何小麗
在近幾年的高考化學(xué)試卷中,工藝流程題占有很大比例,該題型是對“運用化學(xué)知識解決實際生產(chǎn)中的問題”的考查,是一種綜合性很強的試題,所涉 及到的知識點也很廣,通常包括元素化合物、基本概念和基本理論、化學(xué)反應(yīng)原理、實驗基本操作和技能等知識,能夠綜合考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識以及能力。由于該題型所覆蓋的知識面廣,難度較大,因此學(xué)生在心理上對此類題有些畏懼,實際解題中也很困難。
仔細分析近三年的高考試題和各市模擬試題中的工藝流程題,一般流程大多為物質(zhì)的制備,即為從原料經(jīng)過預(yù)處理,再進行一系列化學(xué)反應(yīng)和操作得到產(chǎn)品,其工藝生產(chǎn)的主要理念體現(xiàn)在原料如何轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品以及產(chǎn)品的純度和產(chǎn)率上,同時兼顧環(huán)保,減少環(huán)境污染,降低生產(chǎn)成本等。
一、基本觀念的制定
要建構(gòu)化學(xué)基本觀念進行工藝流程題的教學(xué),這就要求教師要理清具體知識與基本觀念之間的內(nèi)在聯(lián)系,識別出需要學(xué)生深刻理解的可遷移的關(guān)鍵性內(nèi)容,為教學(xué)設(shè)計提供主要線索和支撐點。工藝流程中的基本觀念主要有元素觀、變化觀和化學(xué)價值觀等,因此制定的教學(xué)目標(biāo)要能體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的基本觀念。概括起來,可以通過“原料和產(chǎn)品中的元素對比確定雜質(zhì)”幫助學(xué)生建構(gòu)元素觀;通過“除雜過程”和“將原料中的有用成分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品”幫助學(xué)生建構(gòu)變化觀;并使得學(xué)生從中感受化學(xué)在生產(chǎn)中的價值,從而建構(gòu)化學(xué)價值觀。通過觀念的建構(gòu),可以把學(xué)生的思維從具體知識擴展到更廣闊的情境中進行理解,深入理解觀念并運用觀念進行解題。
二、基本觀念的形成
化學(xué)基本觀念的形成過程并不是一撮而就的,而是一個學(xué)習(xí)者主動參與、積極思維的過程。通過深刻理解和掌握相關(guān)的化學(xué)知識和核心概念,并不斷反思概括提煉而成的。首先,通過對具體知識的深入思考,形成一定程度的基本理解,基本理解是基本觀念在認知層面的具體表達,是期望學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中逐漸形成的基本認識,是對具體事實和核心概念的本質(zhì)的深刻理解。在工藝流程中,基本理解主要包括:由原料制得產(chǎn)品,根據(jù)元素守恒確定雜質(zhì)并除去,再使得原料中的有用成分通過一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,之間過程就是圍繞產(chǎn)品的純度和產(chǎn)率展開,純度主要通過流程中除雜過程和設(shè)施等條件來控制,產(chǎn)率則主要通過一些反應(yīng)原理和所加試劑的量等條件加以控制。當(dāng)遇到新的事實或情境時,學(xué)生就會通過基本理解與之相聯(lián)系,從而深入理解觀念并逐漸加深對觀念的理解力。其次,問題是思維的源泉,更是思維的動力,以問題為出發(fā)點設(shè)計教學(xué)活動時,能有效地促進學(xué)生深層次的認知參與和積極的情感體驗?;顒邮谴龠M學(xué)生形成基本觀念的主要途徑,活動的目的是使學(xué)生建構(gòu)起以具體知識為基礎(chǔ)而又超越具體知識的觀念體系。活動可以是從具體知識入手,學(xué)生在理解大量具體知識的基礎(chǔ)上建構(gòu)起核心的化學(xué)觀念,也可以是從上位的基本觀念開始,使學(xué)生在不同的情境中接觸具體的事例,從而建構(gòu)起穩(wěn)固的基本觀念。在工藝流程中,活動的設(shè)計可以一種方案實施,通過問題鏈的設(shè)置,促進并加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的基本理解和觀念建構(gòu)。(1)根據(jù)原料和產(chǎn)品中的元素對比確定原料中的雜質(zhì)是什么?(2)根據(jù)流程圖中的提示除去雜質(zhì)的試劑和操作有哪些?(3)原料中的有用成分是如何轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的?(4)例2除雜后所得FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶體的具體操作是什么?(5)過濾所得FeSO4·7H2O晶體是否純凈,從產(chǎn)率的角度思考如何操作?
通過這些問題的設(shè)置,直接體現(xiàn)出了工藝流程的基本觀念,為學(xué)生的思維過程指明了方向,并充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,積極參與小組合作討論,在問題解決的探究活動中發(fā)展學(xué)生的思維,使學(xué)生在逐漸形成基本觀念的過程中得到不同的發(fā)展。
三、基本觀念的反思
運用“觀念建構(gòu)”的教學(xué)更關(guān)注的是以具體性知識為載體和工具來幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)基本概念。用“觀念建構(gòu)”的思想分析具體性知識既有利于深刻理解各知識的內(nèi)在聯(lián)系,又有利于促進知識的遷移,增強學(xué)生對“觀念”形成更深層次的理解。所以在學(xué)生形成基本觀念并有了一定認識之后,可引導(dǎo)學(xué)生進行歸納、總結(jié)、反思。如物質(zhì)制備的過程中思考的問題有哪些,解決問題的思路、方法及步驟是怎樣的,對基本理解的認識有哪些提升等等。通過這樣的反思交流,學(xué)生的思想得到碰撞、觀念得到提升。培養(yǎng)學(xué)生形成正確的化學(xué)基本觀念,將對學(xué)生終生學(xué)習(xí)和后續(xù)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。然而工藝流程題是一種綜合性很強知識面很廣的試題,在運用“觀念建構(gòu)”的教學(xué)中并未涉及到化學(xué)基本實驗操作及技能,如沉淀的洗滌,如何檢驗沉淀是否洗滌干凈等。
(收稿日期:2015-05-10)