基于“觀念建構(gòu)”的化學(xué)教學(xué)

劉啟成

摘要：以“鎂的提取及應(yīng)用”為例談“觀念建構(gòu)”的化學(xué)教學(xué)，以“觀念建構(gòu)”統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)目標(biāo)，以化學(xué)基本觀念為線(xiàn)索組織教學(xué)內(nèi)容，以有利于“觀念建構(gòu)”的問(wèn)題為中心，創(chuàng)設(shè)以探究為核心的活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科觀念。

關(guān)鍵詞：觀念建構(gòu)；化學(xué)教學(xué)；學(xué)科觀念

文章編號(hào)：1005–6629（2013）9–0024–03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

中學(xué)化學(xué)教學(xué)必須超越對(duì)具體知識(shí)本身的追求，從傳授事實(shí)、掌握知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂檬聦?shí)、發(fā)展觀念，即要從“知識(shí)為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)向“觀念建構(gòu)”的教學(xué)?；瘜W(xué)基本觀念是指學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)，在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對(duì)化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識(shí)，它主要包括元素觀、微粒觀、變化觀、實(shí)驗(yàn)觀、分類(lèi)觀和化學(xué)價(jià)值觀等。在化學(xué)教學(xué)中實(shí)施“觀念建構(gòu)”的教學(xué)，有利于轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的深刻理解和靈活應(yīng)用，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)[1] [2]。本文結(jié)合蘇教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《化學(xué)1》專(zhuān)題2中“鎂的提取及應(yīng)用”[3]，淺談如何實(shí)施基于“觀念建構(gòu)”的教學(xué)。

1 以“觀念建構(gòu)”統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)目標(biāo)

宋心琦教授說(shuō)過(guò)學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)。背誦或記憶某些具體的化學(xué)事實(shí)性知識(shí)，當(dāng)然是有價(jià)值的，但是更重要的價(jià)值在于它們是化學(xué)觀念及某些基本觀念的載體[4]。因此，化學(xué)教學(xué)要從具體知識(shí)為本的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂^念建構(gòu)為本的教學(xué)，在化學(xué)教學(xué)中要以“觀念建構(gòu)”統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)目標(biāo)。及應(yīng)用”的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）知識(shí)與技能：了解從海水中提取鎂的基本原理和流程；掌握鎂單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)；了解鎂在社會(huì)生產(chǎn)、生活實(shí)際中的廣泛用途；認(rèn)識(shí)開(kāi)發(fā)海水中的化學(xué)資源的重要性與必要性。

（2）過(guò)程與方法：通過(guò)討論、交流發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的樂(lè)趣；通過(guò)角色扮演對(duì)從海水中提取鎂工業(yè)流程的依據(jù)和方法有所了解，體會(huì)從自然界獲得人類(lèi)所需要物質(zhì)的一般思路。

（3）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：認(rèn)識(shí)豐富的海水資源，培養(yǎng)與大自然和諧共處的情感；通過(guò)對(duì)鎂的提取及應(yīng)用的了解，感受化學(xué)與人類(lèi)生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值，培養(yǎng)熱愛(ài)化學(xué)的情感及投身化學(xué)的志趣；深切感受化學(xué)知識(shí)的力量，并對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)、工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行思考和決策，初步形成分類(lèi)觀、變化觀、化學(xué)價(jià)值觀等學(xué)科觀念。

2 以化學(xué)基本觀念為線(xiàn)索組織教學(xué)內(nèi)容

重視以化學(xué)基本觀念為線(xiàn)索組織教學(xué)內(nèi)容，將化學(xué)基本觀念與具體知識(shí)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，滲透在對(duì)教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)之中。將具體知識(shí)與化學(xué)基本觀念進(jìn)行融合與滲透，有效地幫助學(xué)生在掌握相關(guān)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，感受并建立起相應(yīng)的化學(xué)基本觀念。

本節(jié)內(nèi)容有“從海水中提取鎂”和“鎂的性質(zhì)”兩部分，設(shè)計(jì)“問(wèn)題線(xiàn)索”和“學(xué)科觀念線(xiàn)索”一明一暗兩條教學(xué)線(xiàn)索（如圖1所示）。以“問(wèn)題線(xiàn)索”為明線(xiàn)，結(jié)合海水資源的特點(diǎn)、工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題以及學(xué)生的認(rèn)知水平，層層深入探討海水獲取鎂的流程；在探討“富集”和“冶煉”的過(guò)程中，學(xué)習(xí)鎂及其化合物的相關(guān)性質(zhì)。以“學(xué)科觀念線(xiàn)索”為暗線(xiàn)，讓學(xué)生在生成問(wèn)題的基礎(chǔ)上，討論交流，并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在解決問(wèn)題的過(guò)程中去認(rèn)識(shí)鎂及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，著重讓學(xué)生用“微粒觀”、“變化觀”來(lái)認(rèn)識(shí)海水中鎂離子的轉(zhuǎn)化；通過(guò)提取過(guò)程中海水的富集、試劑的選擇、副產(chǎn)品氯氣的循環(huán)利用等培養(yǎng)學(xué)生的“綠色化學(xué)觀”、“化學(xué)價(jià)值觀”、“STS”等學(xué)科觀念。

3 以有利于“觀念建構(gòu)”的問(wèn)題為中心

將物質(zhì)性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的學(xué)習(xí)置于一定的社會(huì)或生活背景中，從更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的層面上切入物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)。通過(guò)在一定社會(huì)或生活背景中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)的價(jià)值，形成科學(xué)的價(jià)值觀[6]。

在富集、分離、堿的選擇、冶煉方法和原料選擇等一系列問(wèn)題上，教師不是提供現(xiàn)成的知識(shí)和結(jié)論，而是創(chuàng)設(shè)有意義的問(wèn)題情境，學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和補(bǔ)充資料，通過(guò)小組合作的方式解決真正的問(wèn)題，學(xué)習(xí)隱含于問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)。如利用表2數(shù)據(jù)思考上述問(wèn)題2：如何將Mg2+從鹵水中沉淀出來(lái)？利用表3數(shù)據(jù)思考上述問(wèn)題4：如何選擇適用的沉淀劑？對(duì)于在NaOH和Ca（OH）2之間的選擇主要依據(jù)是市場(chǎng)的價(jià)格和物質(zhì)的來(lái)源；對(duì)于在澄清石灰水和氫氧化鈣乳濁液之間的選擇是根據(jù)OH-的濃度來(lái)比較得出。利用表4數(shù)據(jù)思考上述問(wèn)題5：如何從鎂的化合物制得單質(zhì)鎂？在具有真實(shí)情景的問(wèn)題討論中獲得從海水中提取鎂的最佳方案，樹(shù)立經(jīng)濟(jì)效益意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生合理利用自然資源的觀念，啟發(fā)學(xué)生的能源意識(shí)和經(jīng)濟(jì)意識(shí)。

設(shè)計(jì)具有一定的開(kāi)放性和挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，使學(xué)生能從多個(gè)角度、多個(gè)方面進(jìn)行思考，不同能力水平的學(xué)生可以得到層次、范圍不同的結(jié)論，獲得不同程度的觀念發(fā)展。工業(yè)制鎂的方案的設(shè)計(jì)和選擇：方案設(shè)計(jì)采用學(xué)生討論、糾正的方法進(jìn)行，在已經(jīng)學(xué)習(xí)的Na、Fe、Cu、Hg等金屬的制備的基礎(chǔ)上，模仿以上金屬的制備列出可能的實(shí)驗(yàn)方案（如圖2），在此基礎(chǔ)上根據(jù)鎂的化學(xué)性質(zhì)比較活潑而采用電解法；對(duì)于電解氧化鎂還是氯化鎂則根據(jù)兩者的熔點(diǎn)的差別，從能耗上進(jìn)行比較，最終得到最佳方案。

另外，教學(xué)中將物質(zhì)性質(zhì)的教學(xué)融入應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，將知識(shí)置于真實(shí)的情景中，強(qiáng)調(diào)化學(xué)在生產(chǎn)、生活和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的重大作用，能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)和能力，養(yǎng)成關(guān)心社會(huì)和生活實(shí)際的積極態(tài)度，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，發(fā)展創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[7]。

4 創(chuàng)設(shè)以探究為核心的多樣化活動(dòng)

以“觀念建構(gòu)”為本的化學(xué)教學(xué)要讓學(xué)生進(jìn)行合作、交流、自主探究等多種學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生形成對(duì)科學(xué)探索的興趣和積極的情感，培養(yǎng)學(xué)生看待自然與世界的科學(xué)態(tài)度，對(duì)科學(xué)過(guò)程、科學(xué)活動(dòng)的實(shí)質(zhì)與價(jià)值的理解和認(rèn)識(shí)，對(duì)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的密切關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)，以及運(yùn)用科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法解決社會(huì)和個(gè)人生活中的問(wèn)題的能力。從而在思想和觀念上產(chǎn)生沖擊，形成化學(xué)基本觀念[8]。

對(duì)于海水中提取鎂的沉淀劑的選擇，主要從學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)模擬海水和模擬鹵水中滴加堿溶液后的現(xiàn)象進(jìn)行比較進(jìn)而得出海水中的Mg2+的濃度過(guò)低、不利于直接用沉淀法生成Mg（OH）2。

[活動(dòng)探究1]分別向0.05 mol·L-1（模擬海水）、2.5 mol·L-1（模擬鹵水）的MgCl2溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：模擬海水中無(wú)明顯現(xiàn)象，2.5 mol·L-1的MgCl2溶液中生成白色沉淀。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，感受到海水中Mg2+的濃度小的特點(diǎn)，如果直接加入沉淀劑，鎂離子的沉淀效果不佳，而且沉淀劑的用量非常大，生產(chǎn)成本也就非常高。Mg2+在海水中總量很大，但是濃度很低（見(jiàn)表5），需要進(jìn)行富集（利用海水曬鹽得到鹵水）。

[活動(dòng)探究2] Mg條與水反應(yīng)：實(shí)驗(yàn)1：Mg條沒(méi)有除去表面MgO，直接加水；實(shí)驗(yàn)2：Mg除去表面MgO后與H2O反應(yīng)，再滴加酚酞；實(shí)驗(yàn)3：在H2O中滴加酚酞，再加入除去表面MgO的Mg條。

通過(guò)Mg和H2O的反應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)Mg容易和O2反應(yīng)生成致密的氧化膜阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行；實(shí)驗(yàn)3主要是增強(qiáng)學(xué)生的對(duì)比實(shí)驗(yàn)的意識(shí)；通過(guò)知識(shí)的遷移完成對(duì)產(chǎn)物Mg（OH）2的檢驗(yàn)。

Mg能和氧化物水反應(yīng)，那么能不能和其他氧化物反應(yīng)，通常我們可以使用CO2滅火，假如Mg金屬著火了，能不能用CO2滅火呢？（演示實(shí)驗(yàn)：Mg條點(diǎn)燃后伸入盛有CO2的集氣瓶中）。

從基本觀念形成的過(guò)程來(lái)看，必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，使學(xué)生在積極主動(dòng)的探究活動(dòng)中，深刻理解有關(guān)的知識(shí)，并通過(guò)具體應(yīng)用，不斷提高頭腦中知識(shí)的概括性水平。

總之，以化學(xué)觀念構(gòu)建為教學(xué)目標(biāo)統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，重視運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究提供豐富的感性認(rèn)識(shí)，圍繞能形成學(xué)科觀念的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成、運(yùn)用和反思過(guò)程，不斷發(fā)展對(duì)化學(xué)觀念的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生逐步形成化學(xué)觀念[9]。

參考文獻(xiàn)：

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