?《构建解决化学计算问题的高效路径》教学设计①

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　　摘  要：现行高中化学教学的大部分计算都与元素化合物有关，但是学生对元素化合物这部分知识掌握得参差不齐，并且学生在高中阶段解决计算问题的手段单一，思维比较简单，因而使得教师进行这部分教学时难度很大。所以此案例教学设计从学生的单一思维出发，打破旧的观念，发展新的思维方法，课堂实践证明收到了较好的教学效果。通过该教学案例的实施以期为高中化学教学提供有价值的参考。
　　关键词：高效路径  思维流程图  解题模型
　　中图分类号：G642   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（c）-0067-02
　　1  研究背景
　　1.1 教学内容分析
　　化学计算是将数学运算应用到化学定量研究中的重要方法，定量的研究方法是化学成为一门学科的重要标志。化学计算是高中化学教学的重要部分，也是高考的重要考查部分。目前关于化学计算的研究中，重点关注的是对具体化学计算例题的分析，也就是较为关注化学计算方法和解题技巧的介绍。
　　元素化合物知识是化学课程的核心内容，也是化学原理、化学实验、电化学基础的考查载体。元素化合物专题复习要求学生从多维视角认识元素、元素与物质性质的关系、元素与化学反应之间的关系，可以很好地将“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学核心素养在教学过程中体现。
　　化学的大部分计算都与元素化合物有关，元素化合物方面的知识存在着杂乱繁多的特点，教师带领学生复习相关知识时也只能是列出其中较为重要的化学方程式以及其余相关的反应现象，要求学生记牢，学生可能在课堂上会取得较好的复习效果，但是在课后无法对相关知识进行充分的了解，复习质量与复习效率偏低。
　　教师应丢弃“死记硬背、刷题为主”的教学模式，帮助学生理解元素化合物知识的基本含义，同时学会使用思维导图理清知识的来龙去脉、相互联系，掌握知识形成的过程，并对原有知识进行重新加工完善，建构自己新的化学学科体系，提高复习效益。中学化学思维流程图是将抽象的问题具体、形象化，将复杂的问题简单化，针对不同的题型，流程图的画法也不尽相同，虽然形式多样，但都能直观地反映思维过程，帮助学生理清思路，找到解决问题的高效方法。
　　1.2 学生情况分析
　　已有知识基础：学生已经系统复习过元素及其化合物知识，能分析反应过程，利用方程式以及电子守恒等进行化学计算，但是学生较少使用思维流程图。学生的能力基础：数据计算能力较强。学生能够对反应过程进行分析，并把思维清晰呈现出来。学生化学计算思维能力有欠缺，总体来说，缺乏系统的逻辑分析能力。很多学生在化学学习和复习时不能较好地辨别和建构概念与命题框架，只是死记硬背大量的事实与公式，而对化学中的概念、规律缺乏深入的理解，对化学问题的分析缺乏正确的方法。这样，知识的存储就处于零星状态，没有形成知识的网络。在实际的考试中，高三学生的障碍通常在于不能准确地“读懂”题意，无法在规定的时间内分析清楚整个题目的逻辑和结构，找不到有效解決问题的方法，从而失分。因此，在高三复习中教师应注重帮助学生建立解决问题的思维方式，建立思维模型，运用模型解决实际问题，提高复习的效率。
　　2  教学设计
　　2.1 教学与评价目标
　　2.1.1 教学目标
　　（1）通过对比其他方法，体会思维流程图解决问题的高效性。
　　（2）通过在习题中的运用，意识到思维流程图的思维上的深刻性。
　　（3）通过在不同题型的应用中，认识到思维流程图强大的功能性。
　　（4）通过试题中的再运用，构建计算问题的的解题模型。
　　（5）通过思维流程图可以综合运用学生的必备知识、锻炼和提升关键能力。渗透学科素养、核心价值。
　　2.1.2 评价目标
　　（1）通过学生不同计算方法的使用，诊断并发展学生对于化学基础知识、基本原理的掌握水平。
　　（2）通过不同方法的对比，诊断并发展学生对于变化观念与平衡思想的认知水平。
　　（3）通过学生思维流程图的书写，诊断并发展学生思维的清晰程度，对题目的理解能力与逻辑分析能力水平。
　　（4）通过思维流程图的灵活运用，诊断并发展学生的发散思维能力水平，学生逐渐养成的化学学科核心素养。
　　2.2 教学与评价思路
　　教学与评价思路见图1。
　　2.3 教学流程
　　2.3.1 思维流程图的高效性
　　【学生任务1】体会思维流程图的高效性，如图2所示。
　　【评价任务1】诊断并发展学生对于化学基础知识、基本原理的掌握水平。
　　2.3.2 思维流程图的深刻性
　　【学生任务2】意识到思维流程图的深刻性，如图3所示。
　　【评价任务2】诊断并发展孩子思维的清晰程度，对题目的理解能力与逻辑分析能力水平。
　　2.3.3 思维流程图的功能性
　　【学生任务3】认识思维流程图的功能性，如图4所示。
　　【评价任务3】诊断并发展学生对于变化观念与平衡思想的认知水平，对新方法和手段的运用能力。
　　2.3.4 构建解题模型
　　【学生任务4】构建计算问题的的解题模型，如图5所示。
　　【评价任务4】诊断并发展学生对于化学计算问题的认识进阶。
　　2.4 作业设计
　　【基础训练】
　　（1）某镁铝合金溶于足量的盐酸中，在形成的溶液中加入过量的NaOH溶液，取出沉淀物干燥，灼烧，剩余残渣和原合金的质量相等，则该镁铝合金中铝的质量分数为多少？
　　【提升训练】
　　（2）向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入Cmol·L-1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体g。则下列关系不正确的是（    ） 　　A.  B.  C.n=m+17Vc  D.
　　【创新训练】
　　（3）某学生用NaHCO3和KHCO3组成的混合物进行实验，测得表1数据（每次加入的盐酸的物质的量浓度相等），下列分析正确的是（ ）
　　A.鹽酸的物质的量浓度为3.2mol/L
　　B.混合物中NaHCO3的质量分数为54.3%
　　C.9.2g混合物中KHCO3的物质的量为0.05mol
　　D.15.7g混合物恰好与盐酸完全反应
　　3  教学反思与教学改进
　　【教学反思】
　　化学的大部分计算都与元素化合物有关，学生对元素化合物这部分知识掌握得参差不齐，使得这部分教学难度很大;其次，学生解决计算问题的手段单一、思维单一，所以该节课设计初衷是从学生的单一思维出发，希望打破旧的观念，发展新的思维方法。
　　实际操作中，发现同学们有两种误区：（1）认为方程式法是万能的，只要能书写出方程式，那么距离成功就只剩下时间了;学生对固有的方程式法还是情有独钟，个别学生不愿意接受改变，盲目强调方程式法的万能性，被动接受，而没有主动适应。（2）过分迷恋计算技巧，在没有找到更加合适的方法和技巧时，不动笔。
　　在课堂上可以增加生生互动环节，提高课堂的高效性，过分强调化学核心素养，不用贴标签式的加入核心素养，把素养的渗透放在无声中，此时无声胜有声。
　　【教学改进】
　　设计习题应该较少且极具针对性，少则精，多则惑，对一道题的深入分析，就会引发学生强烈的共鸣，思维流程图的高效性就会被突出出来。
　　4  研究结论
　　计算问题的解题模型具体见图6。
　　参考文献
　　[1] 周军.以问题为中心的高中化学教学设计研究[J].中学生数理化：教与学，2015（11）：105.
　　[2] 毛维芹.化学课堂，问题为主——以问题为中心的苏教版高中化学教学设计研究[J].高考：综合版，2015（6）：61.
　　[3] 舒雄魁.浅谈学习迁移理论在高中化学课堂中的应用与实践——以苏教版为例[J].文理导航，2014（3）：42-44.
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