關(guān)注知識生長 引導(dǎo)深度學(xué)習(xí)

黃愛民

[摘 要]

分析知識生長的走向、路徑、關(guān)鍵點，設(shè)計深度學(xué)習(xí)的問題，關(guān)注知識的生長、引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞]

初中化學(xué)；知識的生長；深度學(xué)習(xí)

教材所呈現(xiàn)多是生長后的知識經(jīng)過整理的面貌，是靜態(tài)的和文本的，這也是師生會形成以記憶和再現(xiàn)為主的淺層學(xué)習(xí)的原因之一。然而如果教師做一個有心人，將同一主題不同學(xué)段的教材聯(lián)系起來，就會發(fā)現(xiàn)知識生長的走向，如果再將這些走向中缺失的部分給揭示出來，則可以較為清晰地看到知識生長的具體路徑；此時，若教師能找出這個知識生長的具體路徑的關(guān)鍵點，設(shè)計出深度學(xué)習(xí)問題用于教學(xué)，則必定能促使學(xué)生進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。下面以必修2“化學(xué)反應(yīng)速率”為例進行說明，以供大家參考。

一、“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長的走向的分析

知識的生長遵循著由淺表到深入、由簡單到復(fù)雜、由定性到定量等一般規(guī)律。為了更為清楚地找出知識生長走向，特將由同一主編編寫的滬教版初中化學(xué)教材與蘇教版化學(xué)必修2“化學(xué)反應(yīng)速率”聯(lián)系起來，尋找知識和方法兩個維度上的生長的走向；具體如下：

滬教版初中化學(xué)教材中有時用反應(yīng)激烈程度來描述反應(yīng)快慢，有時直接使用反應(yīng)快慢；聯(lián)系蘇教版化學(xué)必修2“化學(xué)反應(yīng)速率”的內(nèi)容，可分析出其“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長的走向。見表1。

表1 滬教版初中化學(xué)教材“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長的走向

附注：初中物理中對運動快慢用速率的描述，對“化學(xué)反應(yīng)速率”從定性發(fā)展為定量有技術(shù)層面的，即如何定量化有重要啟發(fā)。

二、“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長具體路徑的分析

當(dāng)知識生長的走向清楚后，就要進一步分析知識生長的具體路徑，但這個具體路徑經(jīng)常是草蛇灰線，需要發(fā)揮教師的主觀能動性才能補充成功的，因而它又可能是多樣化的，但無論怎樣的多樣化，它都必須是科學(xué)合理的。“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長具體路徑如下：

由知識生長的走向分析知道：①反應(yīng)物性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)快慢的內(nèi)在的本質(zhì)因素； 通過研究反應(yīng)快慢去比較反應(yīng)物的一些性質(zhì)，這當(dāng)然是研究反應(yīng)快慢的價值之一，然而研究反應(yīng)快慢的重要價值還在于我們想調(diào)控反應(yīng)的快慢，使化學(xué)反應(yīng)合適地應(yīng)用于生產(chǎn)與生活。因此與之相聯(lián)系的生長具體路徑是：研究影響化學(xué)反應(yīng)快慢的外在的可變因素及其對反應(yīng)快慢的影響，②發(fā)現(xiàn)了定性描述的不足；因而與之相聯(lián)系的生長具體路徑是：產(chǎn)生定量描述化學(xué)反應(yīng)快慢的想法，進而研究具體的定量化方式。“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長的路徑具體如圖1所示：

圖1 “化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長具體路徑

三、“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長具體路徑關(guān)鍵點的分析

知識生長具體路徑關(guān)鍵點一是指知識生長的由淺表到深入、由簡單到復(fù)雜、由定性到定量等的生長節(jié)點，二是指知識生長中難以理解的易混易錯點。“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長具體路徑關(guān)鍵點包括：①生長節(jié)點：對比分析法（即控制變量法）、運用對比分析法分析初中涉及“化學(xué)反應(yīng)速率”的事例得出外在的可變因素及其對反應(yīng)快慢的影響（當(dāng)然也可以使用教材中更為科學(xué)規(guī)范的對比實驗來進行分析）、發(fā)現(xiàn)了定性描述的不足、產(chǎn)生定量的想法②難以理解的易混易錯點主要集中在如何定量化這一方面，包括：物理中如何從跑的快慢比較中產(chǎn)生速率概念、變化量何以為數(shù)值（或正值）、物理中速率概念抽象、迀移應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)速率概念、如何定義變化量、如何保證△C>0、△C=0情形如何處理、反應(yīng)速率用不同反應(yīng)物或生成物計算時何以會有不同值、這些不同值有何關(guān)系、怎樣使用這些速率值。

四、引導(dǎo)“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長的深度學(xué)習(xí)問題的設(shè)計

關(guān)鍵點的教學(xué)處理直接關(guān)系到學(xué)生采用何種學(xué)習(xí)方式，若只采用針對關(guān)鍵點的講解，則不能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、妨礙學(xué)生采用高階思維進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)；若針對關(guān)鍵點的問題設(shè)計僅停留在書本上有現(xiàn)成答案的“是什么”層次上，那也同樣無助于學(xué)生采用開放、質(zhì)疑的態(tài)度和思維進入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)；當(dāng)然，受制于學(xué)生基礎(chǔ)和授課時長，不可能將引導(dǎo)知識生長的問題都設(shè)計成深度學(xué)習(xí)的問題，這就像一個再好的睡眠也不會全是深度睡眠一樣。“化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長中深度學(xué)習(xí)問題的設(shè)計具體如表2。

表2 “化學(xué)反應(yīng)速率”知識生長中深度學(xué)習(xí)問題的設(shè)計

五、“化學(xué)反應(yīng)速率”學(xué)案設(shè)計

[教學(xué)活動環(huán)節(jié) 教師所設(shè)計的問題 學(xué)生分組討論的結(jié)果 教學(xué)活動環(huán)節(jié)的小結(jié) 導(dǎo)入 播放“初中實驗：鎂、鋅、鐵、銅分別與相同鹽酸反應(yīng)”的視頻 活動1.

發(fā)展對化學(xué)反應(yīng)的快慢認識

上述初中實驗中“鎂、鋅、鐵”分別與相同鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象有什么不同？由此得到的結(jié)論是什么？如果從“化學(xué)反應(yīng)快慢與反應(yīng)物性質(zhì)的關(guān)系”重新審視上述實驗?zāi)阌謺玫绞裁唇Y(jié)論，又會產(chǎn)生什么相應(yīng)的問題 反應(yīng)現(xiàn)象表現(xiàn)為反應(yīng)快慢不同，結(jié)論則是金屬活動性這一化學(xué)性質(zhì)上有相應(yīng)的不同。因此這個實驗是通過反應(yīng)快慢研究了反應(yīng)物性質(zhì)，之所以能這樣進行研究是因為：現(xiàn)象（反應(yīng)快慢）反映性質(zhì)（金屬活動性）；而性質(zhì)（金屬活動性）決定現(xiàn)象（反應(yīng)快慢）。由此產(chǎn)生的一個結(jié)論是：反應(yīng)物性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)快慢的內(nèi)在的本質(zhì)因素。產(chǎn)生的相應(yīng)問題則是：影響化學(xué)反應(yīng)快慢的外在的可變因素又有哪些？分別有著什么樣的影響？ 1.反應(yīng)物性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)快慢的內(nèi)在的本質(zhì)因素；相應(yīng)的問題是：影響化學(xué)反應(yīng)快慢的外在的可變因素又有哪些？有著什么樣的影響？

2.發(fā)現(xiàn)了定性描述的不足；相應(yīng)的問題是：該如何定量化地描述反應(yīng)快慢？ ①上述實驗中只是比較了“鎂、鋅、鐵”反應(yīng)快慢，尚可用定性的文字將其描述成“劇烈”、“較快”、“較慢”進行比較，若有幾十個上百個反應(yīng)快慢需要比較，還能用文字定性的描述并進行比較嗎？②初中化學(xué)中有什么性質(zhì)的比較也遇到過同樣的麻煩？解決的思路是什么？③這個思路對比較反應(yīng)快慢有何啟發(fā)？④又會產(chǎn)生什么相應(yīng)的問題 面對海量的化學(xué)反應(yīng)，僅用文字定性的描述并進行反應(yīng)快慢比較是不可能做到的；就像面對海量的物質(zhì)，僅用文字定性的描述并進行溶解性比較是不可能做到的一樣，需要從定性描述上升為定量描述才能進行精確的比較。也就是說描述反應(yīng)快慢需要從定性上升為定量。產(chǎn)生的相應(yīng)問題則是：該如何定量化地描述反應(yīng)快慢？ 活動2.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計算

①比較兩人跑的快慢的“限時看跑距”或“限距看用時” 兩法的統(tǒng)一點是什么？ ②據(jù)這個統(tǒng)一點提出速率概念后有更廣的應(yīng)用范圍嗎？ ③跑距可為負值嗎？ ①兩法的統(tǒng)一點在△S/△t上，不唐管用哪一法，只要△S/△t大便快；②由此定義速率V=△S/△t，此后不限時不限距時也可用速率V比較跑的快慢。進一步抽象出，對任何一個變化過程都有，平均變化速率=變化量/變化所用的時間，這個結(jié)論也可用于化學(xué)反應(yīng)；即對于化學(xué)反應(yīng)，也可用化學(xué)反應(yīng)速率來描述化學(xué)反應(yīng)快慢。③應(yīng)注意到跑動的距離只論大小，沒有負值只有正值，故上述抽象出的公式中變化量也同樣一律只有正值。 活動2小結(jié)見圖2以物質(zhì)物質(zhì)的量的濃度的變化為中心的思維導(dǎo)圖 ①變化量被規(guī)定為反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量的濃度的變化（△C）的理由是什么？②△C為正值的理由是什么？對反應(yīng)物或生成物該如何計算才能保證△C為正值？③寫出化學(xué)反應(yīng)速率的定義式。④所有的反應(yīng)物或生成物都可用于反應(yīng)速率計算嗎？（請以鋅與鹽酸反應(yīng)為例分析） ①考慮到大多數(shù)反應(yīng)為溶液中反應(yīng)（混合氣體也視作溶液），變化量被規(guī)定為物質(zhì)的量的濃度的變化。②為了使這個變化量為正值，對反應(yīng)物采用了反應(yīng)物物質(zhì)的量的濃度的減少，對生成物采用了反應(yīng)物物質(zhì)的量的濃度的增加。③V=△C /△t④無論反應(yīng)進行與否，對△C=0物質(zhì)應(yīng)用上述定義其V皆為零，這當(dāng)然不合理，故這些物質(zhì)都應(yīng)被排除在化學(xué)反應(yīng)速率計算之外，如鋅與鹽酸反應(yīng)中的鋅和氫氣 例：根據(jù)下圖求2min內(nèi)A、B、C三者的反應(yīng)速率是多少？

在追問“A、B、C三者的反應(yīng)速率的值為何不同”和“它們表示的反應(yīng)快慢是否相同”后進行了變式訓(xùn)練（變式訓(xùn)練內(nèi)容為老師所熟悉，不再贅敘） 這些內(nèi)容為老師所熟悉，不再贅敘 活動3. 探究調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的途徑

從初中學(xué)習(xí)過的內(nèi)容中尋找有反應(yīng)速率變化的實例，分析實例中①相互對比的兩種情形是什么？②對比的因素是什么？③你的結(jié)論是什么？④可否另舉一例再作一次說明 學(xué)生討論并分析的實例有：

①夏天化肥碳酸氫銨少掉了（大意）——對比的為夏天與春秋冬天的不同——影響因素為溫度——升溫加速；另舉一例為碳酸（二氧化碳水溶液）分解——對比的是常溫與加熱。

②實驗室用雙氧水制備氧氣中催化劑二氧化錳的使用——對比的為二氧化錳加入前后的不同——影響因素為催化劑——用催化劑加速；另舉一例為氯酸鉀制氧氣

③氧氣檢驗——對比的為余燼木條進入氧氣前后的不同——影響因素為反應(yīng)物濃度——濃大速快；另舉例子均為在氧氣中進行的燃燒， 采用與空氣中現(xiàn)象對比。

④面粉的爆炸——對比的為面粉做的干面條可燃卻不炸——影響因素為反應(yīng)物的接觸面積——接觸面積大速度快；另舉一例為加油站禁打手機。 總結(jié)對比分析方法的四步操作：①明確相互對比的兩種情形；②明確對比的因素；③明確因素不同所導(dǎo)致的不同現(xiàn)象；④建立因素與現(xiàn)象的關(guān)系。

總結(jié)影響反應(yīng)速率的外部因素及其與反應(yīng)速率的關(guān)系（具體略） 之前我們的對比、討論、分析影響反應(yīng)速率的因素，都是針對單一因素，實際反應(yīng)時并非完全如此。

對于兩個因素共同影響反應(yīng)速率的分析，有興趣的同學(xué)可結(jié)合課本本節(jié)教材后面的習(xí)題中，有關(guān)制取CO2題目中的（2）進行思考。 因為是必修，所以對以后要選修化學(xué)的同學(xué)提更高的要求 ]

圖2 以物質(zhì)物質(zhì)的量的濃度的變化為中心的思維導(dǎo)圖

[參 考 文 獻]

[1]王祖浩主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·化學(xué)，化學(xué)2[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015.

[2]余文森.核心素養(yǎng)的教學(xué)意義及其培育[J].今日教育，2016（3）.

（責(zé)任編輯：張華偉）