指向系统思维的高三化学教学

摘 要：以金属元素及其化合物的单元复习为例，阐述了系统思维在解决高三金属元素复习中的重要作用。并结合教学实践探索如何运用系统思维给出解决策略。

关键词：系统思维;高三;复习;金属

科学家冯·贝塔朗菲在二十世纪首先提出了系统思维，同时系统思维作为一种方法论开始建立。系统思维是原则性与灵活性相结合的一种思维模式，其核心思想就是整体性。在分析和处理问题的过程中，采用整体有序的系统思维能极大地简化人们对事物的认知有助于获取信息，从而分析和解决问题，提高化学学习能力。

一、教材与学情分析

普通高中化学课程标准2017版明确要求“认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类;同类物质具有相似的性质，一定条件下各类物质可以相互转化”、“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用”等。

金属元素及其化合物知识散，重要元素就有十多种，元素对应的单质及其形成的化合物种类更是繁多。学生不在乎思维过程，单纯对方程式进行死记硬背，在不理解由来及意义的基础上进行的方程式记忆，显得尤为困难;高考题遇到的陌生信息较多，学生从陌生信息中准确定位实质性知识的能力欠缺，对所学知识不会整合、运用。传统的复习课学生常常感到课堂枯燥无趣、重难点不突出、做题依旧无从下手，没有形成系统化的思维。而考查时出题点变幻莫测，碰到陌生物质和真实复杂问题时缺少解题角度和思路。

二、教学设计思路

1.整合复习内容，构建系统知识主线

学生原有金属元素化合物的认识多数是孤立地。高三一轮复习课是学生知识系统化的关键节点。教师要引导学生将头脑中原有的零碎知识进行深入分析，找出核心知识，形成知识主线。教师以学生熟悉的铁元素出发，让学生绘制出铁及其化合物关系图。教师针对学生绘制的关系图，给予点评。教师指导学生以核心元素铁出发，概括关联出铁及其化合物中的内在转化联系，尝试找出知识主线。

铁及其化合物的复习，将铁看做一个系统。以化合价为内在联系，依托化合价将铁化合物串成一条线，利用氧化还原反应理论将其系统化、关联化。对学生来说记住铁元素的四种化合价远比记住铁的众多化合物简单。同时，将单质铁、氧化物、盐、氢氧化物形成整体，加强了物质之间的联系。这样有助于学生更好地理解金属及其化合物的整体性。当然，不同的金属它的知识主线不尽相同，对于化合价比较单一的元素，比如钠、铝我們可以探索内在联系，形成特色知识主线。

2.建构思维模型，解决实际问题

模型认知是化学学科核心素养的重要组成部分，是人们在对知识充分理解、归纳的基础上，用抽象和简化的方法构建出对问题深度认识的模型，利用模型进一步认知未知物质及其规律的过程。金属元素及其化合物知识主干线的形成，让学生对知识系统一目了然。作为高考重要考点，往往是以实际问题形式作为载体，如何思考和提炼这些实际问题，建立合适的思维模型就是高三复习重点要解决的问题。

以铁及其化合物为例，铁元素的性质与转化关系都可以在保存（存在）、使用、检验、鉴别、分离、制备这些实际问题中呈现。以知识为基础，将核心元素铁的知识点全面梳理，进一步帮助学生理解金属元素学习的要点，整合形成一个充分体现元素化合物内在逻辑的知识框架和思维模型，从而举一反三应用到更多元素化合物的知识学习。比如工业上设计用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝工艺流程。学生根据思维模型就可以判断属于物质间的分离，然后再根据元素间的转化关系进一步解题。学生获取到题干信息后根据头脑中形成的思维模型准确去判定具体属于哪一类问题，复习教学中进而给予针对性地引导，从而发展和提高学生的系统思维能力。

3.运用思维模型，提升系统思维能力

思维模型可以帮助学生发现金属元素化合物中不变的核心，使学生在面对各种问题时都能有效地选取好角度，以不变应万变。例如选取保存、使用、检验、鉴别、分离、制备这些实际问题建构的思维模型，可以触类旁通到钠、镁、铝的等元素的学习，同时可以在复习课上开展更多复杂陌生的探究和创新活动，有利于学生自觉运用和迁移，提升学生系统思维能力。学科系统思维能力：

比如：（2019江苏高考15）实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和（NH4）2SO4晶体。本题将金属元素放在工业应用陌生的情境中进行性质及转化的考查，要求学生既要理解知识、又能依据模型进行实际问题的解决，同时在前面两个过程的基础上，进行方案的设计与创新，从而上升到一定高度。运用模型解决陌生的实际问题，可以将复杂问题简单化，将特殊问题一般化，更有益于学生形成依据模型解决各类问题的思路，能够让高三学生在复习课上系统思维得到较大提升。

高三化学复习最重要的目标就是应对灵活多变的高考。复习课的教学不是一个简单重复的知识回忆过程，更不是一个低级的刷题、解题、刷题重复的过程。我们要善于引导，积极帮助学生寻找系统的思维方法，尤其是凌乱繁杂的知识，将其整体化、系统化，提高复习的效率，减轻学生的负担，提高学生的学科素养。

参考文献

[1]丁雯.系统思维在高三电化学复习中的实践与思考[J].中学化学教与学，2019，（3）：16-18

[2]指向深度学习的高三化学深度备课—以氯溴碘及其化合物的单元复习为例[J].中学化学教与学，2019，（3）：11-15

作者简介：王敏（1979-），女，江苏海门人，江苏省海门中学，中学一级，硕士研究生