“讀思達”法在高中化學微項目教學中的應用
——以高三復習課“凈水劑高鐵酸鉀的制備”為例

李 琳

(福建省寧德第一中學)

《中國高考評價體系》強調以真實情境作為載體,從“考查知識”逐步走向“考查能力”。從近年來各省的高考命題情況來看,高考試題均取材于化學學科相關的生產生活領域,體現“五育”融合,傳遞綠色發展理念、展現國家科技成果、倡導健康健身知識、弘揚自然科學之美、增強勞動光榮意識。在高考試題中由于新情境的引入、新信息的鋪陳,要求學生具有較高的化學學科素養,掌握扎實的基本知識、擁有靈活的分析能力,能夠通過題目介紹的現象聯系學科的理論,解決真實情境中真正的問題。這些能力,在高三的復習過程中僅僅靠“機械刷題” “題海戰術”是無法得到有效提高的。因此在高三復習的過程中,借助微項目,以思維建構為方向,真實情境為載體,問題解決為目標,學科素養為核心,能激發學生學習興趣、引導學生深度思考、提升學生實踐能力。

但是,由于微項目中的情境復雜,信息繁雜,學生常常不知如何分析問題,更無法做到有效解決問題,怎樣在高三的課堂中高效指導學生分析問題、解決問題成為橫亙在高三化學教師面前的問題。余文森教授的“讀思達”教學模型按照認知心理學的觀點,將認知過程的三個步驟(認知輸入、認知加工、認知輸出)與學生的課堂學習過程相結合,創造性地提出了課堂教學的“閱讀、思考、表達”三個環節。三個環節的設置層層遞進,有序發展,能夠很好地解決學生在學習過程中讀不懂材料、思不透問題、說不清道理的困境。

由此,筆者嘗試將“讀思達”學習法在高三化學的微項目教學中應用,建構“讀思達”微項目教學法教學模型,并進行踐行,以期提高學生的學習效率,促進學生化學學科核心素養的發展。

一、應用“讀思達”法,建構微項目教學模型

“讀思達”中的“讀”是指寬泛的知識輸入過程,在微項目教學中力求做到“多重閱讀”。對于化學學科而言,“讀”主要包含了對材料文本的閱讀了解、圖表圖像信息的讀取提煉、實驗現象的觀察識別三個方面,要求學生在這個環節能從真實的情境中精準收集化學學科的相關事實證據資料。

“讀思達”中的“思”是指對信息進行加工的過程,在微項目教學中要求“問題思考”?！敖虒W,從根本上說,是思考著的教師引導著學生思考,又讓思考著的學生促動教師思考。而在這一過程中,問題是最好的營養劑。”為了促進學生進行深度的思考,教師要根據微項目的需求,將目標拆分提煉為若干任務,每個任務又由若干個有價值、有邏輯、有層次的問題串組成。在教學過程中通過問題清單的方式激勵學生積極主動進行思考,學生根據獲取收集的事實證據,利用所學化學知識進行分析、遷移、歸納。

課堂上的“思”并不僅僅是個人的獨立思考,還可以是小組的討論與思想碰撞,學生通過對問題清單中問題的討論,互相幫助、相互促進。在小組合作的過程中,學生能活躍思維、刺激思考、完善觀點,最終形成對知識與信息的深刻認知。

“讀思達”中的“達”是指對已形成的觀點的輸出,在微項目教學中要求“表達運用”?！斑_”既可以是學生對問題清晰、生動的口頭表達,也可以是學生對問題準確、完整的文字回答,還可以是學生利用思考中建構的概念模型進行簡潔、科學地解題。

二、應用“讀思達”法,實踐微項目教學課例

高三的綜合實驗題一直是學生得分率很低的大題。陌生物質的制備實驗又是高考常考的一類綜合實驗題。如何突破這個教學難點,避免“就題講題”,從根本上提高學生分析、解決此類試題的能力?筆者收集了近年來高考實驗題中出現過幾次的“明星物質”——高鐵酸鉀,并將高鐵酸鉀的制備設計成微項目,根據考查要點與學生學習的難點,將此微項目解構為“了解物質——設計方案——實驗裝置——實驗操作”四個子項目。利用“多重閱讀——問題思考——表達運用”的模型進行教學,幫助學生領悟制備物質的思路和方法,建構制備型實驗題的解題模型,發展學生的化學實驗素養。

(一)項目一:高鐵酸鉀的了解與認識

1.環節一:多重閱讀

在高鐵酸鉀的了解與認識中,提供了以下四組資料供學生閱讀。文字資料1:一種性能優良的凈水劑——高鐵酸鹽,簡介高鐵酸鉀的用途。文字資料2:高鐵酸鉀常見的物理性質與化學性質。圖像資料1:鐵元素的價類二維圖。圖像資料2:不同pH環境下,高鐵酸根離子的存在物質分布分數圖。

學生在閱讀不同類型的資料時,教師給出相關指導。在閱讀文字材料時,要求學生提煉出關鍵信息,并對信息做出劃線等標記,以便歸納總結。在讀取圖像信息時,提醒學生要注意圖像的橫、縱坐標表達的含義,分析變量,觀察圖像曲線的變化趨勢,特別要提煉出某些關鍵點(如:起點、終點、轉折點、交點、特殊點等)的化學意義。

2.環節二:問題思考

學生根據問題清單先獨立思考并嘗試回答問題,在大部分學生完成之后,組織學生進行小組交流討論,就問題進行思考,達成共識。

3.環節三:表達運用

通過學生思考與小組交流,選出代表來回答問題,在口頭表達與書面展示過程中,發現學生存在詞不達意、表述繁雜、科學用語不規范、關鍵信息理解錯誤、舊知識掌握不扎實等問題。教師需要進行點評,給予具體指導,讓學生再次深入思考,并準確表達。

(二)項目二:制備方案的設計與比較

1.環節一:多重閱讀

高鐵酸鉀制備方案的選擇提供了如下兩個資料。

表2 高鐵酸鉀制備方法

對圖表的分析,要指導學生從橫行縱行的欄目設置對圖表進行對比歸納,找到異同點,并以此入手進行分析。

2.環節二:問題思考

為了降低學生思考的難度,提高解決問題的熱情,幫助學生建立思維的有序性,在此環節提出了三個問題,層層深入地解決了制備方案設計中“合適原料——恰當環境——最優方法——具體條件”等問題,并將比較困難的問題設計成為表格的形式,引導學生從表格欄目給出的角度進行挖掘與思考。并通過小組討論交流,補充完善個人思考中考慮不周的細節,拓展思維的深度與廣度。

問題1:選擇合適的氧化劑與環境來制備高鐵酸鉀,寫出離子方程式。

問題2:評價濕法、干法、電解法制備高鐵酸鉀的優點和不足。

制備途徑濕法干法電解法反應原料反應流程反應條件優點不足

問題3:設計在實驗室中用濕法制備高鐵酸鉀的方案。

反應途徑濕法( ) 干法( ) 電解法( )反應原料反應條件的選擇介質環境的選擇酸性( ) 堿性( ) 中性( )反應溫度的選擇高溫( ) 低溫( )控制溫度的方式直接加熱( ) 熱水浴( ) 冰水浴( )分離提純方式的選擇粗產品分離方式蒸發結晶( ) 冷卻結晶( )粗產品提純方式重結晶時溶劑酸( ) 堿( ) 水( )晶體洗滌劑酸( ) 堿( ) 水( ) 有機溶劑( )晶體干燥方式烘干干燥( ) 干燥器干燥( ) 真空干燥( )

3.環節三:表達運用

在學生填寫表格后,通過投屏方式,將學生的書寫內容投放到電子屏幕,并請其他學生進行糾錯點評。在評價過程中,學生不僅能更好地理解和掌握相關知識,還提高了表達與溝通能力。

(三)項目三:實驗裝置的連接與改進

1.環節一:多重閱讀

為幫助學生對實驗儀器進行辨析與選擇,提供了若干發生裝置、除雜裝置、收集裝置的圖片,讓學生進行篩選與連接。在選擇裝置的過程中,提醒學生如何讀圖,不僅要注意到儀器的正確使用,還要關注細枝末節,例如:導管末端的位置,加熱的方式等。

2.環節二:問題思考

從選擇組裝儀器和改進優化裝置兩個層面引導學生思考討論。問題1:選擇下列合適的儀器,組裝實驗室制備高鐵酸鉀裝置。問題2:列舉實驗過程中可能出現的一些問題,并對裝置進行改進和優化。

雖然是“紙上談兵”做實驗,但是引導學生在真實情境下考慮問題,結合之前的已有經驗與實際操作,可設計出簡單、節能、綠色、安全的實驗裝置。

3.環節三:表達運用

鼓勵學生通過畫草圖的方式,繪制出他們心目中最合理高效的制備裝置,并進行小組內和小組間的分享。通過豐富有趣的表達形式,增強學習的趣味性。

(四)項目四:實驗操作的流程與監控

1.環節一:多重閱讀

將實驗室濕法制備高鐵酸鉀的實驗操作步驟順序打亂,提供文字資料給學生閱讀。在此環節依然強調文本的讀取能力,找到關鍵詞,進行提煉歸納,并進行邏輯梳理。

2.環節二:問題思考

在實驗操作過程中,除了要厘清實驗操作的先后順序,還必須從“線”到“點”,關注操作的細節。不管是實驗條件的控制:如溫度、濃度、酸堿性等;還是分離方式的選擇,都要引起足夠的注意。因此,設計了以下兩個問題。問題1:儀器連接后,有以下實驗操作,請對操作的先后順序進行排序。問題2:在制備過程中,共加入一次NaOH與三次KOH,請分析每一次加入時的作用。讓學生全面思考實驗操作的控制是為了更好地實現實驗目的。

3.環節三:表達運用

在書面表達中指導學生用規范科學的語言來簡潔高效地回答問題,提高學生準確表達的能力,這也是高考考查的基本素養之一。

在高三制備實驗復習過程中,巧妙利用高考題提供的真實情境設計微項目,并結合“讀思達”教學法,在幫助學生學習化學知識的同時,還能建構解題模型,養成科學的思維模式?！岸嘀亻喿x”讀懂各種不同類型的資料;“問題思考”通過問題的啟發引導,獨立思考與集體研討結合的方式來拓展思維的寬度與高度;“表達運用”提倡表達的多元性與靈活性,在課堂中實現教、學、評一體化。

教育部福建師范大學基礎教育課程研究中心2022年度開放課題“讀思達”教學法在高中化學課堂教學中的應用研究,立項號KCA2022178階段性成果。