元素化合物課堂教學過程研究

劉凱 陳燕

摘 ? 要：元素化合物傳統(tǒng)教學模式以學生獲得知識技能為目標，以接受學習為主的學習方式，忽視了過程體驗與情感態(tài)度等目標達成。本文擬通過“鐵鹽和亞鐵鹽”一課內容的教學為例，探討在課堂上建構知識體系過程中如何融入化學理論，滲透學科思想和方法，加強化學教學內容與生產生活的聯(lián)系，以及實驗探究能力的培養(yǎng)。從較高的層次上把握元素化合物的知識，提高學生的學習和研究的學科素養(yǎng)。

關鍵詞：問題驅動;實驗探究;過程診斷;知識建構

在元素化合物教學中，教師應當設置目標任務，通過問題驅動，學生實驗探究，提出自己的見解，當堂診斷分析學生的課堂感知和思維狀態(tài)，在肯定課堂上學生思維的閃光點同時，判斷和查明學生學習過程的出現的思維障礙。及時發(fā)現并跟進彌補學生完成本課目標建構所需要的已有知識儲備的缺陷，通過互動交流，達到學生對新知識的建構和理解。本研究以具體的教學案例，與同行探討構建一種可操作化的元素化合物的教學模式。

1 ? 問題提出

前不久筆者走進了廣東省化學名師學員的課堂，有幸觀賞了人教版“鐵鹽和亞鐵鹽”的觀摩課教研活動。感悟頗多，對元素化合物的教學多了一番新的理解。

這堂課執(zhí)教教師以學生分組討論的形式，讓學生動手合作完成實驗，從而鑒別鐵鹽和亞鐵鹽兩者的性質以及區(qū)別。本課執(zhí)教教師在課的開始就提出了一個挑戰(zhàn)性的任務：“如何鑒別未標明標簽的A、B兩溶液？（一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3與FeSO4的混合溶液）”。在這個任務的驅動下，學生運用已有的化學知識，通過實驗的方式來解決該問題。在這個過程中，教師適時給予學生點撥與啟發(fā)。學生實驗從失敗到成功，最后順利地完成了挑戰(zhàn)，并明白了鐵離子與亞鐵離子的性質與區(qū)別。本案例的亮點在于：（1）學生的自主性學習得到充分的體現，初步實現了科學探究的一般過程;（2）在教學模式上重視學生動手能力與思維能力的培養(yǎng)。通過觀摩學習，結合自身的教學實踐的理解，提出一堂成功的元素化合物教學模式是以認識一種物質還是一類物質的教學，是以學科核心知識還是以凸顯化學學科的社會功能、學科素養(yǎng)的形成的教學，將與同行探討。

通過對本課教學設計與實錄的分析，本課教學過程模式分五個環(huán)節(jié)，主要教學內容結構如下所示：

目標導向：引出問題——知識準備、實驗探究——課堂診斷、發(fā)現問題——總結分享、自主建構——課后體驗、學以致用。

2 ? 教學過程

2.1 ? 目標導向引出問題

[挑戰(zhàn)任務]本堂課的“大挑戰(zhàn)”任務：有A、B兩瓶溶液，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，通過本課學習你能確定A、B成分，并貼上標簽嗎？

設計點評：問題設置與課的內容主題“貫通”，在課的開始教師就提出具有挑戰(zhàn)性任務，做到化繁為簡，目標導向明了，根據學生已有的儲備，組織學生完成學習任務。

2.2 ? 知識準備、實驗探究

Fe3+和Fe2+檢驗方法：

（1）說說學習新課前，你掌握了哪些檢驗Fe3+和Fe2+的方法？（盡量用離子方程式表示）

設計點評：為了完成以上挑戰(zhàn)任務，教師引導學生根據已有的學習知識經驗，在課堂上你說我說地說出檢驗Fe3+和Fe2+的方法：如看顏色、加NaOH溶液等檢驗。

（2）完成實驗3-10后，思考與交流：你是否學到檢驗Fe3+和Fe2+的新方法了？能檢驗含Fe3+的溶液中存在的Fe2+嗎？

設計點評：學生通過課前學案學習、課內學習交流、討論，通過教師提供的藥品探究實驗3-10，能說出用KSCN溶液檢驗Fe3+。但對教師設置的“能檢驗含Fe3+的溶液中存在的Fe2+嗎？”問題，學生產生了一時還是無法解決的疑難點。筆者認為課堂上所設置的認知過程中的這一驅動性問題，可以很好地讓學生積極思考、躍躍欲試，為挑戰(zhàn)下一個教學目標做好了鋪墊，這是課的良好開端。

2.3 ? 課堂診斷、發(fā)現問題

Fe3+和Fe2+相互轉化：

（1）從價態(tài)升降角度分析Fe3+和Fe2+各有什么性質？

設計點評：元素化合物課的設計或明或暗有兩條線滲透教學全過程，即類別線和價態(tài)線貫穿始終，而暗線（價態(tài)線）雖“筆墨”不多，但其靈魂無處不在，起著“形散而神不散”的功效，身在其中穿針引線。所以，從價態(tài)升降角度分析，可以說是涉及氧化還原及價態(tài)變化的元素化合物教學一個重要環(huán)節(jié)。

（2）請通過實驗感知：①Fe3+→Fe2+，②Fe2+→Fe3+。

實驗桌面上可選用藥品：銅粉、鐵粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、新制氯水、過氧化氫溶液、酸性高錳酸鉀溶液、稀硝酸、KSCN溶液。

設計點評：這種菜單式學生選擇性實驗探究是本課又一個亮點，讓學生真正自主“玩”實驗，通過實驗感知了Fe3+和Fe2+可以相互轉化的本質所在。在實驗基礎上，教師引導學生通過主動、積極思維得出結論，這樣，可激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)了學生的觀察能力、綜合分析問題的能力、學習遷移的能力。但課堂教學是動態(tài)的生成，在教學實施過程中，筆者發(fā)現學生對氧化還原反應概念理論不夠清晰明確，顯得有些混亂，說明元素化合物教學設計中理論的指導是十分必要的。有了氧化還原反應原理的指導，學生對實驗藥品的選擇就明了，對Fe3+和Fe2+相互轉化理解就有足夠的深度。所以教學中要盡量耐心順著學生的認知思維過程，發(fā)現問題并與學生進行深層的思維對話交流，了解學生的思維水平并找到他們的思維短板，進行課堂教學過程性診斷，讓學生辨析概念，提升思維能力。在此基礎上加以引導，給予學生自主提練出解決這一類問題的方法，這就是元素化合物課要突出教學的診斷性功能。

2.4 ? 總結分享、自主建構

總結Fe3+和Fe2+的性質：

（1）你說我說大家都來說：Fe3+和Fe2+有哪些性質？

（2）根據鐵的氧化物、氫氧化物的性質和Fe3+、Fe2+的性質，說說你可從哪些角度去認知某種物質的性質？

設計點評：一堂課接近尾聲時，適當的總結與分享是必要的。分類觀和價態(tài)觀兩種思想對元素化合物的學習相當的重要。它不僅僅是對本課教學知識的總結，還可以將本課知識通過縱向橫向兩個維度貫穿形成關系網 [1 ]。所以若沒有構建形成有序的知識線，元素化合物的知識仍是一盤散沙，分類觀和價態(tài)觀起到授之以魚不如授之以漁之功效。

[完成挑戰(zhàn)]這兩瓶溶液A、B，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，你能確定A、B成分嗎？

設計點評：課上教師要求學生先小組內交流討論、設計出實驗方案，再菜單式選擇藥品學生動手實驗驗證。筆者認為實驗方案的制定需要理論的指導，沒有合理的、科學的實驗方案，實驗的體驗往往是盲目的。其實若掌握了原理，根據實驗桌面上藥品選用酸性高錳酸鉀溶液就可以鑒別。本課在學生課堂的實驗匯報中，筆者看到了執(zhí)教教師沒有打斷學生對各組實驗方案的反饋。教師在不失時機地不斷鼓勵：實驗不是簡單的動手實驗，我們希望成功，若失敗了也是可以分享你所設計的失敗方案，但要找到失敗原因，要用實事求是的態(tài)度對待科學，從而使學生切實體會到“科學來不得半點的虛假”。由于整個課堂過程是通過學生實驗并觀察現象，掌握化學事實再匯報。而實驗由于量的控制、操作的不規(guī)范，有時課堂上學生認識出現偏差是難免的，關鍵教師是否適時正確引導糾錯。本案例課堂上就出現有一組學生代表匯報：可以用NaOH溶液鑒別，認為A、B兩溶液可能濃度不同，可以通過觀察生成的顏色的不同加以鑒別，說明該生有定量觀意識，是很難能可貴的閃光點，教師在不斷地鼓勵說出他自己錯誤方案。但本方案其實不可行：因為并不知道A、B兩溶液開始濃度誰大誰小。正因為不斷激勵，課堂推進時學生紛紛發(fā)表自己的見解，課堂討論氣氛高漲。充分顯示實驗在其中獲取知識的功能。幫助學生理解和掌握了物質的性質，使學生順利突破了疑難點，訓練了學生的觀察、分析能力?？梢姡瘜W實驗在元素化合物知識學習中的重要性，無論怎樣強調都不過分。

2.5 ? 課后體驗、學以致用

[作業(yè)布置]某同學發(fā)現月餅的包裝盒內有一個小包，標明是“抗氧化劑”，包內有灰黑色粉末，這就是食品的保鮮劑——鐵的氧化物。該同學注意到其中部分已變成棕褐色。請設計實驗探究保鮮劑中鐵元素的化合價。

設計點評：課的結束，布置了設計實驗方案探究保鮮劑中鐵元素的化合價的作業(yè)，目的是為了培養(yǎng)學生運用所學的知識解決實際問題的能力，使化學盡可能緊密地聯(lián)系生產、生活實際，培養(yǎng)學生的社會責任感和熱愛科學的情感。這是元素化合物課設計的又一種重要特點。

3 ? 案例反思

綜上所述，元素化合物知識的教學要把握住如下四點：理論指導、學科思想、實驗探究和學以致用。也就是在教學過程中，在化學理論指導下，采用多樣的教學手段，通過化學實驗獲取真知，這是元素化合物課型的重要模式 [2 ]。在教學中，這種教學模式我們都在實踐與探索著，實施過程中總存在著這樣那樣的問題或因素，但我們能不斷堅持。

參考文獻：

[1]莘贊梅，李明喜.元素化合物知識在不同階段層級發(fā)展的實踐研究[J].化學教育，2013，34（3）：15-19.

[2]程萍，李美星.從實驗學化學——“氨”的教學設計及思考[J].化學教學，2013，34（6）：60-63.