“题组―概念图”策略在高三化学复习教学中的应用
文章编号：1008-0546（2014）11-0024-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.009
一、问题提出
新课程改革已经走过了十几年的历程，随着新课改理念的逐步深入，教师的教育教学理念也随之更新。新授课中，教师比较关注学生的科学探究能力和科学素养的培养，但高三复习阶段，为了应对高考的压力，诸如科学素养、创新能力、探究能力等的培养要求都被束之高阁，随之而来的是“炒冷饭”、“满堂灌”、“满堂练”式的传统复习课教学方式，这些做法在一定程度上帮助学生梳理了知识结构，强化解题训练，但在很大程度上扼杀了学生学习的积极性和自主性，忽视了学生自我建构知识体系的过程，导致学生思维僵化，缺乏创造力，不能灵活运用并迁移所学知识，不利于培养学生的思维能力。
概念图是综合了系统论、心理学和教学方法等理论提出的一种知识表征的工具。它可以在外显的知识结构和学习者内隐的知识之间建立有效联系，具有将概念和知识网络化、具体化、可视化的优点。设计“题组”驱动学生思考是使用概念图的关键，所谓“题组”，就是围绕某一教学目标和内容，选取一系列有代表性、系统性的问题，能将知识、技能、方法融入其中的教学方法。通过“题组”激活学生原有知识，帮助学生理解概念之间的联系，灵活运用所学知识。本文在学习借鉴相关教育理论的基础上尝试设计“题组-概念图”的复习策略应用于高三化学一轮复习，培养学生的思维能力。
二、“题组-概念图”在复习教学中的应用
1. 题组设计是实施复习教学的前提
题组设计是影响概念图构建的重要因素。美国著名教育家波利亚指出：“一个专心备考的教师能拿出一个有意义的但并不复杂的题目，去帮助学生发展问题的各个方面，把学生引人一个完整的领域。”因此，教师要认真分析复习目标要求，深入钻研教材，充分了解学生认知水平和特点，在此基础上设计一系列凸显知识点、强化概念联系的高质量问题。题组设计需注意几点要求：
（1）知识点覆盖要全面
题组充当先行组织者，为概念图的构建铺路。要使学生对复习内容有明晰的认识，题目的选择要有针对性，能覆盖复习的重、难点知识，由浅入深，由单个考查到综合运用，引导学生综合运用知识。
（2）题目难度与梯度要把握好
设置的题目要难易适中，过难或过易都无法调动学生学习的积极性，不利于问题的解决。题组设计还要体现知识间的层次关系，前一个题目的解决能为下一个问题的解决积累知识和经验，后一问题对前一问题来讲，又恰到好处地处于“可及”又“不可立及”的状态，激发学习的动机，使学生更好地参与知识探究，并在学习过程中自觉地维持兴趣。题组的设计还要有一定的梯度。教师要根据教学内容的需要设计不同层次的问题，提问时将问题由浅入深、由易到难呈现到学生面前，符合学生的认知规律。对不同的学生，要选择适合他们认知水平的题目，使每位学生都能体会成功的喜悦，从而调动他们学习的积极性。
（3）问题形式要多样化，题量控制要适中
针对不同复习内容选择不同类型的问题，对巩固知识、发展学生的创造力有不同的作用。如在元素化合物知识的复习中，可选择一些实验探究、方案设计类的问题，题目的选择不拘泥于选择和填空，要增加实践题、探究性和开放题的比例，题目可以是“一题多问”、“一题多变”、“一题多解”等形式。问题的编制应有助于学生发现和提出问题。
2. 问题解决是实施复习教学的核心
通过问题解决帮助学生回顾基础知识，启迪学生的思维，培养学生分析问题，解决问题的能力。问题解决过程中，教师和学生的角色和地位要能体现学生是课堂的主角，教师是合作交流中的首席发言人的地位。教师要引导学生思考、运用知识并形成技能，在问题与相关知识点的结合点上引导学生进行讨论分析。通过师生共同讨论，形成解题思路，掌握知识之间的联系，以此为线索来构建知识网络。现行高考命题的主旋律是能力考查，要想真正提高学生的解题能力，一定不是教师“一言堂”能达到的，只有充分调动学生的思维，通过问题探究、问题解决达到掌握知识、培养能力的目的。
3. 概念图构建是实施复习教学的关键
概念图能够将零散的化学知识、概念、原理等按照特定的关系组成可视化的知识网络图，概念图的构建过程不仅可以帮助学生发现以往学习中的模糊概念，还可以成为培养学生发散思维和集中思维的工具，是学生由机械学习向意义学习过渡的重要途径，事实证明概念图可以有效地改变学生的认知方式。在复习教学中，教师备课时可以事先做一个专家型概念图作示例，把知识要点的关系分析清楚，再待学生课堂探究结束、自主构建概念图后展示，鼓励学生自评、互评、师生共同讨论分析、修改、完善学生自主绘制的概念图。
三、 “题组-概念图”复习模式的操作流程
将“题组”和“概念图”两种教学策略进行组合，形成了高三化学“题组―概念图”复习策略，具体操作流程如图1。
四、高三复习中使用“题组概念图”策略的案例
本文选取《铁及其化合物的应用》为例，采用“题组-概念图”教学模式设计教学案例。
课前准备阶段：
1. 归纳本节复习的要点：
①了解铁单质及其重要化合物（铁的氧化物、氢氧化物和铁盐）的主要性质和重要应用；②掌握Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化，理解变价金属的粒子之间的氧化还原反应。③掌握Fe2+、Fe3+的常见检验方法。 2.针对本节课复习要点，教师课前绘制的概念图如图2。
3. 仔细研究复习内容和《考试说明》的相关要求后，精心编制题组对学生进行思维能力的训练，题目可从近年高考题和大市模拟题中挑选，也可改编或自编。
课堂教学阶段：
【教学流程设计】
本节课依据“题组-概念图”操作流程，采用模块化的结构，以三个模块构成整体，逐层推进，进行“题组-概念图”复习教学。
【展示导学题组】
1. 写出铁原子结构示意图以及基态铁原子的核外电子排布式，并分析铁的常见价态。
2.根据下列药品：Fe粉、Cu粉、0.1 mol?L-1 FeCl3、 0.1 mol?L-1 FeCl2溶液、淀粉-KI试纸、新制氯水、5%H2O2溶液、0.1mol?L-1硫氰化钾（KSCN）溶液、0.1mol?L-1高锰酸钾（KMnO4）溶液，设计Fe2+、 Fe3+相互转化的实验方案，边实验、观察边记录，写出相应的离子方程式。
3.实验室如何制备少量的FeSO4，请设计合理实验方案，并指出保存时的注意事项。
4.利用厨房中常见用品，除去衣服上蘸有的铁锈（主要成分为Fe2O3），并说出理由。
5.已知Fe（OH）2是一种白色沉淀，但在空气中极易被氧化故而很难看到Fe（OH）2的本身颜色。请你设计实验方案制备少量纯净的Fe（OH）2。
6.现有一种补铁药剂“速力菲”（片剂：每片0.1 g），请你设计方案检验该补铁药含有铁元素以及其价态，并测定药片中铁元素的质量分数。
7.制作印刷电路板（PCB）、对蚀刻电路板的废液（含Fe2+、 Fe3+ 、Cu2+）进行回收铜并使蚀刻废液再生均涉及 Fe3+与 Fe2+的相互转化，请设计合理的方案从蚀刻废液中回收铜并使蚀刻废液（FeCl3溶液）再生。
【问题解决过程】
导学题组能引导学生回顾基础知识，熟悉知识间联系，提高解题能力。本节内容围绕铁及其化合物之间的转化，创设问题情境，通过多个开放性的问题，引领学生在解决问题的过程中，自主构建铁及其化合物之间的转化关系，加深对知识的理解和运用，同时培养学生的探究能力和思维发散能力。
师：问题1强化结构决定性质的化学基本观念，通过铁原子结构了解铁的化学性质。
生：写出铁的原子结构示意图和核外电子排布式后，得出铁易失去最外层2个电子得到Fe2+，但是Fe2+得最外层3d6不如3d5稳定，所以Fe2+容易继续失电子得到较稳定的Fe3+。
师：问题2设计Fe2+、 Fe3+相互转化的实验方案，复习Fe3+、Fe2+的氧化性、还原性，提高学生设计简单实验方案的能力、书写离子方程式的能力。
生：写出Fe2+与H2O2、KMnO4、氯水等反应离子方程式，Fe3+与KI、Cu粉、Fe粉、硫氰化钾溶液等反应的离子方程式。
师：问题3涉及的FeSO4的制备考查学生对物质性质、基本操作和基本原理的掌握。
生1：Fe和稀硫酸反应。
生2：Fe和Fe2（SO4）3溶液反应。
总结：FeSO4溶液能水解、易被空气中氧气氧化，故制备和保存时要加稀硫酸抑制水解，加铁粉防止其被氧化。
师：问题4通过生活中的实际问题，让学生感受化学来源于生活，服务于生活。
生1：用白醋浸泡，将Fe2O3转化为可溶性的Fe3+。
生2：我在电视上听说过用柠檬汁可以洗掉铁锈。
师：这个方法是可行的。大家想一想柠檬汁为什么可以有如此神奇的作用呢？
生3：柠檬汁中含有柠檬酸和维生素C，铁锈溶解同时Fe3+被还原为颜色更浅的Fe2+。
总结：在真实的问题情景中将Fe3+和Fe2+的性质联系在一起，提高了学习兴趣。
师：问题5通过Fe（OH）2的制备，考查学生对知识的综合运用和实验探究能力，关注学生的思维发散能力。
生1：用FeSO4和NaOH溶液相互滴加来制备。
生2：用电解法来制备，铁做阳极，碳做阴极，电解质溶液为NaOH溶液。画出电解装置图。
追问：大家思考一下这两位同学的方案是否需要进一步完善，制备Fe（OH）2关键是什么？
生：交流讨论后得出制备的要点：除去溶液中混有的Fe3+、驱逐溶液中氧气、制备过程中避免与空气（氧气）接触，在此基础上设计出更加完善的实验方案。
师：问题6通过药片成分的测定熟悉Fe2+和Fe3+的鉴别方法，并从定性上升到定量的角度测定药片中有效成分的含量，考查学生的综合运用能力。
生：讨论铁的价态，提出假设。
假设1：只有+2价；
假设2：只有+3价；
假设3：既有+2价又有+3价。
生1：将药片研磨粉碎，用稀硫酸溶解后，取清液，先滴加KSCN溶液检验是否含有Fe3+，如有血红色溶液则说明假设1不成立。另取清液加氨水调pH至3～4，沉淀除去Fe3+，过滤，在滤液中加KSCN不变红，再加H2O2，若出现血红色溶液，则假设3成立；若无血红色溶液出现，则假设2成立。
生2：取少量清液加入KSCN溶液，若变红，说明含有Fe3+，然后加入活性炭进行吸附直至溶液变无色，继续滴入KSCN溶液不变红，再加入H2O2，若出现血红色溶液，说明假设3成立。
生3：取少量清液于两支试管中，一支试管中加入KSCN溶液检验是否有Fe3+，另一支试管中加酸性高锰酸钾溶液，检验是否有Fe2+。
生4：取少量清液置于两支试管中，一支试管中加入淀粉KI溶液，若变蓝，则有Fe3+；另一支试管中加少量氯水，若褪色则有Fe2+。 生5：取少量清液置于两支试管中，滴加氢氧化钠溶液，通过生成沉淀的颜色来判断。
师：刚才五位同学分别采用各自的方案来探究药片成分，请大家讨论后评价各方案的优劣。
生：生1、2、3的方法可行。生4的方案由于氯水本身的浅黄色和Fe3+的颜色相似，不能说明问题。生5没有注意到红褐色会掩盖Fe （OH）2的白色及其Fe（OH）2生成后会极快转化，故不宜采用。
师：通过问题6我们知道补血剂成分是亚铁盐。接着从定性过渡到定量测定药片中Fe2+的含量。
生1：准确称取一定质量的药片作为样品，完全溶解于稀硫酸配成溶液，稀释至100mL，从中取出20.00mL，用酸性高锰酸钾的标准溶液滴定，通过滴定来计算Fe2+的含量。
生2：还可以将Fe2+转化为Fe3+，加足量的NaOH溶液使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，过滤、洗涤、干燥、灼烧、称重，根据铁元素守恒来计算铁元素的含量。
师：问题7结合实际工业生产中的印刷电路板“蚀刻液”处理过程，考查学生综合运用知识解决实际问题能力，树立“节能减排”意识。
生1：我设计从“蚀刻液”回收铜并使FeCl3溶液再生的流程图。
总结：通过系列问题组，大家回顾了铁及其化合物的主要性质及其转化。请大家自己构建一个铁及其化合物性质的概念图。
学生绘制的《铁及其化合物》概念图作品示例如图3。
【强化题组】
教师批改强化题组后，挑选出有价值的问题在下次课上继续讨论。
教学实践表明，“题组概念图”复习策略采用导学题组能激发学生对知识的回忆，引领学生积极思维。学生在解题过程中，有效建立知识间的联系，通过构建概念图使知识网络化，减轻了学生的学习负担，提高了复习效果。
