朱红娟
浙江省嘉兴市嘉兴外国语学校,314000
摘要:随着数字时代的到来,对于学生的思维能力提出了更高的要求,化学核心素养的落实也需要培养学生的高阶思维能力。本文从概念、图表、方程式三个角度设计类比型问题情境来引领学生思考,进而提升学生的高阶思维能力。
关键词:高阶思维 问题情境 类比
数字时代要求学生学会运用、整合 知识去解决实际的问题,这就需要学生拥有较高层次的思维能力。浙江新高考改革以来选考化学试题的考察,陌生的试题逐年增加,且多以新颖的真实情境方式呈现,这类题目需要学生运用所学知识进行“应用、分析、评价及创造”,即要求学生具有高阶思维能力。要培养学生高阶思维能力,必须让学生学会发现问题、分析问题、解决问题、反思问题。本文主要通过设置类比型问题情境来引领学生探究问题的热情,提升学生的辨析归纳能力、图表分析能力,逻辑思维能力,促进学生高阶思维能力的发展。
类比型问题情境引领教学,可以引导学生将已学知识和未学知识联系起来,让学生运用已有的知识经验分析新问题,通过比较、辨析、归纳等方法解决新的问题,使学生思考问题的思路更加清晰,还能发现问题之间的本质区别,从而更深层次的掌握知识,从而实现思维能力由“低阶思维”向“高阶思维”的进阶。
一、运用概念类比型问题情境提升辨析归纳能力
在化学知识学习中有很多相似的概念,相互之间容易混淆不清,简单的概念学习也激发不起学生的思考,设置类比问题来进行学习,可以让学生的认知不断得到补充和完善,并在认知的冲突中发生思维碰撞,便于理解事物的本质,也能提高学生分析归纳能力,夯实化学核心素养。
比如在新教材的必修1中电解质的概念教学时,往往与判断是否导电的物质混淆不清,也是本节课的难点,因此设置如下的类比型问题情境引领学生思考。
概念类比型问题情境 探究释疑、思维拓展 核心素养指向
问题1:你知道物质能导电的原因吗?应该具备什么样的条件? 生1:导电需要产生电流。
生2:要产生电流就需要带电的微粒定向移动。
师:物质导电的条件:自由移动的带电的微粒(电子和离子)。 宏观辨识与微观探究
问题2:你知道金属导电的原因吗?NaCl溶液导电的原因?熔融NaCl导电的原因?拓展石墨导电的原因。 生1:金属导电是具有金属阳离子和自由电子。
生2:NaCl溶液导电是具有自由移动的钠离子和氯离子。
生3:熔融NaCl导电是具有自由移动的钠离子和氯离子。
师:石墨导电是具有自由移动的电子。 证据推理与模型认知
问题3:能导电的物质就是电解质吗?请说出电解质和能导电物质之间的联系和区别? 生1:能导电的物质不一定是电解质,电解质是化合物。
生2:金属、石墨、酸碱盐的溶液都能导电,但它们不是化合物,因此不是电解质。
生3:熔融的盐、碱、金属氧化物既能导电也是电解质。
师:并非所有熔融的电解质都能导电,比如液态的HCl不能导电。 证据推理与模型认知
问题4:辨析Cu和NaCl溶液都能导电,它们都是电解质。辨析CO2溶于水形成的溶液能导电,CO2是电解质。 生1:Cu和NaCl溶液都不是电解质,虽然都能导电,但它们一个是单质,一个是混合物,而电解质是化合物。
生2:CO2溶于水形成的溶液是碳酸溶液,因此可以证明碳酸是电解质,而CO2不是电解质。
师:深入理解概念导电和电解质的联系与区别。 科学探究与创新意识
问题1是已知知识的回顾,为新知识的学习奠定基础。问题2问题3通过系列问题,厘清各类不同物质导电的原因,并与电解质的概念产生冲突,并不是能导电的物质就是电解质,通过解决问题3,解决电解质概念理解的难点。
问题4是对问题3的深入理解,通过解决问题4真正理解电解质概念和导电概念的本质区别。
二、运用图表类比型问题情境提升图表分析能力
图表分析是化学学习中不可缺少的组成部分,也是理解相关知识的重要辅助手段,而且图表具有形象直观的优势,有助于形象思维的形成。通过图表类比学习能更清晰地对比知识的异同,引发学生更深层次的思考,提升学生的图像分析能力。
比如在平衡移动的图像分析这一课的教学时,学生对图表的分析往往会产生排斥心理,但图像分析是本节课的重点亦是难点,因此设置如下的问题情境引领学生思考。
图表类比型问题情境 探究释疑、思维拓展 核心素养指向
问题1:从浓度变化角度解释速率变化与时间图像。 生1:反应开始时,反应物浓度逐渐减少,生成物浓度逐渐增大,因此,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,最后达到正逆反应速率相等。 宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知
问题2:根据浓度变化引起速率变化,解释浓度变化判断平衡移动。
生1:根据增加反应物浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率逐渐增大,正速率大于逆速率,平衡向正向移动。
生2:根据减少反应物浓度,正反应速率瞬间减小,逆反应速率逐渐减小,正速率小于逆速率,平衡向逆向移动。
生3:...... 证据推理与模型认知
问题3:根据压强与浓度的关系,解释压强变化判断平衡移动。 将压强问题转变为浓度问题,但是图像又有细微的差别,引发学生思考,去分析两个图像的不同点。 证据推理与模型认知
问题1通过复习旧知,建立新旧知识之间的联系。问题2是在问题1的基础上从浓度上考虑反应速率的变化,进而理解平衡移动。问题3与问题2原理相似但是又有不同之处,需要学生分析对比,进而理解图像的本质。
三、运用方程式类比型问题情境提升逻辑思维能力
在化学的学习中,化学方程式地书写必不可少,通过类比型问题情境进行方程式的类比学习,提升学生的逻辑推理能力。运用类比的方法学习更能掌握问题的本质,如下是元素周期律中性质递变的学习。
方程式类比型问题情境 探究释疑、思维拓展 核心素养指向
问题1:请说出金属性活动顺序表,这个顺序从氧化还原角度体现了物质什么性质的递变?请回顾金属Na与水反应的现象以及方程式的书写? 生1:金属体现还原性。
生2:钠与水反应现象:浮在水面上,熔成一个小球,四处游动,发出嘶嘶响声。2Na+2H2O=2NaOH+H2 宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
问题2:结构决定性质,请你写出Na和K的原子结构示意图。通过对比你发现了什么? 生1:最外层电子数相同,性质相似。 宏观辨识与微观探析
证据推理与模型认知
问题3:你能类比Na与水反应的方程式写出K与水反应的方程式吗?反应现象如何? 生1:2K+2H2O=2KOH+H2 宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知
总之,运用类比型问题情境教学的方法可以达到事半功倍的效果,能将抽象的知识变得更加具体形象,把学生难以理解的问题变得简单易懂,把学生容易混淆的知识点变得清晰,不仅使学生加深对已有知识的理解和记忆,而且能从中受到启发,不断开拓思路,认清事物的本质。实践证明,正确运用类比型问题情境引领学生思考的教学方法,可以提升学生发现问题、分析问题、解决问题、反思问题的能力,有助于化学核心素养的落实,并提升学生的高阶思维能力。
参考文献:
[1]王春阳.高中化学教学中高阶思维的培养路径[J].中学化学教学参考,2019(11):20-22.
[2]廉萍.高中化学培养高阶思维能力的问题设计研究[D].曲阜师范大学,2018.
[3]孙天山.基于“问题”的高阶思维课堂教学架构研究[J].中学化学教学参考,2016( 9):1-5.