻找新的方案，例如二价铜离子与铁亦能反应等等，但反应速率是否可行等等，给与学生充分讨论时间。

4  总结

介绍了基于真实情境问题的高三元素化合物复习教学策略，对问题情境的选择，问题提出方式以及问题解决的方式进行了介绍。经过教学实践发现在真实问题解决中复习元素化合物，學生需要在对元素化合物性质充分了解的基础之上进行运用，才能在知识的运用过程实现思维能力提升。真实问题以及工业生产问题都是综合、复杂的，学生在逐层剖析以及层层解决问题过程中将会运用到元素化合物方方面面的知识，因此能帮助学生自然形成知识网络。要注意虽然大多数高三学生对于真实情境问题都有一定思路，但是思考并不深入，教师要适当多次训练学生主动思考。同时学习基础较差的部分学生难以融入问题情境中，教师在课中、课后都要更多关注这部分学生，以保证全体复习效果。

参考文献：

[1] 陈瑞雪，陶秀梅，兰俊耀.高中化学“问题解决”课堂教学模式的研究与实践[J].化学教育，2011，32（6）：18-22.

[2] 张涛.问题解决在有机选修模块教学中的应用研究[D].苏州：苏州大学，2011.

[3] 王后雄.高中化学新课程教学中问题情境创设策略研究[J].化学教学，2008（7）：27-32

[4] 刘桃.问题解决在在高中生物教学中的应用研究[D].上海：华东师范大学，2015.

[5] 张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认识理论基础探析[J].中国电化教育，2012（10）：7-11.