“物質制備”教學中化學核心素養(yǎng)培養(yǎng)的實踐與感悟

余培旺 莊陽彬

摘要：物質的制備是元素化合物教學的重要內容之一。本節(jié)課介紹了福州高級中學莊陽彬老師執(zhí)教的“鎂的提取和應用”省級示范課，對本節(jié)課的過程與特色進行了觀察與思考，認為采用數(shù)據(jù)引路和問題驅動教學法能夠很好地培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)，并收到很好的教學效果。

關鍵詞：問題教學法;化學核心素養(yǎng);物質制備

文章編號：1008-0546（2019）10-0066-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.018

2018年11月，筆者有幸觀摩了福州高級中學莊陽彬市級骨干教師執(zhí)教的“鎂的提取與應用”省級示范課。本節(jié)課主要包含鎂的用途、鎂的提取、鎂的性質及保存四部分內容。由于知識點多，課堂容量大，本文選取最精彩的前兩部分進行評述。莊老師以數(shù)據(jù)引路，結合問題教學法和類比遷移法，將“證據(jù)數(shù)據(jù)化，知識問題化，問題情境化”，層層遞進，步步深人，讓學生深刻體會到物質制備及工業(yè)生產(chǎn)流程設計的一般思路，并且在教學過程中使學生的化學核心素養(yǎng)得到發(fā)展。

一、教學設計概述

莊老師以“鎂在生產(chǎn)生活中的應用”引入新課，自然過渡到“鎂的制備”。通過圖片、數(shù)據(jù)表格展示，以及問題驅動和類比遷移等措施完成知識的建構。最后引導學生用物質的轉化來表示“海水提鎂”流程圖，達到歸納梳理，知識升華的教學效果。具體過程如下：

[提問]“鎂”字怎么寫？

[PPT]展示“鎂”的字形。

[過渡]由“鎂”的字形不難看出，鎂有“美麗的金屬”之意，它的美不僅表現(xiàn)在外在美，更重要的是內在之美。

[PPT2]展示火箭、導彈、手機、自行車及跑車等鎂合金制品的圖片。

[提問]這些用途利用了鎂及其合金的哪些性質？

[小結]金屬鎂質輕;鎂合金的強度高，機械性能好。金屬鎂享有“國防金屬”的美譽。

[設問]金屬鎂與我們的生活關系如此密切，那我們如何制取金屬鎂？

[PPT3]展示菱鎂礦等含鎂礦石圖片及海水中幾種氯化物的含量柱狀圖，并指出海水中MgCI～的含量大約為0.06mol·L^-1，為下一步實驗探究做好鋪墊。

[追問]如何從海水中獲得金屬鎂？

[分組實驗]如表1所示。

[過渡]實驗表明，海水中直接加沉淀劑并不容易獲得沉淀。因此，加沉淀劑之前必須對鎂進行富集。

[追問]如何富集Mg²⁺？

[結論]海水進行蒸發(fā)，分離出粗鹽，從留下的母液中提取鎂。

[提問]Mg²⁺轉化為什么沉淀比較合適？你的理由是什么？

[PPT4]展示表2。

[對比小結]Mg（OH）2溶解度最小，轉化為Mg（OH）2最合適。

[追問]沉淀劑如何選擇？你的理由是什么？

[PPT5]展示表3。

請從可持續(xù)發(fā)展的角度分析哪種方法更符合未來的發(fā)展。

二、課堂觀察與教學評析

“‘鎂字怎么寫？”看似一個簡單的問題，實則引發(fā)學生的無限遐想，把學生的注意深深地吸引到課堂之中。學生在這個問題的指引下，輕松地進入到新課的學習。

1.創(chuàng)設生活情境，引入新課教學

通過展示學生生活中常見的手機外殼、自行車架、跑車車架以及火箭、導彈部件，使學生認識到鎂原來離我們的生活這么近，鎂有如此廣泛的用途，體驗鎂的內在之美。從而對新課的學習產(chǎn)生強烈欲望，學生的學習熱情被充分調動起來。整節(jié)課上，全班同學積極思考，踴躍發(fā)言，全神貫注地投入到課堂活動之中，深度融入課堂教學。

2.問題導向教學，重視能力培養(yǎng)

莊老師將本節(jié)課設計成若干個問題，問題之間環(huán)環(huán)相扣，步步深入，脈絡清晰地將教學思路呈現(xiàn)在學生面前，學生在這些問題的解決過程中逐步達成對知識由淺到深的全面理解。建構主義認為，問題可以為知識的建構指明思維方向并提供動力。以問題為中心，讓學生通過積極的思維來解決問題，不僅學會了知識，還掌握了方法，形成了能力。

莊老師在問題的設計過程中，重視以下幾點：（1）啟發(fā)性。每個問題都緊扣教學主題，啟發(fā)學生積極思考，讓學生對學習任務形成清晰思路。（2）關聯(lián)性。注意問題間的內在邏輯，問題層層遞進，步步深化，讓學生置身于真實的問題情境之中，在問題的解決過程中逐步達成對“海水提鎂”流程的建構，在此基礎上提煉出“物質制備”的一般認識思路，并用流程圖的形式對這一認識思路顯性化，學生按此思路就能進行知識遷移，對其它物質的制備進行推理判斷。（3）層次性。先提出低層次問題，再拋出較深層次的問題。比如“電解水溶液還是熔融鹽？電解何種物質？選擇依據(jù)是什么？”先提問“是什么”，再追問“為什么”。讓學生不僅了解問題的表面，還認識問題的本質。

3.深度把握得當，利于學生理解

在講到六水合氯化鎂晶體制無水氯化鎂時，提到“在HCI氣氛中加熱”，但只點到為止，并未深入解釋為什么要這樣做。這樣有效把握了教學的深度，有利于學生的理解接受，又為學生留下了一定的想象空間，有助于激發(fā)學生進一步探索的欲望。

4.提供信息資料，增強感性認識

莊老師在本節(jié)課上引用了大量的圖片、圖表等資料，如鎂及其合金的應用圖片，鎂礦石圖片，海水中幾種物質的含量柱狀圖，從海水中提鎂的流程圖，還有三張數(shù)據(jù)表格（溶解度對比表、試劑價格表和熔點對比表）。為學生提供了豐富的直觀材料，創(chuàng)設真實的情境，增強了學生的感性認識，也為問題的解決提供了充分證據(jù)。

三、教學實施效果感悟

這是一節(jié)問題驅動與核心素養(yǎng)導向的“物質制備”課，在莊老師的巧妙設計和精心組織下，取得了很好的教學效果。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.整合原有知識，巧用類比遷移

在講到鎂的冶煉時，莊老師并沒有直接給出電解熔融氯化鎂，而是利用學生已知的金屬鈉、鐵、銅的冶煉方法，通過類比遷移以及不同方法的優(yōu)劣對比分析，得出鎂的最佳冶煉方法——電解氯化鎂的熔融物。在此過程中，學生分析問題、解決問題的能力獲得提升，思維能力得到發(fā)展。同時增強了學生的經(jīng)濟意識、成本意識，培養(yǎng)學生正確價值觀和社會責任感。

2.素養(yǎng)導向教學，發(fā)展核心素養(yǎng)

莊老師在傳授化學知識的過程中，十分重視化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。具體表現(xiàn)在：（1）通過學生分組實驗，對比不同濃度的氯化鎂溶液與不同的堿溶液反應現(xiàn)象的差異，理解氯化鎂溶液與堿溶液反應的本質。培養(yǎng)學生從問題出發(fā)，積極進行實驗探究，激發(fā)學生勤于實踐，善于合作，勇于創(chuàng)新的精神，體現(xiàn)了科學探究和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。（2）學生分組實驗的結果也驗證了為什么不在海水中直接加沉淀劑，而要富集后再加沉淀劑的原因，體現(xiàn)了“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)培養(yǎng)。（3）通過展示“三表”，為學生提供必要的數(shù)據(jù)信息，學生在分析對比表中數(shù)據(jù)的過程中，自然找到解決問題的答案。以數(shù)據(jù)說話，再次凸顯了“證據(jù)推理”的學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)。（4）通過“海水提鎂”的學習，使學生初步提煉出物質制備的一般流程“富集一提純一冶煉”，形成認知模型，培養(yǎng)學生“模型認知”的核心素養(yǎng);同時，也讓學生認識化學學習的社會價值，培養(yǎng)社會責任感。（5）最后的“拓展知識”，不僅開闊了學生的知識視野，還能增強學生節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的意識，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任。（6）指導學生從物質轉化的角度來表示鎂的提取工業(yè)流程圖，在此過程，教師提供初始示范，讓學生順著老師的示范完成剩余部分，也體現(xiàn)了核心素養(yǎng)導向教學。

3.及時反饋評價，體現(xiàn)“教、學、評”一體化

海水提鎂過程中反應方程式的書寫以及流程圖的繪制，是學生思維方法的外顯，課堂上對學生的習作及時展示反饋，加以恰如其分的點評，可以對學生的學習質量和化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平給予準確把握，有助于學生鞏固學習成果，修正思維偏差，達到“教、學、評”一體化。

在化學教學實踐中，教師要充分認識化學核心素養(yǎng)對學生終身發(fā)展的重要性，有目的、有計劃地進行素養(yǎng)為本的教學設計。唯有這樣，化學課堂教學才能真正實現(xiàn)從教書走向育人，通過化學課堂教學促進學生化學核心素養(yǎng)發(fā)展。