化學(xué)復(fù)習(xí)有效路徑

時(shí)間:2022-07-29 09:51:40

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化學(xué)復(fù)習(xí)有效路徑

如何提升高考化學(xué)復(fù)習(xí)的效率,這是一個(gè)永恒的老問(wèn)題,又是一個(gè)變化著的新問(wèn)題。隨著新課改的深入,化學(xué)高考無(wú)論是形式還是內(nèi)容,都在悄然地發(fā)生著變化。隨著分省命題的展開(kāi),又呈現(xiàn)了不同地域的不同命題特色。面對(duì)這些變化,只有以新的思路、新的視角和新的方法去探索,才有可能獲得新的認(rèn)識(shí)、新的突破和新的提升?;瘜W(xué)復(fù)習(xí)所涉及的知識(shí)構(gòu)建、能力培養(yǎng)、思想形成、素養(yǎng)提升都有待于我們進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)踐。在彰顯學(xué)科特色的前提下,本文選取了四個(gè)視點(diǎn)對(duì)這一命題談些粗淺看法。

一、以新思路達(dá)成新認(rèn)識(shí)

每門(mén)學(xué)科都有自己的學(xué)科特色。例如,“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定存在、用途、制備”這是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的重要思路;“用實(shí)驗(yàn)探究事實(shí)、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)”這是我們研究化學(xué)的重要手段。但化學(xué)是眾多學(xué)科中的一個(gè)分支,它除了自己的特色外,肯定還存在與相關(guān)學(xué)科的許多聯(lián)系與交叉。復(fù)習(xí)中我們既要靜心向內(nèi),抓學(xué)科特質(zhì),又要視線向外,促方法融合。例如,在化學(xué)問(wèn)題的解決過(guò)程中,我們要抓住方法形成與思維提升這一核心,要落實(shí)規(guī)范表述與有效遷移這一關(guān)鍵,要明了總結(jié)思想與舉一反三這一要旨。而且還應(yīng)懂得這些內(nèi)容的落實(shí),不只是我們單學(xué)科的屬性。比如,問(wèn)題解決中“守恒思想、平衡思想、極限思想、探究思想、建模思想、統(tǒng)攝思想”的運(yùn)用,各門(mén)自然科學(xué)都在強(qiáng)調(diào)。所以,我們要以自然科學(xué)的思想來(lái)指導(dǎo)化學(xué)的復(fù)習(xí),以哲學(xué)的思想來(lái)指導(dǎo)自然科學(xué)的復(fù)習(xí)(圖1),以此來(lái)拓寬復(fù)習(xí)視野,提升復(fù)習(xí)效率。

二、以新視角構(gòu)建新框架

對(duì)知識(shí)框架的建構(gòu),在一輪復(fù)習(xí)中我們要做扎實(shí),在二輪復(fù)習(xí)中,亦不能忽視,因?yàn)椋浅休d能力的基石,是解決問(wèn)題的源頭。二輪復(fù)習(xí)對(duì)知識(shí)框架的構(gòu)建,應(yīng)該把點(diǎn)狀問(wèn)題分析得更全、線狀問(wèn)題延伸得更長(zhǎng),這樣,就自然會(huì)豐富與充實(shí)知識(shí)的立體網(wǎng)絡(luò)。

1.析全點(diǎn)狀問(wèn)題

例如,過(guò)濾是固液分離的一項(xiàng)基本操作。當(dāng)沉淀的顆粒較大,晶體容易沉降時(shí),可用傾析法;當(dāng)沉淀顆粒不是太小,也不屬于膠狀沉淀時(shí),若想加快過(guò)濾速度,得到較干燥晶體,可用減壓過(guò)濾法;對(duì)一些隨溫度變化溶解度變化較大的溶質(zhì),為防止其在降溫時(shí)結(jié)晶析出,可用趁熱過(guò)濾法。化學(xué)分析常用到篩分混合物的“篩子”,濾紙就是一種篩分固體和液體的篩子。許多硅酸鹽具有多孔的結(jié)構(gòu),孔的大小與一般分子的大小相當(dāng)(圖2),這樣的硅酸鹽具有篩分分子的作用,人們把它們稱(chēng)為分子篩。分子篩常用于分離提純氣體、液體混合物。這時(shí)的分離就由一般過(guò)濾的二相分離,發(fā)展為既可以二相分離也可以同相分離。電滲析法和反滲透法淡化海水時(shí)所運(yùn)用的離子交換膜和滲透膜,離子交換膜電解槽電解食鹽水時(shí)所運(yùn)用的選擇性離子透過(guò)膜,它們所篩分(選擇)的也是同相的分子或離子。新教材中存在著比老教材豐富與深邃的問(wèn)題,需要我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)與透析。

2.延長(zhǎng)線狀問(wèn)題

線狀問(wèn)題的構(gòu)建有眾多抓手,我們可以從一種現(xiàn)象出發(fā),從一種操作出發(fā),從一種裝置出發(fā),從一種流程出發(fā),從一種組成出發(fā),從一種結(jié)構(gòu)出發(fā),從一種性質(zhì)出發(fā),從一種用途出發(fā),從一個(gè)概念出發(fā),從一條原理出發(fā),從一個(gè)規(guī)律出發(fā),從一種反應(yīng)出發(fā),從一道習(xí)題出發(fā),從一種方法出發(fā),從一種思想出發(fā)等等。如何切入,首先要關(guān)注《考試說(shuō)明》的總體要求,同時(shí)要關(guān)注學(xué)生的目標(biāo)需求。構(gòu)建知識(shí)、形成方法、歸納思想有著不同的切入法,定向功能、收斂功能、發(fā)散功能的實(shí)現(xiàn)也有著不同的切入法。例如,就離子在介質(zhì)中的移動(dòng)狀態(tài)而言,我們可逐一提出下列問(wèn)題:(1)請(qǐng)描述NaCl溶液中離子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)若將濃、稀NaCl溶液置于滲透膜隔開(kāi)的滲透與反滲透裝置中,離子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?(3)使離子由自由運(yùn)動(dòng)到定向遷移的現(xiàn)象還有哪些,其產(chǎn)生原因各是什么?(4)電解裝置中使用的陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜與硬水軟化中使用的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂的作用是否相同?(5)單液原電池與雙液原電池中離子遷移方向是否相同?(6)單液原電池與電鍍槽(或電解精煉裝置)中離子遷移方向是否相同?(7)電解池中若用活潑金屬作陽(yáng)極,該金屬是否一定轉(zhuǎn)化為電解液中的自由離子?(8)不同介質(zhì)的燃料電池中離子移動(dòng)情況是否相同?這種線狀問(wèn)題的組織,我們使用的就是收斂方法。就實(shí)驗(yàn)條件的合理控制而言,我們可逐一提出下列問(wèn)題:(1)從反應(yīng)的溫度分析,CH4===C+2H2的發(fā)生條件為高溫。(2)從試劑的用量分析,過(guò)量的NaOH溶液才能把Al3+與Fe3+分離。(3)從試劑的濃度分析,F(xiàn)e和少量濃H2SO4在加熱條件下產(chǎn)生的氣體為SO2、H2。(4)從溶液的酸堿性分析,用高錳酸鉀試劑測(cè)定過(guò)氧化氫的含量時(shí),在中性或弱堿性介質(zhì)中,MnO-4被還原為MnO2。(5)從反應(yīng)物的性質(zhì)分析,用NaNO3與濃H2SO4制HNO3時(shí)不能用帶有橡皮塞子的傳統(tǒng)裝置,應(yīng)該在曲頸瓶中進(jìn)行。(6)從試劑的保存分析,用敞口放置一段時(shí)間的NaOH溶液(忽略水的蒸發(fā)),以甲基橙作指示劑通過(guò)滴定法測(cè)定鹽酸濃度時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響。(7)從溶劑的種類(lèi)分析,要使Ca2+與SO2-4沉淀更完全,乙醇是比水更理想的反應(yīng)溶劑。(8)從試劑加入的順序分析,用新制氯水和CCl4鑒定I-時(shí),必須把氯水滴加到含I-和CCl4的試液中,若反之,則CCl4層不會(huì)顯紫色而仍是無(wú)色。這種線狀問(wèn)題的組織,我們使用的則是發(fā)散方法。眾多線狀問(wèn)題的組織方法,我們要因地制宜,取其所長(zhǎng),合理運(yùn)用。這樣的組織,從表面看只是豐富了學(xué)生對(duì)知識(shí)建構(gòu)的方法,實(shí)質(zhì)上已經(jīng)疏通了學(xué)生在提取與運(yùn)用知識(shí)時(shí)的各種瓶頸。

三、以新情境創(chuàng)設(shè)新問(wèn)題

分析眾多新課改背景下的高考化學(xué)試題,我們不難發(fā)現(xiàn),其考點(diǎn)不在學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況,而在考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)(或運(yùn)用所給情境)去解決問(wèn)題的能力,這種把“對(duì)學(xué)習(xí)能力的考查”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?duì)問(wèn)題解決能力的考查”的提升,給我們的復(fù)習(xí)教學(xué)提出了全新的要求。所以,在化學(xué)復(fù)習(xí)中,尋找新素材、確立新情境、提出新問(wèn)題就應(yīng)該成為教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。

1.運(yùn)用視角轉(zhuǎn)變法創(chuàng)設(shè)

有許多典型問(wèn)題,歷年高考雖然已經(jīng)考過(guò),但同一核心問(wèn)題其外延存在不同屬性,選取新的視角仍然可創(chuàng)設(shè)新情境,提出新問(wèn)題。例如,對(duì)弱電解質(zhì)中有關(guān)電離平衡知識(shí)的考查,2010年浙江理綜卷中曾經(jīng)要求考生提取與運(yùn)用圖3信息,判斷25℃時(shí),HF電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka,并說(shuō)明得出該常數(shù)的理由,這是由圖像情境對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的考查。若我們把這一考點(diǎn)設(shè)置成:通過(guò)數(shù)字傳感器實(shí)驗(yàn),測(cè)得冰醋酸隨著水的加入其導(dǎo)電性變化,如圖4所示。(1)你能解釋Ⅰ點(diǎn)導(dǎo)電性最高的原因嗎?(2)某學(xué)生對(duì)圖4中的Ⅰ~Ⅶ點(diǎn)測(cè)得了下表所列的醋酸的物質(zhì)的量濃度、pH和電離度,你能確定表中b、c、d的數(shù)據(jù)嗎?(3)你能發(fā)現(xiàn)表中第Ⅶ組及以后各組數(shù)據(jù)的規(guī)律嗎?請(qǐng)畫(huà)出橫坐標(biāo)為pH,表達(dá)冰醋酸稀釋過(guò)程溶液中溶質(zhì)粒子的分布曲線圖。改變后的試題,一是要求學(xué)生能從圖表情境對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,二是要求學(xué)生在處理所給數(shù)據(jù)后,能繼續(xù)歸納與提升數(shù)據(jù)規(guī)律,并把抽象表達(dá)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蟊磉_(dá),三是要求學(xué)生能了解冰醋酸中存在締合二聚體的特性。所以,轉(zhuǎn)變視角,仔細(xì)研究某一核心問(wèn)題,從其不同的外延屬性入手,就可不斷創(chuàng)設(shè)新的情境與問(wèn)題。

2.運(yùn)用素材篩選法創(chuàng)設(shè)

時(shí)代的發(fā)展給了我們?cè)S多新的素材,其中有不少是適合高考考查的。做有心人,發(fā)揮專(zhuān)業(yè)敏感性,會(huì)積累與篩選到許多有效素材。例如,氫能源的開(kāi)發(fā)是21世紀(jì)的一個(gè)熱點(diǎn),如何得到H2?傳統(tǒng)方法常由H+發(fā)生還原反應(yīng)制H2,或由H+與H-發(fā)生歸中反應(yīng)制H2。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)又給出了許多得到單質(zhì)氫的新方法,如用光催化分解水、用超聲波照射分解水等等,這些方法的實(shí)質(zhì)是什么?關(guān)鍵是提供能量,通過(guò)減弱或打斷H2O分子中H-O鍵的結(jié)合力,讓氫原子間相互結(jié)合得到氫分子。所以,在理論指導(dǎo)下如何控制化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生就是一個(gè)命題的新素材。又如,如何創(chuàng)造新材料、合成新物質(zhì)是化學(xué)工作者的永恒話題,在各項(xiàng)合成中如何控制變量,也是一個(gè)命題的熱點(diǎn)。有人研究過(guò)勒夏特列原理的適用范圍,在恒溫恒壓下,可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)葑2NH3(g)在某一容器中達(dá)到平衡后,在該體系中逐漸增加反應(yīng)物N2的量,發(fā)現(xiàn),隨著N2的增加,先出現(xiàn)了Q<K,即平衡正向移動(dòng),但接著出現(xiàn)了Q>K的情況,即增加反應(yīng)物的量,平衡反而逆向移動(dòng)。勒夏特列原理錯(cuò)了嗎?其實(shí),這一情況下的條件改變并非單一變量,而勒夏特列原理是適用于單一變量的一個(gè)平衡移動(dòng)原理,故有此現(xiàn)象。由此可見(jiàn),把熱點(diǎn)問(wèn)題與經(jīng)典理論結(jié)合起來(lái),創(chuàng)設(shè)新問(wèn)題的天地會(huì)更寬廣。

(三)運(yùn)用有序排查法創(chuàng)設(shè)

化學(xué)試題對(duì)能力考查的呈現(xiàn),主要集中在主觀題上,理綜化學(xué)卷的4道主觀題盡管已經(jīng)考了多年,但還有不少核心內(nèi)容未曾考查,對(duì)這些內(nèi)容我們要引起足夠重視,并作出有序排查,以此來(lái)創(chuàng)設(shè)新問(wèn)題。例如,反應(yīng)H2(g)+I(xiàn)2(g)葑2HI(g)能自發(fā)進(jìn)行,決定該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的因素主要是ΔH,且其值小于0。外界條件改變對(duì)反應(yīng)速率有一定影響,但決定因素還是反應(yīng)本身,對(duì)H2(g)+I(xiàn)2(g)葑2HI(g)實(shí)質(zhì)上是分兩步完成的,即:①I(mǎi)2葑I+I(xiàn)(快)②H2+2I葑2HI(慢)所以,決定其速率快慢的有效碰撞類(lèi)型是三個(gè)粒子之間的碰撞。反應(yīng)②比反應(yīng)①慢的原因主要是三個(gè)粒子在正好條件下發(fā)生有效碰撞的幾率要比兩個(gè)粒子間發(fā)生有效碰撞的幾率小得多。像上述這些屬于中學(xué)化學(xué)的核心內(nèi)容,而又未曾考查的考點(diǎn),應(yīng)該成為創(chuàng)設(shè)復(fù)習(xí)新問(wèn)題的新選擇,這樣的復(fù)習(xí)教學(xué)才能適應(yīng)高考年年考、試題年年新的高考新模式。

四、以新模式落實(shí)新要求

高考復(fù)習(xí)中常流傳一句話,考試是學(xué)生的事,復(fù)習(xí)是教師的事。筆者認(rèn)為這有失偏頗,在新課程化學(xué)復(fù)習(xí)中,一定要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,遇到問(wèn)題必須讓學(xué)生爭(zhēng)夠、議足、想透,教師不能越俎代庖,這樣才能達(dá)到事半功倍、舉一反三的成效。

1.使學(xué)生在辨析中有序思考

有機(jī)化學(xué)同分異構(gòu)體書(shū)寫(xiě)中,一開(kāi)始學(xué)生不是書(shū)寫(xiě)較慢,就是缺失或重復(fù),原因是什么?關(guān)鍵是缺少有序思維的訓(xùn)練。例如,請(qǐng)寫(xiě)出符合下列條件時(shí),HOCH2CHO的任意6種穩(wěn)定的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(1)分子中除一個(gè)六元碳環(huán)外,無(wú)其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);(2)六元碳環(huán)上的1H核磁共振譜有兩種特征峰;(3)分子中不存在碳氧雙鍵。題中穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的要求是什么?它不應(yīng)包含烯醇式結(jié)構(gòu)、累積碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)與六元碳環(huán)上的碳碳叁鍵結(jié)構(gòu)。題中六元碳環(huán)上的1H核磁共振譜有兩種特征峰的要求是什么?說(shuō)明該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)具有較高的對(duì)稱(chēng)性。題中不存在碳氧雙鍵的要求是什么?它排除了醛、酮、羧酸、酯等結(jié)構(gòu)。題中存在一個(gè)六元碳環(huán)外、無(wú)其他環(huán)狀結(jié)構(gòu)的要求是什么?綜合有關(guān)因素,說(shuō)明除成環(huán)條件體現(xiàn)一個(gè)不飽和度外,另外兩個(gè)不飽和度應(yīng)該體現(xiàn)在存在兩個(gè)碳碳雙鍵上。這些就是學(xué)生們?cè)跔?zhēng)議、辨析中形成的,有了這些思考,學(xué)生們覺(jué)得,書(shū)寫(xiě)該有機(jī)物所存在的二十余種同分異構(gòu)體中的任意6種,要求并不是很高;有了這些積累,學(xué)生們感到,思考其他問(wèn)題也必須遵循規(guī)律、有序進(jìn)行。

2.使學(xué)生在辨析中開(kāi)放思考

對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì),屬實(shí)驗(yàn)考查的較高要求,不少學(xué)生囿于傳統(tǒng)思維,方案設(shè)計(jì)會(huì)受到一定制約。例如,對(duì)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒,其產(chǎn)物是否同時(shí)存在MgO與Mg3N2,我們?cè)髮W(xué)生加以設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,有較多學(xué)生表述為:加水或NaOH溶液后,若固體不完全溶解,且溶液中產(chǎn)生白色沉淀和能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明有MgO和Mg3N2。這是一種典型的受定性思維束縛的思考方法。上述方案中,對(duì)“固體不完全溶解,且溶液中產(chǎn)生白色沉淀”這兩個(gè)現(xiàn)象是很難區(qū)分的,如何合理設(shè)計(jì),我們也組織學(xué)生討論過(guò),結(jié)果獲得了如下方案。稱(chēng)取24g鎂在空氣中充分燃燒,稱(chēng)量冷卻至室溫后的固態(tài)燃燒產(chǎn)物,若稱(chēng)量結(jié)果小于40g,則鎂在空氣中燃燒的固態(tài)產(chǎn)物同時(shí)存在MgO與Mg3N2。稱(chēng)取ag固態(tài)燃燒產(chǎn)物,將其溶于熱的強(qiáng)堿溶液(或水),收集產(chǎn)生的氣體并換算成Mg3N2的質(zhì)量為bg,若b<a,則鎂在空氣中燃燒的固態(tài)產(chǎn)物同時(shí)存在MgO與Mg3N2。稱(chēng)取ag固態(tài)燃燒產(chǎn)物,將其溶于水,再過(guò)濾提取沉淀物,充分灼燒沉淀物并冷卻至室溫,稱(chēng)得質(zhì)量為bg,若a<b<1.2a,則鎂在空氣中燃燒的固態(tài)產(chǎn)物同時(shí)存在MgO與Mg3N2。取適量試樣,用元素分析儀加以分析,若存在Mg、O、N三種元素,則鎂在空氣中燃燒的固態(tài)產(chǎn)物同時(shí)存在MgO與Mg3N2。

這些開(kāi)放性的方案中,學(xué)生們首先運(yùn)用了定量思維,由此展開(kāi)辨析,得到了前三種方案;后又注意到物質(zhì)成分的分析有許多現(xiàn)代方法,由此展開(kāi)討論,認(rèn)為做此實(shí)驗(yàn)不一定要用定量方法,就得到了后一方案。可見(jiàn),思維一旦得到激發(fā),就會(huì)迸發(fā)出全新的火花,創(chuàng)新成果就會(huì)自然地展現(xiàn)在我們面前。所以,加強(qiáng)開(kāi)放思維的培養(yǎng)是化學(xué)復(fù)習(xí)的一個(gè)永恒主題。

不知不覺(jué),述了許多,筆者忽然悟得,創(chuàng)新思路、提升效率的方法有千千萬(wàn),但源頭只有一個(gè),那就是“遵循規(guī)律,返璞歸真”。