基于“证据推理”模式下的高阶思维品质构建——以“高二电化学复习”教学为例

发表时间:2021/4/14   来源:《中小学教育》2020年11月第33期   作者:潘东
[导读] 本文在简要叙述怎么利用已有知识为“证据”的前提下

        潘东
        (浙江省慈溪市杨贤江中学 浙江 慈溪 315300)
        摘要:本文在简要叙述怎么利用已有知识为“证据”的前提下,来“推理”解决一系列的高阶问题,借此培养构建学生的高阶思维品质。
        关键词:证据推理    高阶思维品质构建    高中化学    电化学复习
        一、前言
        高阶思维是高于已有知识储备的问题解决思维,在教育学视野下,高阶思维主要指涉及分析,评价,创造等认知过程维度的思维过程,培养高阶思维是社会发展,时代变革对教育的要求,是教育发展的方向和目标。证据推理模式进行教学设计,创设情境,采用任务驱动的方法,通过小组合作、探究学习、搭建模型等教学活动,促进学生利用图象、图表、数据、文本等证据推出合理结论,建立观点、结论和证据之间的逻辑关系并构建推断认知模型,发展化学核心观念和高阶思维。
        二、高二电化学复习教学实践
        1、引入原电池,培养高阶思维品质构建
        教师:它们分别是什么池?
        
        学生:观察两个串联装置,相互讨论分析,并给出结果。
        设计意图:给出学生的已有知识为“证据”:装置甲和装置乙,但它们是串联的,学生非常熟悉装置甲和装置乙,但要他们具体分析,他们却语无伦次,处于学生的最近发展区,但是学生的高阶思维品质还未培养构建好,可见超出学生的能力范围了。
        教师:这两个装置都处于闭合回路状态,我们怎么把两个装置变成一个装置?
        学生:恍然大悟,打开了话匣子。
        
        设计意图:给学生一点点提示,层层递进,逐步培养构建高阶思维,可把乙看做一根导线,再观察是否有自发进行的氧化还原反应,来判断哪个是原电池?
        2、原电池复习教学阶段
        教师:请判断以下三个图中装置甲属于什么池?分组讨论并分别写出电极反应式。
        
        学生:热烈讨论,很快写出了电极反应式。
        设计意图:给出三个类似的甲乙装置,根据上面的思路,举一反三,轻松解决问题,并分别复习Fe吸氧腐蚀、Al海洋电池及氢氧燃料电池的电极反应方程式的书写。
        3、燃料电池电解质介质更换教学
        教师:请看以下四个图,有啥区别?会影响电极方程式的书写吗?分组讨论并先分别写出正极反应式,再分别写出负极反应式,总反应式。

        学生:热烈讨论,仔细书写电极反应式。
        设计意图:同样是氢氧燃料电池,电解质环境不同,电极反应式应有变化。学生通过比较,不难发现差别之处,可在原氢氧燃料电池的基础上稍作变化,逐步培养高阶思维品质。
        4、燃料电池燃料更换教学
        教师:以上四个图中,若把H2换成甲烷,电极反应式又会有何变化?分组讨论并先分别写出正极反应式,再分别写出负极反应式,总反应式。

        学生:热烈讨论,仔细书写电极反应式。


        设计意图:通过步步引导,让学生根据前面的“证据”可以轻松“推理”出想要解决的问题,已经能达到最近发展区了,学生逐步摸到高阶思维的边了,学生们发现正极反应式与氢氧燃料电池一样,总反应式和负极反应式由于H2变成CH4,变化较大,但也有据可循,找到规律后,也可轻松突破了。
        5、根据“证据推理”,引入电解池
        教师:我们研究了装置甲,那么怎么研究装置乙呢?我们能不能把装置甲看成一根导线?请同学们讨论。
        学生:热烈讨论,得出结论
        
        设计意图:由于前面已经大量铺垫了装置甲为原电池,学生很容易根据“证据推理”得出把装置甲看做一个电源,从而得出装置乙为电解池。
        6、电解池复习教学阶段
        教师:请判断以下四个图中装置乙属于什么池?分组讨论并分别写出电极反应式及总反应式。

        学生:热烈讨论,总结书写规律,写出电极反应式及总反应式。
        设计意图:给出四个类似的甲乙装置,根据上面的思路,举一反三,轻松解决问题,并分别复习氯碱工业、电解熔融氯化钠、电镀银及铜的电解精炼的电极反应方程式的书写,总结电解池的书写规律。
        7、电化学复习检验
        教师:请判断下图中的装置甲和装置乙分别是什么池?再书写电极方程式和总反应方程式。
        
        学生:热烈讨论,写出电极反应式及总反应式。
        设计意图:根据上面的一整套的“证据推理”,学生已经构建了高阶思维品质,能很轻松的解决问题。
        三、教学反思
1、一套装置,让思维彻底活跃
        把这套装置讲清楚,提供思路,利用“证据推理”培养高阶思维品质,学生学得轻松,教师教得舒适,到最后,教师已经不用多说,学生已经知道老师要问什么问题,要复习什么知识,已经主动去解决问题了。
        2、解决情境,让思维有效提升
        刚开始的打开思路的逐步培养高阶思维品质是非常重要的,后面就会水到渠成,课堂中学生主动参与、积极合作,在教师的引导下,逐步明晰解决电化学问题的思路,通过学生的表达和交流,可以看到他们的思维的相互碰撞和观点的相互激发,也可以体会到,问题解决过程中,思路和方法的逐步发展。
3、大量对比,让思维过程可视
        因为是沿用了一套装置,变化是慢慢地细微地,所以出现了大量对比,学生可以体验化学科学的严谨性,不能出现半点马虎,否则谬以千里,功亏一篑。
4、期待惊喜,让思维持续活跃
    学生慢慢会发现老师竟然一直在用同一套装置,他们会期待有没有更多的电化学知识都套用在这一套装置上,解决了前面的难题,会不会解决所有的电化学问题,从而让思维一直处于活跃状态,知道最后解决所有的难题,回过头来,他们突然会发现,他们解决了以前不能一下子解决的难题。
        结束语:证据推理模式和高阶思维品质构建是高中化学电化学章节学习的重要思维,能够帮助学生判断出电化学当中所涉及的正负极、阴阳极以及介质所存在的环境,并准确地写出电化学方程式,判断电子移动的数量,通过这样的学习方式来提高高中生学习的效率,促进高中生对化学学习的兴趣。
        参考文献:
        [1]林亮,朱鹏飞.电化学复习的结构化设计与实践[J].化学教学,2020(11):41-47.
        [2]李志全.“问题驱动式”复习的实践与思考——以电化学知识的复习教学为例[J].中学教学参考,2020(29):60-61.
        [3]刘凤艳.电化学复习指导[J].广东教育(高中版),2020(Z1):121-123.
        [4]蔡细琼,陈桂盛.电化学知识于高三复习中的策略分析[J].高考,2020(21):15.
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