吳風(fēng)琴

摘要：模型認(rèn)知是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分。通過(guò)二輪復(fù)習(xí)中關(guān)于“實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)”專題的復(fù)習(xí)，采用重視“原型”、優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)以及角色體驗(yàn)等策略，指導(dǎo)學(xué)生完成“建模一完善模型一評(píng)價(jià)模型”的思維三進(jìn)階，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：模型認(rèn)知，建構(gòu)模型，完善模型，評(píng)價(jià)模型，深度學(xué)習(xí)

文章編號(hào)：1008—0546（2020）05-0078-02 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.020

一、問(wèn)題的提出

在傳統(tǒng)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)課堂中，學(xué)生的復(fù)習(xí)僅停留在對(duì)知識(shí)的簡(jiǎn)單回顧，這種基于知識(shí)回憶的淺層次復(fù)習(xí)會(huì)形成碎片的知識(shí)、膚淺的理解和僵化的思維。深度學(xué)習(xí)需要比較零散的知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)用系統(tǒng)及深入的分析方法，弄清知識(shí)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，運(yùn)用推理、歸納、概括等邏輯思維對(duì)知識(shí)進(jìn)行深度加工，通過(guò)交流、討論、反思構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。

模型認(rèn)知是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)五個(gè)維度的重要部分，要求學(xué)習(xí)者通過(guò)“分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律”。在化學(xué)課堂中，我們對(duì)真實(shí)問(wèn)題情境中關(guān)鍵要素進(jìn)行提取，通過(guò)觀察客觀實(shí)驗(yàn)事實(shí)，然后進(jìn)行橫向比較和縱向歸納，應(yīng)用抽象和簡(jiǎn)化的方法建構(gòu)認(rèn)知模型，再將模型應(yīng)用于新的情境中解決復(fù)雜問(wèn)題并不斷完善新的模型。

二、構(gòu)建認(rèn)知模型.促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題一般以實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)為背景，情境新穎復(fù)雜，信息陌生多變，要求學(xué)生具有在短時(shí)間內(nèi)提取和整合信息的能力，能從多視角考查學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，故特別受高考命題人的“青睞”。在以往的高三復(fù)習(xí)中，由于實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)多而且缺乏系統(tǒng)性，教師在組織教學(xué)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在復(fù)習(xí)之后難以提煉方法，尤其是在“實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)”上更加缺乏思維方法的指引，在考試的有限時(shí)間內(nèi)不能快速找到解決新情境的方法和思路。基于此題型的特點(diǎn)，可指導(dǎo)學(xué)生完成“原型建模、追問(wèn)完善、實(shí)踐用?！钡乃季S三進(jìn)階。

1.重視“原型”，建構(gòu)模型

“原型”建模主要有三個(gè)環(huán)節(jié)：原型→整合→建模。從近幾年的江蘇高考試題來(lái)看，都是以物質(zhì)的制備為主要任務(wù)，其中包含著提取、分離提純或是檢驗(yàn)（定量或定性）等過(guò)程，試題的呈現(xiàn)形式包括流程圖、物質(zhì)性質(zhì)的文字表述、實(shí)驗(yàn)裝置圖以及圖像圖表等信息。如2016年19題和2017年的19題分別考查了“從工業(yè)廢渣回收制備MgCO₃·3H₂O”和“從光盤(pán)中回收少量金屬銀”。其實(shí)這些實(shí)驗(yàn)都源于課本實(shí)驗(yàn)或流程的“原型”，教材就是很多實(shí)驗(yàn)題的起始點(diǎn)。蘇教版必修一課本詳細(xì)介紹了“從海水中提取鎂”和“從鋁土礦中提取鋁”的流程及實(shí)驗(yàn)“原型”。在復(fù)習(xí)過(guò)程中，首先重視課本“原型”的復(fù)習(xí)，將物質(zhì)的性質(zhì)的“個(gè)性”與分離提純的“共性”巧妙地進(jìn)行聯(lián)結(jié)，對(duì)反應(yīng)原理、性質(zhì)反應(yīng)等知識(shí)和方法進(jìn)行整合，形成清晰的認(rèn)識(shí)角度，初步搭建實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)的模型雛形。

學(xué)生通過(guò)題干信息的分析和提取，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)，將核心物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程建構(gòu)成基本操作流程。歸納總結(jié)并提煉出“實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”的認(rèn)識(shí)角度為：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，分析物質(zhì)性質(zhì)，結(jié)合題干信息，繪制操作流程。

2.追問(wèn)分析，完善模型

通過(guò)追問(wèn)完善模型的過(guò)程是：追問(wèn)→理解→完善，即利用分析實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)完善模型的建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)密性和深刻性。學(xué)生在做題時(shí)會(huì)出現(xiàn)以偏概全的經(jīng)驗(yàn)型錯(cuò)誤，在教學(xué)中以分離提純?yōu)樗伎嫉脑c(diǎn)，通過(guò)鐵及其化合物為核心元素全面梳理實(shí)驗(yàn)原理。將試劑的添加順序、試劑的用量、pH的控制以及溫度的控制整合形成知識(shí)框架，通過(guò)追問(wèn)或問(wèn)題組的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，加深對(duì)模型的理解。學(xué)生在做題時(shí)也會(huì)出現(xiàn)忽視細(xì)節(jié)的思維固化型錯(cuò)誤。不能及時(shí)準(zhǔn)確地提煉出有用信息，如題目中會(huì)提供必須使用的試劑或裝置。要通過(guò)分析試劑及裝置的作用，思考方案中可能存在的副反應(yīng)，有時(shí)也必須考慮污染氣體的處理，使理解更為全面。學(xué)生還存在實(shí)際知識(shí)缺乏的想當(dāng)然型錯(cuò)誤，如不重視產(chǎn)物的純度和產(chǎn)率。教學(xué)中必須培養(yǎng)學(xué)生有序的思維過(guò)程，形成從沉淀的完全，到沉淀的洗滌（包括洗滌劑的選擇，洗滌溫度的控制、洗滌干凈的檢驗(yàn)）以及有沉淀的干燥的一整套思維鏈接。工業(yè)生產(chǎn)中有時(shí)需要濾液，還應(yīng)考慮洗滌液的回收等問(wèn)題。為了解決學(xué)生的這些典型錯(cuò)誤，我們的教學(xué)需要調(diào)整，從簡(jiǎn)單的事實(shí)性知識(shí)的傳授發(fā)展到培養(yǎng)學(xué)生基本觀念，從教師追問(wèn)發(fā)展到學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，逐漸使分析問(wèn)題的思路外顯化，培養(yǎng)思維的系統(tǒng)性。通過(guò)不斷的完善認(rèn)知模型，幫助學(xué)生找到快速解決問(wèn)題的方法和突破口，形成完整、有序的認(rèn)識(shí)思路：分析原理，選擇試劑，控制條件，產(chǎn)物純度，尾氣處理。

3.側(cè)重體驗(yàn)，評(píng)價(jià)模型

角色體驗(yàn)運(yùn)用模型的過(guò)程是：體驗(yàn)→用?！此?，學(xué)生在不同的角色中運(yùn)用模型，不斷體驗(yàn)和反思，獲得感悟和認(rèn)同，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的自我建構(gòu)?，F(xiàn)在的高三復(fù)習(xí)課堂，教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生忙著記筆記，大量習(xí)題鞏固，這種教學(xué)行為學(xué)生的參與度低，基本看不到學(xué)生自主活動(dòng)，也不能引發(fā)他們的反思過(guò)程，沒(méi)有觸動(dòng)學(xué)生的“內(nèi)核”，學(xué)生只是課堂的“聽(tīng)眾”。我們?cè)趶?fù)習(xí)課上可以嘗試讓學(xué)生體驗(yàn)不同角色，從不同的視角用模、評(píng)價(jià)模、完善模型。我們可以設(shè)計(jì)兩個(gè)角色（圖1）：體驗(yàn)閱卷教師的角色，可以讓學(xué)生清楚地了解評(píng)分的細(xì)則;試題講評(píng)人的身份則讓學(xué)生通過(guò)評(píng)價(jià)，與師生、生生、自我內(nèi)心交流的過(guò)程中強(qiáng)化反思意識(shí)。

這種教學(xué)的模式可以用在高三的“一?！焙汀岸！钡脑嚲碇v評(píng)課上，結(jié)合試卷中的題目，教師可以先公布答案，然后在電腦上投影出部分學(xué)生的典型答案，讓學(xué)生結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)答案及前面復(fù)習(xí)中逐漸完善的模型去批改試題，打分，并闡述評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生會(huì)反思自己模型中的一些遺漏點(diǎn)，發(fā)展自我批判精神，質(zhì)疑能力得以提升。甚至在批改的過(guò)程中可以對(duì)比自己的語(yǔ)言表述與標(biāo)準(zhǔn)答案的差異，還對(duì)部分字跡潦草的試卷提出中肯的建議，在評(píng)價(jià)的過(guò)程中讓大家懂得書(shū)寫(xiě)規(guī)范的重要性。教師在整個(gè)角色體驗(yàn)的過(guò)程中不能“袖手旁觀”，需要設(shè)置合理的體驗(yàn)情境，對(duì)課堂進(jìn)行充分的預(yù)設(shè)與合理調(diào)控，比如建議學(xué)生在批改時(shí)加入評(píng)語(yǔ)。還需要在試卷點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)適當(dāng)點(diǎn)撥和給予及時(shí)客觀的評(píng)價(jià)。在整個(gè)過(guò)程中需要引導(dǎo)學(xué)生分析和評(píng)價(jià)，深入系統(tǒng)地理解認(rèn)知模型，最終內(nèi)化為一種穩(wěn)定的認(rèn)識(shí)方式（圖2）。

三、反思總結(jié)

在構(gòu)建模型認(rèn)知的教學(xué)中，要注意啟迪學(xué)生從物質(zhì)性質(zhì)的本身去分析問(wèn)題，通過(guò)假設(shè)、預(yù)測(cè)等構(gòu)建思維模型，不可脫離實(shí)際真實(shí)問(wèn)題套用模型。一旦形成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)模型，就將各物質(zhì)的性質(zhì)與反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)的基本操作、分離提純的方案以及題目中的信息等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成知識(shí)的“螯合反應(yīng)”，避免知識(shí)的過(guò)度遺忘以及模型的錯(cuò)誤配用。基于模型認(rèn)知的高三二輪復(fù)習(xí)，將零散而繁多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行整合，合理優(yōu)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)思維方式，對(duì)學(xué)生科學(xué)倫理結(jié)論的形成大有裨益。我們教師也要提升自己的學(xué)科素養(yǎng)，在建模時(shí)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在建模的過(guò)程中給學(xué)生正確及有效的指導(dǎo)、啟發(fā)和引領(lǐng)。只有這樣，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)才能落地生根。