基于觀念建構(gòu)的高中化學(xué)元素化合物教學(xué)
——以《鋁的氧化物和氫氧化物》的教學(xué)為例

□江蘇省常熟中學(xué)　沈　丹

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基于觀念建構(gòu)的高中化學(xué)元素化合物教學(xué)
——以《鋁的氧化物和氫氧化物》的教學(xué)為例

□江蘇省常熟中學(xué)沈丹

【摘要】本文結(jié)合“鋁及其化合物”的教學(xué)，論述化學(xué)教學(xué)中學(xué)科觀念的培養(yǎng)的教學(xué)理念，幫助學(xué)生從自己的生活實(shí)際走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)，建立化學(xué)的觀念，培養(yǎng)化學(xué)的素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)觀念建構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

教育所給予人們的無(wú)非是當(dāng)一切已學(xué)過(guò)的東西都忘記后所剩下來(lái)的東西。當(dāng)學(xué)生將具體的化學(xué)事實(shí)性知識(shí)都忘掉的時(shí)候，在他頭腦中能夠“剩下的東西”是什么？是學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，所形成的從化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題的思想、觀點(diǎn)和方法，即植根于學(xué)生頭腦中的化學(xué)基本觀念。

一、中學(xué)化學(xué)基本觀念

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展的主要線索，理解基本的化學(xué)概念和原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，理解化學(xué)變化的基本規(guī)律，形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念?！比缥⒘Ｓ^、元素觀、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、化學(xué)變化觀、實(shí)驗(yàn)觀、化學(xué)物質(zhì)的兩面性等?；瘜W(xué)學(xué)科基本觀念體系如圖1所示：

圖1

二、基于觀念的教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)基本觀念不是以現(xiàn)成結(jié)論的形式出現(xiàn)在教材中的，是隨知識(shí)層次的推進(jìn)而發(fā)展升華。這就要求我們必須對(duì)高中化學(xué)課程進(jìn)行詳細(xì)的分析，“發(fā)現(xiàn)教材中隱含的科學(xué)觀念體系”，并在教學(xué)中采取有效的教學(xué)策略，潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)基本觀念的培養(yǎng)。現(xiàn)行高中化學(xué)課程體系的必修模塊主要有元素化合物和化學(xué)基本觀念等教學(xué)內(nèi)容。下面筆者結(jié)合《鋁及其化合物》的教學(xué)，論述化學(xué)教學(xué)中學(xué)科觀念的培養(yǎng)的教學(xué)理念。

1.教學(xué)目標(biāo)——以“觀念建構(gòu)”宏觀統(tǒng)領(lǐng)。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。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)。

表1　基于具體知識(shí)為本的教學(xué)與基于觀念建構(gòu)為本的教學(xué)比較

基于表1分析，以“觀念建構(gòu)”為本的《鋁的氧化物和氫氧化物》的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）知識(shí)與技能：①掌握氧化鋁的性質(zhì)，加深對(duì)性質(zhì)決定用途的認(rèn)識(shí)；②掌握氫氧化鋁的性質(zhì)，知道鋁的化合物在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用；③掌握兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念，知道氧化鋁是兩性氧化物、氫氧化鋁是兩性氫氧化物；④知道明礬的凈水作用；⑤培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、觀察和分析實(shí)驗(yàn)的能力。

（2）過(guò)程與方法：①通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，對(duì)氧化鋁、氫氧化鋁性質(zhì)的探究，鞏固實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力；②體會(huì)化學(xué)的科學(xué)研究方法，養(yǎng)成從化學(xué)的角度觀察、分析化學(xué)現(xiàn)象和進(jìn)行化學(xué)知識(shí)的思維習(xí)慣。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：①通過(guò)對(duì)兩性化合物的學(xué)習(xí)，體會(huì)知識(shí)體系是不斷完善的一個(gè)過(guò)程；②通過(guò)對(duì)胃藥緩解病癥、明礬凈水、氫氧化鋁阻燃劑、寶石等學(xué)習(xí)，感悟化學(xué)在生活中的巨大作用，將化學(xué)與生活緊密聯(lián)系，培養(yǎng)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)化學(xué)學(xué)科魅力。

2.組織教學(xué)內(nèi)容——以化學(xué)基本觀念為線索。通過(guò)設(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到鋁鹽到氫氧化鋁的轉(zhuǎn)化，得出用弱堿的效果更好；通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)比探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)氫氧化鋁和氧化鋁在酸或堿作用下轉(zhuǎn)化成鹽類。通過(guò)學(xué)生交流與討論，認(rèn)識(shí)在不同條件下的氫氧化物到氧化物再到單質(zhì)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)通過(guò)控制變量的實(shí)驗(yàn)探究，啟發(fā)學(xué)生分析歸納氫氧化鋁和氧化鋁的性質(zhì)，并能從“變化觀”的角度加以分析、概括、說(shuō)明。

3.設(shè)置問(wèn)題——以有利于“觀念建構(gòu)”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—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。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，不斷地巧妙設(shè)疑，問(wèn)題1：斯達(dá)舒的廣告，這是學(xué)生耳熟能詳?shù)模瑔?wèn)：“為什么可以治療胃酸過(guò)多？”問(wèn)題2：如學(xué)生在對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，“為什么未打磨過(guò)的鋁條產(chǎn)生氣體慢一些？”這都是從學(xué)生已有經(jīng)歷中挖掘的問(wèn)題情境資源。在制備氫氧化鋁教學(xué)時(shí)就提出了以下問(wèn)題：?jiǎn)栴}3：制備氫氧化鋁有哪些方法？（均有白色絮狀沉淀）問(wèn)題4：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又有什么不同？（滴入過(guò)量氫氧化鈉溶液的白色沉淀消失）問(wèn)題5：哪種制備方法更好？（與氨水反應(yīng)）問(wèn)題6：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中初步體現(xiàn)了氫氧化鋁的什么性質(zhì)？（與氫氧化鈉反應(yīng)），氫氧化鋁還有哪些性質(zhì)？（與酸反應(yīng)）這種問(wèn)題組的設(shè)計(jì)緊緊圍繞核心主題，逐層遞進(jìn)，給學(xué)生方向性的引導(dǎo)，通過(guò)層層深入的“問(wèn)題串”，讓學(xué)生的大腦始終處于探究和辨析的活躍狀態(tài)，從而充分培養(yǎng)了學(xué)生思維的深度和準(zhǔn)確度。

4.創(chuàng)設(shè)多樣化活動(dòng)——以探究為核心。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)。在本堂課的對(duì)氫氧化鋁和氧化鋁性質(zhì)的教學(xué)中，采用“提出問(wèn)題——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——提出假說(shuō)——驗(yàn)證假說(shuō)——得出結(jié)論——交流應(yīng)用”的模式。

活動(dòng)與探究一：Al2O3的性質(zhì)。

對(duì)氧化鋁的探究實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)：

第一組：打磨過(guò)和未打磨過(guò)的鋁條分別與鹽酸反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。

第二組：打磨過(guò)和未打磨過(guò)的鋁條分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同，激發(fā)學(xué)生深層次的思考，學(xué)生通過(guò)討論，了解到鋁條表面的氧化鋁先要與酸或堿反應(yīng)，然后內(nèi)部的鋁條才會(huì)反應(yīng)。

活動(dòng)與探究二：Al（OH）3的制備。

活動(dòng)與探究三：Al（OH）3的性質(zhì)。

將制備的Al（OH）3分裝在兩只試管中，分別滴加鹽酸和氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題明確任務(wù)后，自覺(jué)地緊緊圍繞任務(wù)進(jìn)行獨(dú)立思考，焦點(diǎn)問(wèn)題小組充分討論辨析，組間相互交流。學(xué)生在個(gè)人學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，既有獨(dú)立思考，又有互助協(xié)作、充分交流，相互啟發(fā)，相互爭(zhēng)論，發(fā)揮集體的智慧，從而取得突破性的成果，探索出未知的知識(shí)，獲得問(wèn)題的解決。

小結(jié)：通過(guò)學(xué)生交流與討論，歸納出有關(guān)鋁化合物的知識(shí)體系，建構(gòu)起物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的學(xué)科觀念，由此從感性的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知到化學(xué)觀念的建立，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)探究的熱情，最后學(xué)生交流鋁的化合物在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，讓化學(xué)再回歸到生活中，用化學(xué)的眼光看問(wèn)題，讓生活更多彩更健康，建立化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值觀和生活觀。