“鎂的提取與應(yīng)用”案例評析與思考

陳維 張紅俊

摘要：同一課題，即使采用了相同的教學(xué)模式，由于教者的理念、習(xí)慣、觀點不同，表現(xiàn)在教學(xué)板書的設(shè)計、科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知與決策能力培養(yǎng)的方式、問題解決的手段等細(xì)節(jié)都不同，通過比較、點評、拓展，提出一些觀點或具體建議，以達(dá)優(yōu)化、重組教學(xué)設(shè)計、促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)之目的。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；風(fēng)險認(rèn)知；板書；實驗

文章編號：1008-0546（2016）06-0048-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.016

2015年蘇州市中小學(xué)課改展示在昆山市震川高級中學(xué)舉行。來自于蘇州市六所高中的縣市級化學(xué)學(xué)科帶頭人，分別在三個年級開展了同題異構(gòu)活動。這個活動的開展，不僅讓聽者對授課教師的教學(xué)理念、教學(xué)手段有耳目一新之感，而且進(jìn)一步加深了教師對新課程的認(rèn)識和理解，并對今后教師的教學(xué)工作有著重要的指導(dǎo)意義?，F(xiàn)就“鎂的提取與應(yīng)用”兩節(jié)課進(jìn)行比較、點評、拓展，以優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

一、教學(xué)模式相同

甲乙兩位老師都采用了“問題驅(qū)動”教學(xué)模式?！皢栴}驅(qū)動”是一種基于問題的教學(xué)方法，兩位老師都是從展示鎂的用途及存在的圖片來創(chuàng)設(shè)情境而提出一系列的問題（見表1）。

點評：“問題驅(qū)動”是依據(jù)學(xué)科知識和學(xué)生的思維發(fā)展過程設(shè)計一系列的問題并形成問題鏈，把學(xué)科知識有機(jī)地串聯(lián)起來并貫穿于整個教學(xué)過程，使學(xué)生在設(shè)問和解決問題的反復(fù)過程中萌生自主學(xué)習(xí)的動機(jī)和欲望，進(jìn)而養(yǎng)成自主解決問題的一種思維習(xí)慣。教師在此過程中應(yīng)是開始問題的提出者、方向的調(diào)控者、活動的評價者。在兩節(jié)課中兩位老師都充分展示了自己較強(qiáng)的課堂掌控能力和引導(dǎo)能力，但是由于公開課的原因，筆者總體感覺兩位老師在解決問題時的引導(dǎo)性話語偏多，導(dǎo)致學(xué)生思考的空間偏小，思考的深度偏淺，部分同學(xué)無法在解決問題過程中再發(fā)現(xiàn)新的問題，造成了問題鏈的斷裂，變成了老師提出問題，學(xué)生跟在后面和老師一起解決問題。如果問題是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、提出又是自己去根據(jù)實驗探究、討論、閱讀資料文本去解決豈不更好！

問題驅(qū)動模式雖然打破了以單純講授、歸納為主的封閉式教學(xué)，但它的使用有一定的局限性，老師在使用某一模式時必須對此模式構(gòu)建的條件、過程等要有所了解，如果對教學(xué)條件理解不清、教學(xué)問題把握不準(zhǔn)、制約因素了解不透，而去盲目的生搬硬套，那一定會影響學(xué)生的深度思考，影響老師的課堂創(chuàng)新，甚至對教學(xué)產(chǎn)生負(fù)面影響[1]。另外，在使用“問題驅(qū)動”時，還得注意提出的問題應(yīng)形成一個螺旋上升的“驅(qū)動性問題鏈”，提出的問題要覆蓋所有重要的知識點，問題與問題之間的連接應(yīng)該具有邏輯性和激發(fā)性、程序性和階梯性、開放性和發(fā)散性、方向性和策略性[2]，使提出的問題目標(biāo)明確、層次分明、難度適當(dāng)、面向全體。

二、不同之處

1. 板書內(nèi)容與形式不同

點評：板書是教師為完成教學(xué)任務(wù)，配合口頭講授，而在黑板上運用文字、符號、圖表等傳遞教學(xué)信息的書面表達(dá)形式，它是一種輔助完成課堂教學(xué)任務(wù)的手段之一。比較甲乙兩位老師的板書設(shè)計，不難看出甲老師板書過于簡約，盡管甲老師板書中的“流程”是在PPT上體現(xiàn)、對應(yīng)方程式是在副板書中體現(xiàn)。而乙老師的板書不但能讓學(xué)生一看就回憶起本節(jié)課的學(xué)習(xí)思路：金屬鎂有如此大的用途（創(chuàng)設(shè)情境），那如何去制取呢？鎂又有哪些性質(zhì)呢？再回歸到性質(zhì)決定用途上，突出了主題“鎂的提取與應(yīng)用”，同時簡易流程圖的呈現(xiàn)，更是直觀形象地表達(dá)了鎂的提取的過程，從視覺上強(qiáng)化了對學(xué)生的刺激，有利于問題鏈的延續(xù)，有利于學(xué)生對鎂提取過程及細(xì)節(jié)的理解。

板書不僅是教學(xué)內(nèi)容的直觀體現(xiàn)，亦是突出教學(xué)重點、揭示教學(xué)難點的關(guān)鍵。板書設(shè)計的形式，反映了教師的教學(xué)思路、教學(xué)過程；板書設(shè)計的好壞，將直接影響學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的概括與總結(jié)。教師只有精心設(shè)計板書，才能在課堂上起到畫龍點睛、增強(qiáng)教學(xué)效果的作用[3]。絕不可滿板亂畫，雜亂無章。那么老師在進(jìn)行板書設(shè)計時需要思考哪些內(nèi)容呢？首先應(yīng)有明確的目的性，要體現(xiàn)具體的教學(xué)目標(biāo)；其次要有高度的概括性，給出言簡意賅的表述；然后要有明晰的條理性，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行邏輯排序，讓學(xué)生一見即知教學(xué)重難點；最后要有較強(qiáng)的藝術(shù)性，布局合理、書寫規(guī)范，給人以美的視覺和美的感受。

2. 科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知與決策能力培養(yǎng)要求不同

甲乙兩位老師在教學(xué)中都涉及到科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知并關(guān)注到?jīng)Q策能力的培養(yǎng)，但是重視程度不同、涉及的內(nèi)容不同。甲老師只是在鎂與非金屬單質(zhì)之后，提出一問：如果鎂條著火如何處理？而乙老師卻是給學(xué)生一個角色，如果你是安全監(jiān)督員，你認(rèn)為存放鎂的倉庫應(yīng)有哪些安全措施？如果鎂條燃燒如何處理？能否用H2O、CO2來滅火，為什么？如何存放鎂呢？在講解到電解MgCl2時，提出如下問題：電解熔融MgCl2應(yīng)在何種氣氛下電解？為什么？電解生成的Mg與Cl2能否直接接觸？生成的氯氣有毒有污染，應(yīng)如何處理？工業(yè)上又是如何處理的？

點評：科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知是人們對科學(xué)風(fēng)險產(chǎn)生的原因、可能的后果及防范的認(rèn)識。風(fēng)險之所以存在，是因為不確定因素的始終存在。中學(xué)化學(xué)教育中一方面要積極開展科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知教育，不斷提高學(xué)生安全防范意識，樹立風(fēng)險認(rèn)知觀念和擔(dān)當(dāng)意識；另一方面要在實踐中提升學(xué)生的應(yīng)激處理的能力，強(qiáng)化決策能力的培養(yǎng)，學(xué)會正確處理風(fēng)險危機(jī)，應(yīng)對任何情況下發(fā)生的偶發(fā)事件。在這節(jié)課中，老師們應(yīng)針對Mg （易燃物）、NaOH等（易腐蝕）、Cl2（易污染、有毒）等物質(zhì)由于性質(zhì)不了解、使用不當(dāng)或者實驗操作不當(dāng)而引發(fā)的科學(xué)風(fēng)險，設(shè)置層次性問題，引導(dǎo)學(xué)生形成風(fēng)險認(rèn)知的習(xí)慣與意識，培養(yǎng)學(xué)生的決策能力，并學(xué)會解決問題的方法，做到頭腦清醒、臨危不懼。

就化學(xué)學(xué)科而言，所謂的風(fēng)險主要包括安全風(fēng)險、健康風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、公民化學(xué)素養(yǎng)不足所帶來的風(fēng)險等、化學(xué)學(xué)科社會形象被污損所帶來的風(fēng)險等。當(dāng)前我國中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知的教育還處于空白之中，那如何開展風(fēng)險認(rèn)知和決策能力培養(yǎng)教育？筆者覺得作為老師本身首先要了解中外課程標(biāo)準(zhǔn)中的風(fēng)險描述，然后要了解風(fēng)險議題選取的原則并正確選擇風(fēng)險教育的內(nèi)容與策略，這樣才會深刻了解風(fēng)險教育的課程價值：讓學(xué)生理解科學(xué)知識概念，深刻理解科學(xué)與社會的關(guān)系，形成批判性思維與研討能力，真正理解化學(xué)科學(xué)本質(zhì)；讓老師形成正確的科學(xué)認(rèn)識觀，具備一種課程開發(fā)的視角并能用來作為測量學(xué)生批判性思維和研討能力的工具?！翱茖W(xué)是一把雙刃劍”，化學(xué)尤其如此，它在給人類帶來巨大的物質(zhì)財富、提高人類的生活質(zhì)量的同時，如果個體由于化學(xué)知識的匱乏、風(fēng)險意識的淡薄、風(fēng)險認(rèn)知與決策能力的欠缺也可能給人類帶來災(zāi)難，造成意想不到的后果。因此在課堂教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生對科學(xué)風(fēng)險認(rèn)知與決策能力的培養(yǎng)，正確理解化學(xué)，合理運用化學(xué)造福人類。

3. 問題解決策略不同

如何從海水中提取鎂？能否直接向海水中加入沉淀劑得到沉淀？為什么工業(yè)上選用石灰乳作沉淀劑？等等一系列問題是如何解決的呢，兩位老師解決問題的策略不同。

甲老師在展示了鎂的用途及存在圖片之后，接著展示了海水中幾種氯化物的含量圖，讓學(xué)生明確一個事實：一是海水中含氯化鎂約為1.8×1015t，說明海水中含有豐富的鎂元素，但是由于海水量多，盡管鎂元素含量多，但c（Mg2+）=0.06mol·L-1很小，在這種濃度的海水中加入堿溶液能形成沉淀嗎？學(xué)生開展探究實驗：0.03mol·L-1 MgCl2和3mol·L-1 MgCl2分別與3 mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng)，3mol·L-1 MgCl2與澄清石灰水反應(yīng)。學(xué)生通過探究實驗得出0.03mol·L-1 MgCl2與NaOH溶液混合、3mol·L-1 MgCl2與澄清石灰水混合無現(xiàn)象，而3mol·L-1 MgCl2分別與3mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng)有沉淀，學(xué)生分析得出要得到沉淀必須要提高鎂離子濃度和增大石灰水中氫氧化鈣的用量：將海水蒸發(fā)濃縮，將澄清石灰水換成石灰乳。

乙老師在展示鎂的用途及存在圖片之后，拋出一問：海水中鎂元素含量如此豐富，如何將Mg2+從海水中分離出來？學(xué)生根據(jù)已有的物質(zhì)分離提純知識，討論得出將Mg2+轉(zhuǎn)化成沉淀，轉(zhuǎn)化成何種沉淀？閱讀表3得出用堿處理。用什么樣的堿呢？閱讀表4學(xué)生分析得出用氫氧化鈣價格更低廉，果真如此嗎？學(xué)生實驗：0.05mol·L-1 MgCl2溶液與澄清石灰水混合，結(jié)果未見沉淀（思維沖突1），然后進(jìn)行對比實驗：0.05mol·L-1 MgCl2溶液與3 mol·L-1 NaOH溶液也未見沉淀（思維沖突2），讓學(xué)生思考分析得出結(jié)論：可能是鎂離子濃度太小。再讓學(xué)生開展對比實驗：3mol·L-1 MgCl2分別與3 mol·L-1 NaOH溶液和澄清石灰水反應(yīng)，結(jié)果前者有沉淀，后者無明顯現(xiàn)象（思維沖突3），為什么呢？那為什么工業(yè)上用氫氧化鈣來處理呢？閱讀課本解決疑問：用石灰乳代替澄清石灰水[4]。

點評：兩位老師對教材的處理反映了她們學(xué)科教學(xué)能力的不同，但是都無可厚非，只是甲老師在此處探究成份多一點，通過很鮮明的對比實驗（不同濃度的鎂離子溶液、3 mol·L-1 NaOH溶液與澄清石灰水中氫氧根離子濃度的不同）得出要使海水中的鎂沉淀的要求；而乙老師課堂預(yù)設(shè)的成份多一點，根據(jù)課前預(yù)設(shè)，層層遞進(jìn)，不斷拋出問題，不斷通過查閱圖表引導(dǎo)學(xué)生獲取信息，再通過實驗學(xué)生未得到預(yù)設(shè)結(jié)論，進(jìn)而提出疑問，再進(jìn)行實驗并閱讀課本讓學(xué)生弄清工業(yè)上從海水中提取鎂的步驟、原料、處理的方法等。兩位老師解決問題的策略反映了化學(xué)實驗對學(xué)生而言是一種最直接、最令人信服的驗證假設(shè)、解決疑難的方法，也是學(xué)生獲取信息、并對信息重新加工的最好載體，無論是從實驗中獲取信息還是從圖表比較中獲取信息都是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的最佳途徑。

但是既然海水中c（Mg2+）=0.06mol·L-1，為何在學(xué)生實驗時不選用0.06mol·L-1呢？滴加堿溶液的用量要不要控制（變量控制以形成更好的對比）？為何不提供另一種試劑石灰乳來讓學(xué)生自己來檢驗假設(shè)或解決學(xué)生心中的疑問呢？學(xué)生實驗的過程，也是教師思考、觀察、參與的過程，同時更是教師指點的過程，教師可對學(xué)生的操作失誤或操作不規(guī)范及時指導(dǎo)，并幫助學(xué)生分析異?，F(xiàn)象的原因，甚至可利用這些“失誤”作為課堂中動態(tài)生成點，來打破課前的預(yù)設(shè)，使課堂更有靈動性。事實上，學(xué)生在分組實驗中，出現(xiàn)了較多操作不規(guī)范、分工不太明確、對比實驗中變量未控制等一系列的問題，此時教師及時的指導(dǎo)就顯得尤為重要。另外，在引出工業(yè)生產(chǎn)流程圖后，為什么不再繼續(xù)提問：這個生產(chǎn)流程采用了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？你獲取了哪些啟示？來引發(fā)學(xué)生的深度思考，引導(dǎo)學(xué)生感受學(xué)好化學(xué)能更好地服務(wù)于社會生活這一學(xué)科價值，進(jìn)一步去領(lǐng)會生產(chǎn)中從原料去雜濃縮、產(chǎn)品富集精制、物質(zhì)循環(huán)使用、資源就近利用、節(jié)約成本、環(huán)境保護(hù)、降低能耗等方面綜合考慮的重要技術(shù)思想[5]。另外，實驗過程其實也是實驗風(fēng)險教育的主要題材：認(rèn)知風(fēng)險、實驗失敗風(fēng)險、設(shè)施設(shè)備損壞風(fēng)險、實驗產(chǎn)物不確定風(fēng)險等等。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確將“以實驗為主開展探究活動”列為課程的基本理念，要求通過實驗教學(xué)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。但是由于實驗安全導(dǎo)致的畏懼、實驗功能開發(fā)的不足，實驗創(chuàng)新習(xí)慣欠缺等遏制了師生的創(chuàng)新意識。同樣一個實驗如果我們從條件的優(yōu)化、裝置的改進(jìn)、方案的調(diào)整等角度或者通過變革實驗教學(xué)的觀念、方式、手段、組織形式，運用計算機(jī)、傳感器、軟件設(shè)計數(shù)字化創(chuàng)新實驗，利用采集到的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表、曲線圖等多種形式一起展示，讓學(xué)生經(jīng)歷創(chuàng)造性實驗探究過程，可能會受到更好的教學(xué)效果。

如鎂條與水反應(yīng)的實驗現(xiàn)象不明顯，可不可以嘗試向其中加入少量氯化鈉固體進(jìn)行改進(jìn)[6]？如果不用無色酚酞溶液檢驗，我們能否用丁達(dá)爾效應(yīng)來檢測有無氫氧化鎂的生成[7]？可否思考連接注射器（濾紙上沾有水和鎂粉）、采集器、壓強(qiáng)傳導(dǎo)儀來測定鎂與水反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)的變化？可否思考過將傳統(tǒng)實驗與和傳感技術(shù)結(jié)合起來跟蹤鎂與水反應(yīng)過程中溫度與溶液酸堿性的變化？筆者在聽課中發(fā)現(xiàn)其中的有些問題就是學(xué)生在實驗過程中遇到的困惑，而要解決這些問題，不僅需要教師的課前準(zhǔn)備充分，更需要教師發(fā)揮集體備課的功效，共同去研究、去探討，樹立一種終身為學(xué)生服務(wù)的意識。

總而言之，兩位老師盡管學(xué)科教學(xué)能力存在差異，對課程資源挖掘的角度也稍有差異，但都能起到很好的教學(xué)效果，這也充分體現(xiàn)了“同題異構(gòu)”的初衷，更說明了“教無定法”。通過這次活動能讓我們進(jìn)一步認(rèn)識到“同題異構(gòu)”不僅僅是一種對比的過程，也是一種互相學(xué)習(xí)、交流互補、實現(xiàn)資源與信息的共享過程，更是教師“教學(xué)理念”發(fā)揮和更新的過程。

參考文獻(xiàn)

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[4] 王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書（必修1）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015：55-56

[5] 倪娟.名師課堂教學(xué)設(shè)計與點評[M].南京：南京師范大學(xué)出版社，2015：184

[6] 任志強(qiáng).鎂在常溫下與水反應(yīng)的實驗探究[J].中小學(xué)實驗與裝備，2010，（20）：14-15

[7] 張寒之.基于“微粒觀”建立的化學(xué)實驗教學(xué)案例研究[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015，（10）：28-30