渗透模型建构 追求高效复习

    章新阳

    

    

    

    [摘要]综合实验是历年高考化学中的重点考查內容，在“高三化学综合实验”的复习教学中，通过真题对比、模卷感受等多角度渗透建模思想，让知识的主线更加明晰，让问题的本质更加形象，进而提高复习效率，发展学生的化学学科核心素养。

    [关键词]模型建构，综合实验，高效复习

    [中图分类号]G633.8[文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）11-0070-02

    综合实验题是历年高考化学的必考内容，也是复习的重难点，它涉及的板块多、内容泛，漫无目的地题海演练只会事倍功半。怎样才能提高复习效率呢？笔者认为，在高三综合实验复习中渗透模型建构思想，有助于学生建构从原料到产品的制备模型、从初品到精品的纯化模型;同时在研究考点设计意图的基础上形成答题思路模型，可使学生对综合实验中的各种设计及操作有更清晰的认识。

    一、高考回眸，异中求同——建构流程模型

    浙江高考的综合实验大题是为《实验化学》量身打造的，较之于基础实验题，除融入若干新的实验方法之外，更注重对实验理念与设计的考查。对比2017.11～2018.11的浙江三考的第31题（实验主题如表1），发现存在很多共通点。

    对比三次考试的试题，我们不难发现，虽然初始原料、目标产物在不断改变，设题点也在波动，但总有一条贯穿的主线，那就是合成路线的模型。而这一点在《实验化学》专题七“硫酸亚铁铵的制备”实验中就已初现轮廓：用纯碱洗去金属表面的油污体现了原料纯化理念，属源头控制;有效的核心元素转化，副元素的合理富集，体现了严谨的科学素养;倾析法、结晶法、洗涤法、干燥法，各种实验新法的交叉推进;以产率的计算收尾。此类试题初次相识是新鲜的，只能摸索;再次相遇是微感的，仍需体会;多次面对是熟悉的，能透其本质。综合制备流程模型的建立（如图1），让学生在每次制备实验中都能找到相似而熟悉的理念和素材，从本质上加深了学生对于物质制备的认识。

    在后续专题复习中，笔者选择了“硫酸锌晶体的制备”作为课堂的核心主题，对比分析了三种硫酸锌的制备方法。它们的原料分别为镀锌铁皮（主要成分为Zn和Fe）、锌白矿（主要成分为ZnO，含少量Fe2O3、CuO、SiO2杂质）、制氢废液（主要成分为ZnSO4，含少量FeSO4、PbSO2杂质）。课前布置的任务是裸题赏析（仅提供流程图线，以锌白矿作原料为例，如图2），挖掘流程中可能进行考查的要点以及实验设计中的亮点。

    课堂中学生“你说我听”，“你问我答”，“你答我评”。没有题目中指向性問题的约束，学生全方位打开自己的思路。

    二、模卷感悟，同中求异——建构答题模型

    考试时，学生常常觉得试题似曾相识，但学生的答题情况总是不尽如人意。为了帮助学生提高得分率，我们需要对题目的设计意图进行透析，厘清实验题设的思路，对各类相似实验问题的回答进行模型建构，让“微知”成为“熟知”，让“会的”成为“对的”，真正实现速效并举。

    如对于实验中反应温度的选择，我们在教学的过程中要引导学生对反应体系中的各种特征进行全方位的思考，从实验可操作性、反应的效率等多角度进行分析，并以此为点建立答题模型（如图3）。

    易分解的物质需低温保护，如过氧化氢、一水合氨等参与的反应一般需在较低温度进行;易挥发的物质需在低温下反应以提高原料的利用率;放热反应可以在反应被引发后撤去热源，利用自身释放的热量来支持后续反应的进行。当然，作为一个具有科学素养的学习者必须要做到学以致用，原理中的动力学知识可以让我们在速率、平衡、反应的经济性之间寻找一个理性的结合点，温度就是其中之一。在“乙酸和乙醇在浓硫酸的催化下制备乙酸乙酯”的实验中，运用了先小火再大火的加热策略，这是因为反应初期反应物大量存在时要以保护原料为主要目的，反应后期当大量乙酸乙酯生成时，大火加热蒸出产物可以推动反应的正向进行。

    三、修题原创，同异唯我——建构自主模型

    高三复习阶段，我们不能被教辅资料牵着鼻子走，而是要编制符合学生实际情况的学案和习题，每节课都围绕着既定的教学目标有序进行，“卡一案一练”默契相协，确保学生每天都有新鲜的尝试和拓展，避免产生复习课的乏味感。

    在一次教学交流课中，笔者遇到了一个有关“硫酸四氨合铜的制备”的课题，并决定以此为主题让学生独立完成一次挑战，即自主原创试题。俗话说：“授人以鱼，不如授人以渔。”尽管笔者也处在试题原创的尝试阶段，但师生共同尝试磨合也会促进教学相长。学生独立完成的实验原创题体现了几个共性设计——背景情境、流程图线、信息反应、条件控制、方法细节以及定量分析等。课堂从“你说我听”到“你出我做”，又是一次新的感受。学生的试题中，除了流程图线有模有样，问题设计五花八门外，笔者还在讨论中听到了一些思考的闪光点。

    生1：这个设计目标可以硫酸亚铁铵的制备为模板，先把硫酸铜制备出来，但铜不能和稀硫酸直接反应，需要加入过氧化氢。

    生2：硫酸的用量如何控制？要充分溶解铁并抑制亚铁离子水解，H2SO4必须过量，但是制备硫酸四氨合铜的过程中需要滴加氨水，会不会有硫酸铵杂质产生？

    生3：硫酸亚铁铵能以晶体的形式析出，是因为它的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵都小，那么硫酸四氨合铜怎样才能从溶液中提取出来呢？

    接着，提示学生在化学实验中常常会对方案设计和验结果进行开放性评价。高中阶段的评价设计往往会从定性上升到定量的高度，所以纯度的检验、产品的定量分析、产率的有效计算都需要得到关注。实验评价体系的设计亦有模型可循，研究模型并熟悉模型就可更高效地有针对性地回答相关的问题。联系教材内容分析，可得出经典的实验评价模型，如图4所示。

    总之，在高三化学综合实验复习的推进过程中，我们需要始终贯彻以“素养为本”的教学理念，在学生具有一定实验知识的基础上，指导学生以欣赏的眼光阅读实验素材，从而走好高效提取信息的第一步;然后引导学生从题设问题的解决到问题思考的延伸，进而大胆地提出问题并互动式讨论与解决问题，渗透探究与创新意识;最后利用教材、模卷、热点中的新素材，让学生感受试题命制与研究的过程，实现“我的地盘我做主”，学生的感悟在螺旋式上升，思维亦渐行渐远。