吕丽华
柳州铁一中学化学教研组
摘要:结合2021年高考第一轮复习中选修3模块物质结构与性质的复习教学,对如何提高复习效率,落实“一核四层四翼”,从立德树人到化学学科思维培养,我在实践中不断反思,在反思中获得螺旋式提升,在提升中有望赢得学生高考的胜利。
关键词:必备知识、关键能力、学科素养、选修3复习、反思
教育家苏霍姆林斯基曾经建议每一位教师都来写教育日记、随笔和记录,这些记录是思考及创造的源泉,是无价之宝,是教学科研的丰富材料及实践基础。实践是认识的来源,认识发展的根本动力和最终目的,这是实践与认识的辩证关系原理。吾日三省吾身,反思使人进步,结合实践的反思,更是一笔不小的财富,作为一名高中化学教师,每个成长阶段、每个教学周期、每个教学模块都因不断的实践、反思而让教师呈现螺旋上升式的进步。
而我也正是如此,在2021届高考第一轮备考工作过程中,基于高考评价体系的《物质结构与性质》复习,我也有一些来源于自己教学实践的反思。
高考评价体系提出:落实“一核四层四翼”,最关键是把握两大原则,一是在测量环节实现对立德树人等核心价值观的考查,二是实现对化学科学中思维的考查,具体落实在化学学科必备知识、关键能力和学科素养的考查中[1]。
在选修3物质结构与性质模块复习过程中,要从体现爱国主义、传递化学价值、渗透科学精神、激发学习兴趣四个方面构建化学考试的核心价值,教师在选题备考中,应该注重这面的情景渗透,如2019年全国Ⅱ卷第35题,就以近年来我国科学家发现的一系列意义重大的铁系超导材料(一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物)为背景考查原子结构、分子结构、分子间作用力和氢键及晶体结构等核心知识点。新能源汽车等不断地普及和推广,势必会以多种形式的新型电池作为载体展开考查,如2019年Ⅲ卷第35题的磷酸亚铁锂——锂离子电池正极材料就是一个很典型的例子。2019年1月10日屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖,随即而来的是对她和她所带领的团队研发青蒿素的多角度命题。2020年初,一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情从武汉扩散至全国,顷刻间,从消杀细菌病毒、疫苗研发到治疗药物为背景的命题也出现在我们的备考资料中。因此,教师要发挥团队力量,摸索高考命题方向和立意,多方面、多角度搜集与国家重大事件相关联的命题,借以增强学生的科技成就感、民族自豪感。
在新的高考评价体系指导下,选修3模块的复习要体现“必备知识”、“关键能力”、“学科素养”,我们是如何较大程度地做到。我将从以下三点来阐述:
1.必备知识
选3模块研究物质的组成、结构和性质,主要包括原子结构、分子结构和晶体结构,重点是结构和性质之间的关系,是高中重要的理论根基之一,在元素周期表的学习中,就提出“位——构——性”的思想,借以培养学生解决问题的能力。在选3模块特别以第四周期元素为主要研究对象,在学生具备一定元素周期律和元素周期性的理论基础上,进一步探究核外电子排布、分区、电离能和电负性,学生学习知识循序渐进,结合原子结构示意图,进一步理解原子结构和核外电子排布,进而推出元素性质相似性和递变性,使学生获得举一反三的解题技能,从而提高了学习化学的兴趣核复习效率、质量。比如,Cu的价电子排布式为3d104s1,当失去一个电子后,形成3d10的全充满较稳定结构,难再失去一个电子,从而让学生理解与比较电离能相对大小。以此类推,将此延伸到Cr+(3d5)的第二电离能较大、Fe3+(3d5)的第四电离能较大。教师还可以通过原子的价电子排布结合电离能来推测可能显示的主要化合价,比如第三周期某元素的I1、I2、I3、I4分别是577.5、1816.7、2744.8、11577、14842KJ·mol-1可推知该元素为Al元素。利用原子的价电子排布,可以很好解释第ⅡA与ⅢA族、第ⅤA与ⅥA族与的电离能为何反常。教师要注重题目知识点的归整,乘胜追击,并逐一突破,。
2.关键能力
在未来的化学考试内容创新中,关键能力是凝练了高考评价体系和课程标准的双重要求,结合教育测量学能力目标,将化学的关键能力归结为理解与辨析能力、分析与推测能力、归纳与论证能力与探究与创新能力[2]。
理解与辨析能力,主要是要求考生掌握已学过的化学符号、概念、原理、事实等术语知识内容,并能融汇贯通[3]。选3教材中,提供了有很多分子结构、晶胞结构,从结构、图形或表格,考生要从中提取出关键内容与有关已学知识进行整合。例如:2019年全国Ⅰ卷第35题(3)——一些氧化物的熔点如下表所示:
根据表格数据解释表中氧化物之间熔点差异的原因。这道题需要学生运用分类观解释熔点高低的原因。首先,对晶体分类,Li2O和MgO属于离子晶体,P4O6和SO2属于分子晶体,熔点高低一般规律:离子晶体>分子晶体;其次,同种晶体熔点比较,就需要学生调出有关已学知识:离子晶体的熔沸点与晶格能大小有关,而晶格能大小又受到离子半径、离子所带电荷数的影响,离子半径越小、离子所带电荷数越多则晶格能就越大,离子晶体熔沸点就越高。而分子晶体与范德华力、氢键有关,范德华力与相对分子质量、分子极性、对称性等有关,氢键分为分子间氢键和分子内氢键……本题对知识记忆、数据分析有一定的能力要求,故在第一轮复习中务必要强化课本作用,不断强化训练相似题型如同种晶体熔沸点比较、不同种晶体熔沸点比较等,通过强化训练,使学生形成答题思路、把握答题“套路”。
再以2019年全国Ⅱ卷第35题(4)为例,题目给出超导化合物的晶胞结构,根据Sm和As原子的投影位置分析指定原子的坐标,这对学生的空间想象力有较高要求,要求学生学会借助辅助线,找投影点,便可以很快确定制定原子的三维坐标。
图1
分析与推测能力,主要是要求考生能基于对化学反应规律的认识,能运用比较和分类等方法,预测物质的性质或可能发生的反应及产物;根据物质性质或反应现象等,判断物质的结构特征;结合化学原理,推测简单反应的过程和机理[4]。近几年的高考真题选3模块中对分析与推理能力越加体现,比如2019年江苏卷第21题(3)结合抗败血酸的分子结构图示(见下图),推测败血酸在水中的溶解性,本题结合分子结构特征,含有亲水基团-OH,可以与水形成分子间氢键,推测败血酸的溶解性是易溶于水。从这道题可以指导我们复习中需要教师多想一想:这道题考什么?怎么考?什么角度,怎么回答?而不是硬性灌输机械性记忆,凌驾于理解之上的机械性记忆是站不住脚的,复习效果也是大打折扣的。
图2
归纳与论证能力,主要是要求考生能认识不同呈现方式的数据和信息,并能利用数学方法对数据进行转换,推导出物理化学参数以及它们之间的定量关系,归纳总结出变化特征和规律;比较不同方式得到的结果,论证并得出科学合理的结论[5]。选3模块中体现归纳与论证能力更多体现在利用数学方法计算晶胞参数、晶胞密度、空间利用率、NA表达式、阴离子与阳离子之间最近距离计算、原子与原子之间最近距离计算、原子半径计算等。例如2019年全国Ⅰ卷第35题考查MgCu2的密度、Ⅱ卷第35题考查根据超导化合物的密度和晶胞参数计算化学式中的x值、Ⅲ卷第35题根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子图示推导磷酸根离子的化学式通式。2020年全国Ⅰ卷第35题在2019年Ⅱ卷第35题基础上,提供LiFeO4的的晶体结构,推导出x值,亚铁离子与铁离子的物质的量之比;2020年全国Ⅱ卷第35题考查利用晶胞参数计算立方钙钛的晶体密度;2020年全国Ⅲ卷第35题也是考查结合晶胞参数计算晶胞密度。这几年的高考第35题的压轴基本都是晶胞计算,在复习中,教师要特别注意高考命题热点与方向性分析,在日常练习中,注意细节,比如单位换算,正方体、六棱柱体积计算公式推导,注重方法引导,强化训练,提高计算速度,突破了计算题,选做题第35题拿满分15分就是不一件难事儿!
学生的空间想象力并不是很强,比如在理解均摊法中正四面体的顶点占比、六棱柱的顶点占比、棱上、面心等占比的理解上,蛮多学生是靠死记硬背。我利用粉笔盒、牛奶盒等实物搭建模型展示,手把手教会学生理解,而后进一步强化记忆,特别是如何理解简单立方、体心立方、六方最密堆积、面心立方最密堆积以及配位数,我用乒乓球、热熔胶制作成教学模具(见图3),立体展示密置层堆积、非密置层堆积方式,从二维到三维,学生的立体感增强,理解起来游刃有余。
图3
接着,我结合金属的活泼性强弱,把堆积方式和代表物做了讲解:简单立方Po代表,活泼金属Na、K、Fe采取体心立方堆积,不活泼金属Cu、Ag、Au采取面心立方最密堆积,活泼性介于活泼与不活泼金属之间的Mg、Zn、Ti是六方最密堆积。
在理解了堆积方式后,我进一步带着学生计算空间占有率,从简单立方的52%到六方、面心立方最密堆积的74%,知识层层递进,学生收获到了知识的理解与解题的自信心!
从以上各关键能力的内涵可以看出,高考评价体系对学生获取知识能力、分析问题能力、从抽象到具体应用、数据处理能力、语言表达能力考查都有很大程度的关注,教师备考中要落实这些能力循序渐进的培养,从必备知识理解、熟记到关键能力的培养和提升,要有对历年高考题的钻研和探究,分类、分模块逐一突破,整合备课组全员力量,形成选3模块复习的系统性知识体系,为2021年高考取胜奠定夯实的基础。
3.学科素养
未来化学学科考试内容创新的学科素养区别于《化学课程标准》中有关学科素养的定义。考试中的学
科素养构建视角和依据包括化学科学的本质、高考评价体系中的学科素养、《化学课程标准》中的学科核心素养中的学科核心素养[6]。图4展示了上述素养之间的关系。
图4
未来化学学科关于学科素养考试内容的创新,在贯彻高考评价体系下,从认识论和本质论的角度上看,从化学科学研究实质进行构建。从化学科学研究实质包括研究什么、怎么研究和为什么研究(研究价值)三个方面,相对应而言化学教育的包括学什么、怎么学和为什么学三个方面[7]。教师从上述化学研究与化学教育内容的转变,可以透过现象看本质,从本质指导课堂教学,从教学型教师上升到研究型教师,学生既获得到实实在在的学习,教师又可以获得教育观点、教育方式方法的改变,实现教师自我价值的体现。
化学学科高考无论是从“金线”核心价值的考查,还是“银线”学科素养的考查,就近几年的高考中,都取得了良好的社会效果,在高考评价体系、学科核心素养的指导下,一轮复习需要夯实好基础,利用好课本和教辅资料,提升学生分析问题的能力,以知识武装自己,以不变应万变,定能笑傲高考!
参考文献
[1]~[7]杨学为,吕文利,吴四伍,徐尚昆.高考评价体系解读(2020).北京:社会科学文献出版社
作者简介:吕丽华,现就职于广西柳州铁一中学,任教13年,中学一级教师。所授课《有机化合物的分类》曾被评为国家级、自治区级“一师一优课、一课一名师”。积极参加课题研究,参与的多项课题均已结题并获得好评。有丰富的一线教学经验,是学校教学骨干,教学成绩突出,所带班级在高考中均获得优异成绩。