基于“海水中的元素”的深度學(xué)習(xí)

張堅

【摘要】“海水中的元素”是魯科版高中必修化學(xué)一第三章第四節(jié)的內(nèi)容，本文從深度學(xué)習(xí)角度探討如何認(rèn)真閱讀課程標(biāo)準(zhǔn)，更好地開展教學(xué)，并培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí) 課程標(biāo)準(zhǔn) 元素化合物 工業(yè)流程

【基金項目】本文為福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度常規(guī)課題立項課題《基于學(xué)習(xí)進階理論的高中化學(xué)深度學(xué)習(xí)研究》論文，課題編號FJJKXB17-318。

【中圖分類號】G633.8 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）39-0165-02

2018年1月，教育部發(fā)布新的高中課程標(biāo)準(zhǔn)，對于我們中學(xué)教師來說，如何更好地理解課程標(biāo)準(zhǔn)，并將其應(yīng)用到日常的教學(xué)中，是一項很重要的工作，本文結(jié)合深度學(xué)習(xí)，以《海水中的元素》這一節(jié)第一課時為基礎(chǔ)，來談?wù)剬φn程標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

1.對課題的理解

《海水中的元素》是魯科版高中必修化學(xué)一第三章第四節(jié)的內(nèi)容，前期學(xué)生已經(jīng)學(xué)過高一階段絕大部分常見的金屬或非金屬元素，在本節(jié)中涉及到的元素有鎂、溴和碘，一般來說，第一課時會接觸到鎂的相關(guān)知識，第二課時再接觸到溴和碘。

在日常的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多教師把本節(jié)定為具體的元素化合物如鎂、溴、碘性質(zhì)的學(xué)習(xí)，以第一課時為例，實際上在課標(biāo)并未直接列出關(guān)于鎂的相關(guān)要求，舊課標(biāo)的具體要求是：“以海水資源的綜合應(yīng)用為例，了解化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的作用，認(rèn)識化學(xué)在自然資源綜合利用方面的重要價值?！毙抡n標(biāo)的具體要求是：“5.3 化學(xué)在自然資源和能源綜合利用方面的重要價值：……以海水、金屬礦物、煤、石油等的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法?！?/p>

新課標(biāo)在該部分的“學(xué)習(xí)活動建議”中，還要求學(xué)生進行調(diào)查與交流討論，查閱海水資源及其利用的相關(guān)資料。并在“資源開發(fā)與能源利用”中提到了“海水的淡化”。

所以無論是舊課標(biāo)還是新課標(biāo)，均未直接列出要求我們將重點放在鎂的性質(zhì)的學(xué)習(xí)，而應(yīng)該僅是以鎂的提取為例，通過對海水中元素形態(tài)、含量與提取工藝關(guān)系的分析，認(rèn)識化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用，并以海水資源及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)，推廣到學(xué)習(xí)依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，感悟化學(xué)在自然資源綜合利用的價值。

2.教材的處理

2.1基本要求

由于本節(jié)課的重點是需要學(xué)習(xí)依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，所以就不能僅將眼光注視在鎂的性質(zhì)上，可以將教學(xué)目標(biāo)定為：

（1）通過閱讀與交流，知道海水中元素多樣性及主要存在形態(tài)；（2）通過實驗觀察，歸納鎂重要性質(zhì)；（3）通過氯堿工業(yè)和海水提鎂工藝的分析，了解相關(guān)化學(xué)原理。

在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材中的一些概念，如海水淡化、常量元素和微量元素、曬鹽、提鎂等，并與自己學(xué)習(xí)中的前概念進行對照，為學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

同時以本節(jié)課中出現(xiàn)的各部分內(nèi)容來引導(dǎo)學(xué)生思考和探究，比如說“海水中對Mg2+進行富集，是否可以直接往海水中加沉淀劑？”“在二次富集中加沉淀劑時，加哪一種堿比較好？”“工業(yè)生產(chǎn)和實驗室做實驗有哪些方面的不同，需要考慮哪些因素？”等等。

2.2片段設(shè)計

在本節(jié)課中，有幾個點需要認(rèn)真處理：（1）海洋中元素的含量；（2）人類可以利用海洋中的哪些資源？（3）用什么方法從海洋中得到資源？（4）為什么要用不同的流程來從海洋中得到所需的資源？

像學(xué)生對海洋的前概念中，人類第一個利用的應(yīng)該是曬鹽，特別是初中，有相關(guān)的粗鹽的提純這一類的實驗，給學(xué)生以深刻的印象?？墒窃诤Ｑ笾校孔畲蟮囊徊糠智∏∈撬?，因此在此處教師應(yīng)該對“海水淡化”做認(rèn)真的處理，打破學(xué)生頭腦中舊有的前概念，真正用科學(xué)的方法來學(xué)習(xí)對海洋中的元素的利用。

例：（廈門市中考題） 鼓浪嶼周邊海域的海水中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素是（ ）

A.H B.O C.Na D.Mg

如果學(xué)生誤以為是NaCl，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大也應(yīng)該是Cl，用這樣一個題目就可以幫助學(xué)生打破舊知，建立新知。

2.3學(xué)習(xí)進階

學(xué)生在了解了海水淡化和海水曬鹽以后，就可以進行提升一個緯度的學(xué)習(xí)進階。例如如果僅從海水曬鹽，僅通過物理變化，我們只能夠得到自然界中已經(jīng)存在的物質(zhì)。化學(xué)則可以幫助我們通過認(rèn)識世界，進而依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法，創(chuàng)造新物質(zhì)，創(chuàng)造一個全新的“自然界”。

在這里的教學(xué)中，氯堿工業(yè)的引入正值其時，雖然沒有深入學(xué)習(xí)氯堿工業(yè)的細(xì)節(jié)，但在必修階段，學(xué)生就能夠在原有的認(rèn)知基礎(chǔ)上，提升認(rèn)識，意識到化學(xué)在自然資源綜合利用的價值，也為未來高二階段選擇化學(xué)的同學(xué)打下了很好的臺階。

2.4深度學(xué)習(xí)

通過設(shè)立問題串，可以幫助學(xué)生進入深度學(xué)習(xí)，如：（1）為什么通過富集以后，Mg2+的濃度增大以后，還需要將它轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2，再轉(zhuǎn)化為MgCl2？（2）為什么要在此處學(xué)習(xí)Mg和CO2的反應(yīng)？等等。

引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，深度學(xué)習(xí)后，就可以發(fā)現(xiàn)，如果僅僅從海水轉(zhuǎn)變成苦鹵，Mg2+的濃度增大，但是它的量仍然較少，達不到工業(yè)上的需要，就需要進行二次富集，通過轉(zhuǎn)變?yōu)镸g（OH）2，再轉(zhuǎn)化為MgCl2，就可以大大提高Mg2+的濃度，達到工業(yè)上的要求，這方面實際上是通過對海水中元素形態(tài)、含量與提取工藝關(guān)系的分析，結(jié)合“常量元素”、“微量元素”的學(xué)習(xí)也幫助學(xué)生用定量觀來分析和解決問題，幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用。

另外為什么要在此處學(xué)習(xí)Mg和CO2的反應(yīng)呢？因為在學(xué)生的前概念中，對金屬冶煉最深刻的就是活潑金屬置換法和碳（氫氣）還原法，同時他們認(rèn)為CO2是一種很惰性的氣體，初中甚至用它來滅火。而本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，通過隨堂實驗，他們發(fā)現(xiàn)鎂條居然能夠在CO2中劇烈燃燒，在詫異的同時，雖然沒有學(xué)過反應(yīng)熱、化學(xué)鍵等方面的知識，但是也能夠深入思考鎂條一定具備很活潑的性質(zhì)，而太活潑的金屬，是不能通過簡單的熱分解法、碳還原法等等來冶煉的，這時就能夠理解為什么要通過電解才能得到鎂單質(zhì)，更一步可以推導(dǎo)到“鎂燃燒需要用什么物質(zhì)來滅火？”從而達到深度學(xué)習(xí)的效果。

3.教學(xué)反思

高中化學(xué)的學(xué)習(xí)方法要求學(xué)生具備“閱讀、思考、表達”三個維度，本節(jié)課中的大量知識，需要學(xué)生通過閱讀來學(xué)習(xí)，所以教材中無論是海水中的元素，還是海水提取鎂的工業(yè)流程，都應(yīng)由學(xué)生來閱讀完成，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

教材中難點在于對鎂的提取的分析，在這里首先要引導(dǎo)學(xué)生對所具備的已有知識進行整理和回憶，也就是對“前概念”進行回憶，通過分析海水中鎂的存在形態(tài)，來引導(dǎo)學(xué)生回憶金屬單質(zhì)的提取辦法，在這方面可以培養(yǎng)他們“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的化學(xué)核心素養(yǎng)。

本節(jié)課注重海洋資源的綜合利用，一方面從淡水、食鹽、鎂、碘、鋰、鈾等元素的提取和用途，體現(xiàn)了化學(xué)的正面價值，體現(xiàn)了正能量。另一方面幫助學(xué)生學(xué)會如何認(rèn)識教材，并通過教材來完成化學(xué)的學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)的最佳方法。

本節(jié)課可以通過師生間的互動，增進彼此的交流。通過對實驗現(xiàn)象的觀察，過渡到實驗結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力；通過化學(xué)方程式的互推，促進學(xué)生形成模仿記憶書寫化學(xué)方程式的習(xí)慣，而不是單純死記硬背。但本節(jié)課的理論信息過于濃厚，未充分貼近生活，也缺乏額外的探究實驗，時間上也不充實，教師不容易做到太多創(chuàng)新。

4.結(jié)語

新課程改革經(jīng)歷了好多年，縱觀我們目前的中學(xué)教學(xué)，仍然有很多教師沒有轉(zhuǎn)換觀念，在備課和平時的教學(xué)中，只關(guān)注教材，最多只是看些課外的參考書，并沒有認(rèn)真閱讀課程標(biāo)準(zhǔn)，沒有把握“我們是用教材來教，而不是教教材”的理念。

隨著新課標(biāo)的頒布，作為一線教師，我們應(yīng)該認(rèn)真研討課標(biāo)、解讀教材，明確每節(jié)課的課堂目標(biāo)和課標(biāo)的要求，關(guān)注知識技能、文化情感和思維策略，精心設(shè)計和優(yōu)化課堂，才能真正實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

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