基于学生实验解题障碍的立体式复习策略探析

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  实验题是高考过程中最容易引起学生心理波动的题型,学生对高考实验题总是心存畏惧,怕自己思考问题的角度出现偏差,也许一道题的卡壳导致心态不稳,全盘皆输。因此,高三化学实验复习至关重要,但是实验复习不能等同于不断地进行实验题训练,那么如何有效地进行实验复习呢?本文就该话题谈一谈笔者的看法,望能有助于高三化学实验复习的实践。
  一、关注学生的实验解题障碍,顺学而治
  学生在实验题的解决过程中经常出现一些解题障碍而导致失分。根据历届学生高考结束后的随访,发现学生在解决高考实验题中出现障碍的成因如下。
  1.提取问题、表征问题的能力不高
  实验问题的解决过程中表征问题是至关重要的一个环节。问题表征过程就是信息在头脑中的转换过程。很多学生在解决实验问题时无法有效排除干扰信息和去除冗杂信息,不能有效地对问题进行表征,盲目解题偏离正确的方向,导致实验设计的过程不完整。
  2.组织知识、运用知识的能力不高
  对于理解并能正确表征的化学问题,学生肯定要从头脑记忆中搜索、提取相关的化学知识,设法缩减未知与己知二者之间的差异,思维发生碰撞和摩擦,直至同化和顺应。实验问题的解决与学生曾经所学的知识和积累的经验密切相关。有些学生虽然知道提取已有知识和经验,但知识不能转化为相应的技能;很多学生能够记住实验的知识和技能的陈述,但不能真正理解其中深层的含义,只能进行表面的强化记忆,无法将各个知识点建构成自我内在的完善体系。
  二、重组立体式复习,提高复习效果
  1.教材实验重组,串接实验方法和原理
  什么是实验重组?在高一、高二新授课学习过程中,各个实验基本上是孤立的,高三实验复习如果按部就班地一一复习,耗时大,同时学生的思维惰性比较大,主动性不高。笔者认为复习时应尽可能地采用横向串联或纵向延伸的方式,将几个具有关联度的实验放在一块进行复习,这样一来,实验复习就不再是简单的实验步骤和实验现象的复认,而是从学生已有的、熟悉的实验认知出发,积极调取头脑中的表象进行创造性思维活动。
  实验复习教学,将几个实验放在一起复习,目的在于培养和发展学生的多元化智能,更好地理解实验技能和方法。不过既然是复习,问题和情境的设置就应该具有层次感,不要一下子将复习的全貌展开,而应该注重复习的延展性,要有意识地引导和激发学生的思维更深入化。
  例如,在和学生一起复习“乙醇的催化氧化”时,笔者提出了2个问题,引导学生从问题的思考中复习完成基本实验方法。
  问题1:我们学习了哪些物质能够还原氧化铜?
  学生从原有化学知识和实验经验出发?很自然地想到:氢气、氨气、一氧化碳、木炭和乙醇等等,学生能够说出一种物质,很自然地就与一个实验及反应方程式相联系,知识构成了有效的横向串联并纳入了头脑中的记忆表象。
  问题2:乙醇催化氧化反应是什么机理?
  对于第二个问题,学生还是要思考一会的,笔者给学生留了一定的时间,采用小组合作学习,然后组间汇报和交流,最后一起优化实验设计,逐步接近“内热竖式乙醇氧化”装置如图1所示。
  图1图1装置中:A是热水,B是无水乙醇,C是绕有铜丝的电烙铁芯,在装置的a位置鼓入空气,生成物经过D到装有新制Cu(OH)2悬浊液的试管中,同时检验乙醇氧化产物。从整个实验设计来看,实验装置和操作全面且复杂,整个设计过程学生能够自主合作探究完成,不仅仅帮助学生全面地复习了基础知识,也提高了学生科学思维的严谨性,让学生到实验室再实践一下,印象会更为深刻。
  实验拓展:
  拓展1:酒精灯外焰为氧化焰可以使铜氧化,内焰为还原焰和焰心为气化焰可以使氧化铜还原,因此,我们在使用酒精灯对物体加热时应当利用外焰。
  拓展2:用酒精灯对铜丝加热至表面变黑,接着将热铜丝迅速地插入氯化铵晶体中——“氨气还原氧化铜”实验,最后要求学生分析生活中“焊锡膏”里的氯化铵有什么作用。
  拓展3:用新制备的氢氧化铜悬浊液(或银氨溶液)来检验醛基的实验条件和介质——“醛基的检验”实验。
  高三实验复习教学实践经验表明,将多个实验进行重组式复习,一些看似“散乱”的实验基本操作在复习过程中趋于相对集中,这种“以点带面”的复习不仅仅完成了基本操作复习,而且通过具体的任务和问题来组织复习,消除了高三复习的枯燥感,促进了知识内化和学生智能的提升。
  2.借助经典试题重组实验方案,深刻理解实验原理
  高考最后是笔试,我们复习题的设置应注重开放性,借助于经典试题进行改良和翻新,尽可能多地引导去思考实验可行性方案,这样的问题带给学生一种似曾相识的感觉,诱导学生进行发散性思维,提升学生的整体思维能力,深化对实验原理的理解。
  例题工业上生产的纯碱中往往含有少量的杂质(NaCl),你能够设计出几种实验方案来测定样品中纯碱的质量分数呢?其中哪些方案比较合理?
  解析(1)方案一用稀酸将CO2-3转化为CO2,测定CO2的量。其中涉及测定CO2的质量还是CO2体积;实验体系中CO2如何充分吸收、空气中CO2对实验的影响等问题。(2)方案二取一定量的样品溶解后,加试剂使CO2-3沉淀,测定沉淀的质量。其中涉及采用BaCl2溶液还是CaCl2溶液; BaCl2溶液是否过量;洗涤是否干净;干燥是否恒重等问题。(3)取一定量的样品溶解后,用0.100 mol/L盐酸滴定。涉及指示剂选择;相应指示剂变色时反应原理;滴定过程中误差分析等问题。
  点评将样品中纯碱的质量分数的具体测定方法转化为由学生设计实验方案的方式呈现出来,具有很强的发散性和综合性。
  进行化学问题的合理表征离不开强化化学知识的结构。实验知识不是零散、单一维度的,而是具有分层组织的多维立体结构。在复习过程中教师不能单一传授零散的实验事实和个别的方法技巧,要使学生自我归纳发现知识点之间的规律性、递变性,提高自身归纳、概括的能力,加强知识点之间的纵、横联系,打破知识块间的边框限制,在头脑中进行内化和概括化而形成一个有规律的整体结构。(收稿日期:2014-01-23)
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