基于學科“素養” 聚焦備考“智慧”——高三化學復習要重視打造教學過程的最優化

河北 顏建河 代景坤

隨著高考綜合改革方案的實施，鼓勵學生個性需求、高校多元選拔，成為高考改革的新亮點。特別是對高中教育來說，促進了高中課程改革，以學生發展為本的育人理念和選擇性教育思想日益深入人心。基于此，打造教學過程最優化的目標，成為提升學生素養的重要環節之一。如何打造教學過程的最優化，真正體現學生作為教學的主體呢？本文從多途徑闡述教學過程最優化的方法，進而達到提升課堂效率的目的。

一、聚焦“途徑”，從多環節上打造教學過程的最優化

閱讀、實驗、討論、講授、練習等多環節成為化學教學的重要過程，在課堂教學中，教師如何才能有效地將教材中的知識體系轉化為學生的認識結構呢？即教師要結合教材內容、教學目標、學生的知識水平，有目的地選擇教學過程的最佳方案，確保在規定的時間內，使教學和教育任務的完成達到可能范圍的最佳效果。例如，對元素化合物相關知識的復習可采用以“真實的化學工藝流程”為背景，將元素化合物知識、化學反應原理、化學實驗和化學用語等方面的復習融合在以常見元素為主線所設計的綜合問題情境中，形成最優化的教學模式。下面從提煉化學工藝流程圖的結構框架，來幫助學生明確這類問題所考查熱點問題的設問切入途徑。

切入途徑1：圍繞“預處理”“核心反應”“提純分離”等環節，通過化學(離子)方程式的書寫，提純試劑的選擇、分離產物的組成分析等，明確元素化合物知識。

切入途徑2：圍繞“預處理”“核心反應”“提純分離”等環節，通過化學工藝條件的選擇，具體實驗(工藝)措施的實施等，明確運用化學反應原理解決實際問題的能力。

切入途徑3：通過“物質的循環利用”和“三廢處理”等，明確綠色化學理念。

切入途徑4：通過“定量分析”明確反應物計量對反應物轉化率及反應產物的影響。

教師將化學工藝流程中收集到的信息和學生的疑問進行加工處理，再提出問題啟發、誘導學生積極思考，展開討論。教師在點撥中要注重去偽存真，把探究引向目標、引向深入。同時，設置有一定梯度的練習題,使所學知識得到遷移、深化、應用。采用上述流程組織教學，教法靈活，氣氛活躍，做到了以激發學生興趣為前提，以知識結構為線索，以思維訓練為中心，既調動了學生的主動性和積極性，又培養了他們的觀察、實驗、思維、自學以及分析問題和解決問題的能力。

教學有法，但無定法，關鍵是教學要能激發學生學習的興趣，激發學生學習的潛能。一句話：“教無定法，貴在得法。”要根據不同的教學內容和學生的實際，采用不同的最優化途徑進行教學，才能最大程度地優化教學過程，進而達到提高課堂效率的目的，提升學生的能力。

二、聚焦“講評”，從練習上打造教學過程的最優化

練習是促進知識遷移，形成技能、技巧，培養學生能力的基本途徑和有效方法。要做到最大程度地優化教學過程，在訓練上必須“精講精練”，切不可貪圖“量”多，更重要的是要重視講的“質”。通過對幾個題目的精講，不僅要講清原因、過程、結果，同時還要挖掘隱含條件，找出知識間的內在聯系以及解答題目的方法，并指出題目中的“陷阱”和可能出現的錯誤，或改變條件換一種問法，即通過“變式訓練”做到“觸類旁通”。這樣會使學生耳目一新、豁然開朗，不僅可以幫助學生理解知識點，還可以提高他們的分析能力、理解能力、解題能力等。下面從一道高考試題的講評，來闡述習題在教學中的最優化途徑。

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞如下圖。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。

(1)請完成以下實驗設計表(表中不要留空格)：

編號實驗目的碳粉/g鐵粉/g醋酸/%①為以下實驗作參照0.52.090.0②醋酸濃度的影響0.536.0③0.22.090.0

(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖a。t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發生了________腐蝕，請在圖b中用箭頭標出發生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發生了________(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是_______。

(3)該小組對圖a中0～t1時壓強變大的原因提出了如下假設，請你完成假設二：

假設一：發生析氫腐蝕產生了氣體；

假設二：

；

……

(4)為驗證假設一，某同學設計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設計一個實驗方案驗證假設一，寫出實驗步驟和結論。

實驗步驟和結論(不要求寫具體操作過程):

分析與解答：這是一道全國高考試題，著力考查實驗的設計與探究，特別是探究影響鐵的電化學腐蝕的因素，綜合性強，有一定難度。為此，解決好這類問題的關鍵就是從基本實驗入手，熟悉常見儀器或試劑的主要用途和使用方法，明確化學實驗基本操作，學會應用所學知識進行必要的分析、類推或計算一些具體的化學問題。試題對學生設計簡單實驗能力的考查賦予較多的關注，它要求學生能夠通過題給實驗情境進行適當遷移，準確把化學實驗基礎知識和基本操作技能運用到某些類似的實驗中去，解決一些原理和操作較簡單的問題。

(1)本題采用“控制變量法”進行研究，即保持其他條件相同，只考慮其中一個因素對實驗的影響。探究醋酸濃度對電化學腐蝕的影響時，應保證碳粉和鐵粉的質量與參照實驗相同。為此，實驗②中鐵粉為2.0 g；對比實驗①和③可知，鐵粉的質量及醋酸的濃度相同，而碳粉的質量不同，顯然探究的是碳粉的含量對鐵的電化學腐蝕的影響。

(3)Fe發生電化學腐蝕時，放出熱量，使體系的溫度升高。

(4)參照實驗①中藥品的用量及操作方法，更換多孔橡皮塞，增加進、出氣導管，并通入稀有氣體，排出空氣，滴加醋酸溶液，同時測量瓶內壓強的變化、溫度變化等，確定猜想一是否成立。

針對上述例題的分析與解答，倘若學生能進一步反思，將題目涉及問題進行歸類總結，會從中獲得許多啟示，真正做到掌握這一問題的核心。

1．明確原料預處理的方法

(1)研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。

(2)水浸：與水接觸反應或溶于水。

(3)酸浸：與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。

(4)燃燒：除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質。

(5)煅燒：改變結構，使一些物質能轉化，并使一些雜質高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。

2．掌握必考的控制反應條件的方法

(1)調節溶液的pH：常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節pH所需的物質一般滿足兩點：①能與H+反應，使溶液pH增大；②不引入新雜質。例如，若要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。

(2)控制溫度：根據需要升溫或降溫，改變反應速率或使平衡向需要的方向移動。

(3)趁熱過濾：防止某物質降溫時析出。

(4)冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。

(5)控制壓強：改變速率，縮短達到平衡的時間。

(6)使用催化劑：加快反應速率，縮短達到平衡的時間。

3．明確常用的提純方法

(1)水溶法：除去可溶性雜質。

(2)酸溶法：除去堿性雜質。

(3)堿溶法：除去酸性雜質。

(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質。

(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發的雜質。

(6)調節溶液的pH法：如除去酸性含Cu2+溶液中的Fe3+等。

化學習題有很多的教學內容,其設問是單一的、答案是確定的，要把這些習題設計為開放的、可探究的內容，讓學生在掌握基礎知識和基本技能的基礎上，適當、逐步地增加一些探究性的題目，對培養學生科學探究的能力，形成較強的問題意識，發現和提出有探究價值的化學問題，敢于質疑，勤于思索，逐步形成獨立思考的能力，是大有幫助的。

三、聚焦“問題”，從反思上打造教學過程的最優化

反思性教學是指教者和學者自覺地對自身的活動中所涉及的相關因素(如環境、情感、觀念等)進行持續性、批判性的審視、思考、探究和改進，力求調節并完善自身的學與教，達到教與學的完美結合。真正體現反思所具有的自主性、批判性、發展性、遷移性、探究性、創造性等特征。例如，在教學中，特別是對問題的解決這一環節，由于學生對問題的分析不能做到對問題條件的限定和干擾因素的排除，而造成問題的錯解。反思是優化和解決問題的關鍵。下面從教學案例的剖析來加以闡述說明。

【案例1】在《電化學基礎》的復習中，多數學生能正確書寫電解飽和食鹽水的電極反應式和總反應式。其電極和總反應式如下：

反思其原因，不難發現學生的注意力往往在于“總反應式是電極反應式的相加”，所以直接進行簡單的相加而忽視了“H+是由水電離而來的”事實，最后導致離子反應方程式書寫錯誤。

根據所學相關知識(即離子的放電順序),學生很容易寫出如下兩階段的電極反應式：

然而，上述問題的解答并不完整，認真反思后，不難發現學生只注意“離子的放電順序”這一核心知識，忽視了“等物質的量”這一關鍵信息。當通過一定量的電量把Cl-消耗完時，Cu2+還有剩余，所以第二階段應是Cu2+和水中的OH-分別放電。第三階段才是電解水。

利用“案例”進行復習反思，其目的是讓學生明白在學習中，在知識掌握和分析問題上所產生的誤區，更是為了讓教師彌補教學中的失誤和不足。反思教學是師生之間思維上的最好交流，能促進教學過程的最優化，進而達到教學上的雙贏。