基于核心素养为导向的主题式复习教学探究——以“铬元素主题复习”为例

发表时间:2020/9/24   来源:《中小学教育》2020年第17期   作者:韦勤
[导读] 以核心素养为导向,在有限的课堂时间内将铬元素相关的知识连成线、融入境贯形成主题
        韦勤
        横县中学  广西南宁 530300
        摘要:以核心素养为导向,在有限的课堂时间内将铬元素相关的知识连成线、融入境贯形成主题,进行逻辑性整合,形成结构化的情景知识,激发学生转变学习方法增强其创新精神和实践能力,提高复习效率。
关键词:化学科核心素养    主题式复习   铬元素
        自2017年新课标提出以来,要求以核心素养为导向进行教学,高中化学核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任。从化学科核心素养的构成来看,要求教师在传授化学知识的基础上,重视对学生辨识能力、探析能力、科学探索精神和创新能力的培养[1]。而高三复习是在有限的时间内将学科知识系统化、网络化、规律化、能力化的过程[2]。如何在高三化学复习中渗透核心素养的同时,提高复习效率,这对大部分老师来说都是一个巨大的挑战。
        近年来,高考化学命题趋向于聚焦探究创新能力,弘扬科学精神,这就要求高三复习并不是仅仅停留在对教材进行二次整合层面,而是具备对高考高频考点的敏感度和辨析能力,重点发展信息加工能力、迁移发散能力和用理论解决实际问题的能力,具备用化学发展社会的视野[3]。一节有限时间的复习课堂内,不能覆盖整个高中化学知识体系,只能有选择性地进行部分内容复习。因此需要老师在课堂教学中链接教材,将多个知识点连成线、融入境贯穿在课堂的始终。顺应形势的发展,“主题式”教学研究应运而生。主题式教学设计指课堂教学主要以问题情境的形式将书本知识与现实生活、生产和社会中的学科问题关联起来,形成具有逻辑性、结构化的情境主体,刺激学生在贴近真实的情境中去思考和解决问题,激发学生转变学习方法增强其创新精神和实践能力[4]。“主题式复习”则需对素材内容进行梳理整合,创设真实的情境,设置问题,抓住知识、能力和应用的关键节点。其基本模式是围绕一个主题,将零散知识进行逻辑性整合,形成结构化的情景知识,激发学生转变学习方法增强其创新精神和实践能力[5]
一、设计理念
        铬元素在科技生产中一直有着不同程度的应用,但它在造福人类的同时也给人类带来了污水治理的难题,所以对于铬元素的研究具有重要的科学价值和社会价值。铬元素的相关的理论知识出现在选修4课本中(原型如图一,图二),在常态课堂中极易将其忽略,但其在高考中出现的频率并不低。本课例以铬元素为主题对近四年来全国卷的高考题进行分析整合,认识试题特点,引导学生梳理构建铬元素的理论模型,并通过情景化试题拓展研究完成证据推理过程,发展学生探析和创新能力的同时,帮助学生从化学角度认知科学和环境的关系,并最终达到提高备考效率的目的。所以该课例具有较为丰富的化学学科核心素养发展价值。以下是具体的分析情况。



图二 沉淀滴定教材原型
二、教学过程
1.高考题分析
(1)2016年全国I卷第27题(节选)
        元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4?(绿色)、Cr2O72?(橙红色)、CrO42?(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:

(2)2017年全国Ⅲ卷第27题(节选)
        重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:

2.构建模型
        通过对上述三道高考题分析整合发现,涉及到铬元素的相关理论知识主要有以下4点:① 2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;② Cr2O72?具有强氧化性,降价直接降为+3价;③K2Cr2O7溶解度受温度影响较大,低温溶解度小;④Cr3+(蓝紫色)、Cr2O72?(橙红色)、CrO42?(黄色)。其中第①点是考查频率最高的,几乎所有高考题都是围绕着2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O该反应原理而建立的题目。
3.应用实践及创新拓展
        要使学生在高三复习中除了通过构建理论模型帮助学生建立清晰的知识体系框架之外,还需要帮助学生提升信息加工能力、迁移发散能力和用理论解决实际问题的能力,做到由此及彼,举一反三,所以后续进行情景化试题的实践应用及拓展就非常具有必要性了。图三是2020届南宁市二模考试中27题的节选,这2道小题满分7分,本校(示范性高中)平行班平均分接近2.27分左右,此数据说明学生对理论模型的迁移应用能力还有待加强。通过考后与学生的沟通交流发现,第(4)小问的离子方程式书写不正确的主要原因是不会判断产物,但是对于上述模型中的反应原理2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O大部分学生都能够熟练书写,说明学生对此原理仅仅停留在了记忆阶段,并没有完成知识的加工消化过程。所以通过分析以下试题,进一步要求学生结合化学平衡移动的相关知识,掌握到加酸、加减可使平衡发生移动,并且熟练判断在对应的环境下的主产物。除此之外,结合图二可知,某些阳离子的铬酸盐属于难溶物,所以往上述体系加入Ba2+或Ag+离子是,也能使平衡逆移生成铬酸盐沉淀。


图三   2020届南宁市二模27题节选
        铬元素少量存在我们的生活饮用水中,其在水中主要以+6价和+3价的形式存在,其中+6价主要以铬酸根的形式存在,毒性较强,所以很有必要通过添加还原剂对生活用水中的铬元素进行降价处理,这个过程中主要涉及到+6价铬元素的强氧化性,如下图。

图四    例题分析
三、课例总结
        高三主题式复习需要结合情景化试题,对教材原型进行大胆整合,依托学科核心素养,把握知识、能力和应用创新的关键点。本课例通过高考题的分析整合出以铬元素为主体的理论模型,其中第①点为高频考点。通过及时的实践应用,尝试用该理论模型解析和预测情景化试题中遇到的问题,并在具体问题的解决中借助化学平衡移动的原理完善对该模型的拓展认知过程。最后体会利用+6价铬元素的强氧化性解决污水处理问题。整个过程强化了学生的理论知识,重视学生能力的提升与培养,使学生站在主人翁的角度关注环境问题。

参考文献
[1]秦有才.基于化学核心素养下的教书育人[J].教师,2018(11):19-20.
[2]曾鹏.高三化学复习方法探析[J].文理导航(下旬),2017(1):1.
[3]柳菁燕.高中化学专题小结课的有效教学策略——以两节评优课教学实录为例[J].中学化学参考,2014(9):19-21.
[4]赵雪莲.大数据下的错题集在高中数学中的运用探究[J].中学数学月刊,2020(2):31-33.
[5]周存军.例谈中学化学主题式教学中主题的发掘[J].教学研究,2019(4):19-21.
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