基于發(fā)展學(xué)生模型認知能力的高三教學(xué)策略

1、 基于發(fā)展學(xué)生模型認知能力的高三教學(xué)策略 謝加慶【Summary】化學(xué)工藝流程圖題有情境新、綜合性強的特點，它是近幾年高考常考的典型題型之一，本文以高考?？蓟瘜W(xué)工藝流程圖題的教學(xué)為例，闡述化學(xué)工藝流程圖題的“模型構(gòu)建模型匹配問題解決”的化學(xué)問題解決的思維過程，體驗 “證據(jù)推理與模型認知” 的化學(xué)核心素養(yǎng)要素意義所在，并為課堂教學(xué)提供范式?！綤ey】認知模型;構(gòu)建;匹配;化學(xué)工藝流程圖題;教學(xué)策略G633.6A1992-7711（2020）24-046-02在高三緊張的復(fù)習(xí)教學(xué)中，很多教師為煉“學(xué)霸”極易走入“狂刷題”的費時費力但不見成效的不當(dāng)教學(xué)策略中。筆者在教學(xué)中探索引入模型認知的思想方法，

2、幫助學(xué)生構(gòu)建模型并形成用類似方法解決同類化學(xué)工藝流程圖題型的模型認識方法，避免誤用題海戰(zhàn)術(shù)，達到舉一反三、觸類旁通的教學(xué)效果。下面具體談?wù)勗诨瘜W(xué)工藝流程圖題的教學(xué)中如何實踐模型構(gòu)建模型匹配問題解決的實際思維、分析流程。一、化學(xué)工藝流程圖題模型構(gòu)建的思路（一）教師要樹立運用認知模型解決同類化學(xué)問題的教學(xué)意識。研究表明，發(fā)展模型認知能力有利于提高學(xué)生分析并解決復(fù)雜的化學(xué)問題。因此，化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)樹立模型意識，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建解決問題的模型并學(xué)會用模型解決同類化學(xué)問題，促使學(xué)生逐漸將模型認知固化為自己學(xué)習(xí)的一種重要方式，從而達到提高學(xué)生模型認知能力。（二）熟悉構(gòu)建認知模型及匹配的思維流程。在實際的教學(xué)

3、中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生對某個實際的化學(xué)問題沒有形成相關(guān)的認知模型時，在要求解決相關(guān)問題時，學(xué)生會感到束手無策，學(xué)生給出的問題解決方案會毫無邏輯可言。例如，2018年全國高考1卷第27題（1），生產(chǎn)Na2S2O5通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式_。若學(xué)生沒有建立化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律相關(guān)問題解決模型認知方法，即便是簡單題，由于情境陌生很多學(xué)生也難于正確完成。若學(xué)生構(gòu)建了化學(xué)反應(yīng)的分類及利用守恒規(guī)律書寫化學(xué)反應(yīng)方程式的認知模型（會據(jù)題給信息找反應(yīng)物、找生成物并利用守恒配平），則可順利寫出本反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O.也就是在解決實際化

4、學(xué)問題時學(xué)生會結(jié)合問題表征與已有的認知模型匹配，然后順利地解決相關(guān)問題，若已構(gòu)建的認知模型不能和問題表征完全匹配，則要進行認知模型的適當(dāng)修正再實施問題的解決。上述教學(xué)情景可用圖 1 來描述，該圖示揭示了模型認知的的構(gòu)建、匹配與修正的關(guān)系。二、化學(xué)工藝流程圖題的認知模型構(gòu)建模型的建構(gòu)有根據(jù)原型進行建模、針對問題解決建模和從理論出發(fā)建模等路徑。為避免誤入題海，提高教學(xué)效率，高三化學(xué)工藝流程圖題的教學(xué)中，老師可以指導(dǎo)學(xué)生從原型進行建模、針對問題解決建模和從理論出發(fā)建模等三個方向構(gòu)建成模型并應(yīng)用到實際化學(xué)問題解決中。（一）幫助學(xué)生構(gòu)建工藝流程的常見呈現(xiàn)模型。梳理近幾年高考試題出現(xiàn)的工藝流程圖題具有相似

5、的模型，如圖2. 圖2對模型進行分解，不難發(fā)現(xiàn)突破好原料預(yù)處理、核心反應(yīng)、分步除雜及條件控制這些基礎(chǔ)關(guān)，就能很好的解決工藝流程題相關(guān)問題。（二）從問題解決步驟出發(fā)，指導(dǎo)學(xué)生掌握以下工藝流程圖題解題的步驟模型。一是先快速審題，明確實驗?zāi)康?，解決“干什么”;二是“怎么做”：迅速把握文字材料和方框中有效信息并會對比（前后比、左右比）、根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)仔細分析（猜想推理驗證）每一步反應(yīng)得到的產(chǎn)物，把產(chǎn)物或得到的濾液、濾渣等成分寫在流程圖相應(yīng)位置上;三是遇到不懂的問題可以跳過去，解決其他問題后，后面有些信息有利于助理解;四是可以在問題中尋找一些相對獨立的問題作答，節(jié)約審題時間。（三）從相關(guān)化學(xué)原理出發(fā)，指

6、導(dǎo)學(xué)生重視以下高頻知識規(guī)律的認知模型的構(gòu)建。1.構(gòu)建常見無機物的知識網(wǎng)，掌握常見金屬及非金屬元素的單質(zhì)及其化合物性質(zhì)，并能結(jié)合元素周期律猜想出不熟的元素及其化合物相關(guān)知識。2.構(gòu)建陌生化學(xué)反應(yīng)方程式的認知模型，如指導(dǎo)學(xué)生掌握據(jù)題給信息找出反應(yīng)物、找出生成物、會據(jù)守恒配平的認知模型。3.構(gòu)建運用化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液及電化學(xué)等相關(guān)理論知識解析常見化學(xué)問題的認知模型。如：化學(xué)原理要可行（化學(xué)反應(yīng)原理）;成本要低（原料的選取使用、設(shè)備的損耗等）;原料的利用率要高（利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料）;化學(xué)反應(yīng)速率要快;產(chǎn)率要高化學(xué)平衡;產(chǎn)品要純產(chǎn)品的分離、提純;環(huán)保問題反應(yīng)物盡可能無毒無害無副作

7、用，“三廢”的處理 。4.構(gòu)建化學(xué)計算認知模型，即會據(jù)量的關(guān)系完成基本的化學(xué)計算。5.構(gòu)建物質(zhì)的分離與提純（原料處理分離提純獲得產(chǎn)品）的認知模型。（1）原料處理階段的常見考點有：加快反應(yīng)速率;溶解（酸溶、水浸、堿溶;灼燒、焙燒、煅燒（改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解）;控制反應(yīng)條件的方法;熟記常用實驗儀器。（2）分離提純階段的常見考點有：調(diào)pH值除雜; 試劑除雜 加熱;降溫;萃取。（3）獲得產(chǎn)品階段的常見考點：洗滌（冰水、熱水、醇洗）洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾：如最后所得晶體帶結(jié)晶水;蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如除去Na

8、Cl中的少量KNO3;重結(jié)晶。三、工藝流程圖題的認知模型匹配策略指導(dǎo)學(xué)生解題時，要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合題給信息分步進行模型匹配。首先按工藝流程圖呈現(xiàn)形式完成第一步模型匹配。從近幾年高考中化學(xué)工藝流程圖的呈現(xiàn)形式來看主要有單線型結(jié)構(gòu)的工藝流程題及除雜+制備型的工藝流程題兩種類型。當(dāng)遇到多線型的工藝流程題時，可分解為單線型問題來解決;而遇到除雜+制備型工藝流程題可分解為除雜（側(cè)重于分離和提純）和制備（側(cè)重于反應(yīng)原理）兩個思路進行。當(dāng)學(xué)生能夠迅速并準(zhǔn)確地判斷工藝流程題的類型時，即能結(jié)合題給信息進行模型匹配，再下筆答題就能更好地解決問題。其次按工藝流程圖題解題的步驟模型匹配。本步是解題的關(guān)建，也相對耗時，速度會慢點，當(dāng)學(xué)生完成了這一步的模型匹配，就抓住了題目的關(guān)鍵。最后就是學(xué)生運用必備的化學(xué)基礎(chǔ)知識規(guī)律按題給設(shè)問匹配。工藝流程題中的設(shè)問常常是非相關(guān)設(shè)問，這就告訴考生工藝流程題中的某些設(shè)問不看流程完全可以答題得分，因此，大可不必被復(fù)雜的工藝流程所嚇倒?？傊?，通過構(gòu)建認知模型來解答化學(xué)工藝流程題的方法，具有一定的普遍意義，可以推廣到其他化學(xué)問題的教