基于化學(xué)核心素養(yǎng)的真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)策略

摘 要：一個(gè)好的情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)真實(shí)、科學(xué)，立足教學(xué)目標(biāo)，包含學(xué)科核心知識(shí)，并依據(jù)學(xué)生原有認(rèn)知水平設(shè)計(jì)學(xué)科問(wèn)題，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)搭建“腳手架”，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的深層次思維，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。本文以“鎂的提取及應(yīng)用”課堂教學(xué)為例，分析了如何基于化學(xué)核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境。

關(guān)鍵詞：化學(xué)核心素養(yǎng);真實(shí)情境;化學(xué)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-9192（2021）21-0019-02

引 言

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要以復(fù)雜的、靈活多變的具體情境為載體，“化學(xué)教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的特征，包括針對(duì)性、主體性、真實(shí)性、啟發(fā)性、整體性”[1]。在“鎂的提取及應(yīng)用”的教學(xué)中，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，以加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解。

一、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生原有認(rèn)知水平

對(duì)“鎂的提取及應(yīng)用”的教學(xué)，教師應(yīng)先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生原有認(rèn)知水平創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，再根據(jù)真實(shí)情境生成學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，建構(gòu)學(xué)科核心知識(shí)，形成學(xué)科學(xué)習(xí)的思想和方法，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)，如圖1所示。

（一）教學(xué)目標(biāo)

在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師可以從顯性知識(shí)所蘊(yùn)含的學(xué)科觀念、方法、價(jià)值與學(xué)科核心素養(yǎng)等角度出發(fā)。結(jié)合《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》主題2的內(nèi)容要求和學(xué)業(yè)要求，我們制定的教學(xué)目標(biāo)如下。

（1）能結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，了解鎂及其化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用和對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用;能從元素化合價(jià)和物質(zhì)類(lèi)別角度，預(yù)測(cè)鎂及其化合物的化學(xué)性質(zhì)。

（2）能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)證據(jù)推理意識(shí);認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室獲取鎂的轉(zhuǎn)化途徑，感悟物質(zhì)轉(zhuǎn)化是有規(guī)律可循的，是需要條件的，以及反應(yīng)條件控制對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要作用，建立物質(zhì)性質(zhì)及制備的認(rèn)知模型。

（3）能結(jié)合所學(xué)知識(shí)和信息提示，從“方案科學(xué)性”“綠色化學(xué)”等角度選擇合適的生產(chǎn)原料，設(shè)計(jì)從海水中提取鎂的方案、評(píng)價(jià)方案，并提出優(yōu)化措施，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

（二）學(xué)生原有認(rèn)知水平

學(xué)生已了解到海水中蘊(yùn)藏著寶貴的資源，學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)等學(xué)科核心知識(shí)。學(xué)生已初步具備“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思維、實(shí)驗(yàn)操作基本技能和分析與解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力等，但設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的能力、工藝流程相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備仍較為欠缺。

二、教學(xué)組織

【情境1】提供科技、新聞素材——鎂合金在航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

學(xué)習(xí)任務(wù)：了解鎂及其合金的相關(guān)應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀。

問(wèn)題：鎂及其合金被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的原因是什么，你對(duì)鎂及其合金的性質(zhì)有哪些方面的認(rèn)識(shí)？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀、思考、回答、評(píng)價(jià)。

【情境2】播放鎂在氮?dú)庵腥紵囊曨l。學(xué)生從試劑瓶中取出鎂條，用砂紙除去表面氧化膜，用手“摸一摸”，設(shè)計(jì)探究鎂的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。

學(xué)習(xí)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)探究鎂的化學(xué)性質(zhì)。

問(wèn)題鏈：（1）鎂的活潑性如何？（2）結(jié)合鎂的原子結(jié)構(gòu)推測(cè)，鎂作為一種金屬單質(zhì)，可能與哪些常見(jiàn)物質(zhì)反應(yīng)？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論。（3）請(qǐng)從實(shí)驗(yàn)和理論角度比較鈉、鎂的活潑性。

學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻，觀察、描述鎂的物理性質(zhì)，推測(cè)鎂可能具有的化學(xué)性質(zhì)。

【情境3】（1）實(shí)驗(yàn)室欲制取少量金屬鎂，請(qǐng)結(jié)合“鎂的發(fā)現(xiàn)史”設(shè)計(jì)兩種以上制備方案，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提供試劑：MgO、MgCl2、MgSO4，其余任選。

（2）結(jié)合資料卡1～3，設(shè)計(jì)從海水中提取鎂的工藝流程，并從方案的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等角度，與小組成員交流方案的優(yōu)劣。

資料卡1：鎂在自然界中的存在形式及含量。

資料卡2：工業(yè)上提取鎂的兩種最常用工藝：電解法、硅熱法。

資料卡3：海水及其母液中c（Mg2+），幾種鎂的化合物的溶解度、熔點(diǎn)，常見(jiàn)的幾種堿的市售價(jià)格等信息。

學(xué)習(xí)任務(wù)：設(shè)計(jì)從海水中提取鎂的工藝流程，交流討論。

問(wèn)題鏈：（1）回顧所學(xué)金屬的冶煉方法，說(shuō)說(shuō)為何鎂的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了比較曲折的過(guò)程？（2）回顧“溴、碘的提取”工藝流程，包括哪幾個(gè)部分？（3）從化合價(jià)、物質(zhì)類(lèi)別兩個(gè)角度分析海水中的鎂元素轉(zhuǎn)化為金屬鎂發(fā)生了哪些變化？（4）富集鎂離子時(shí)選取何種沉淀劑？如何將Mg（OH）2轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鎂？為何不能用CO、H2等還原劑在高溫下還原氧化鎂？為何電解熔融MgCl2而不是MgO？哪些環(huán)節(jié)能提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀“鎂的發(fā)現(xiàn)史”，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取鎂的方案。小結(jié)金屬冶煉方法與其活潑性的關(guān)系。閱讀資料卡，設(shè)計(jì)、交流、評(píng)價(jià)方案。

課外延伸：白云石中提取鎂（皮江法煉鎂）相關(guān)素材。

學(xué)生活動(dòng)：課外查閱資料，對(duì)比電解法、硅熱法的優(yōu)缺點(diǎn)。

三、教學(xué)反思

“先行組織者”練習(xí)不是為了提高學(xué)生記憶新知識(shí)的能力，而是為了培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的理解能力和學(xué)習(xí)效果，強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)知識(shí)的保持和遷移。本節(jié)課的教學(xué)反思如下。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境以激發(fā)學(xué)生求知欲，建構(gòu)元素及其化合物性質(zhì)認(rèn)知模型

教師敘述“鎂及其合金的相關(guān)發(fā)展及應(yīng)用前景”新聞素材，讓學(xué)生了解鎂及其合金的廣泛應(yīng)用，打開(kāi)關(guān)于鎂的新“視”界;而后引導(dǎo)學(xué)生從鎂的原子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)類(lèi)別兩個(gè)角度，推測(cè)鎂的化學(xué)性質(zhì);再通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究等手段驗(yàn)證既有猜測(cè)。在探究鎂的化學(xué)性質(zhì)的過(guò)程中，教師通過(guò)鎂在氮?dú)庵腥紵曨l及鎂在CO2中燃燒的實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)沖突，更新、重整“N2、CO2不支持燃燒”的知識(shí)庫(kù)，對(duì)鎂的強(qiáng)還原性進(jìn)行再認(rèn)識(shí)。通過(guò)比較鎂、鈉分別與水反應(yīng)的現(xiàn)象，以及推測(cè)鎂與水反應(yīng)的產(chǎn)物，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)物，學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到分類(lèi)、對(duì)比、實(shí)驗(yàn)等科學(xué)方法在化學(xué)研究中的重要作用，培養(yǎng)了證據(jù)推理意識(shí)。

（二）模擬科學(xué)家探究過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神與創(chuàng)新意識(shí)

通過(guò)“鎂的發(fā)現(xiàn)史”實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移，學(xué)生能更好地理解、掌握金屬冶煉的本質(zhì)，感悟?qū)嶒?yàn)是進(jìn)行化學(xué)研究的重要手段，感悟科學(xué)探究過(guò)程的艱辛，以及感受取得最終成果的喜悅，激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

（三）體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)工藝流程，增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感

本節(jié)課教師通過(guò)給學(xué)生介紹“鎂在自然界中的存在形式”“工業(yè)冶煉鎂的技術(shù)”“常見(jiàn)幾種堿的市售價(jià)格”等開(kāi)闊學(xué)生視野;以設(shè)計(jì)海水中鎂的提取流程為主線索，建構(gòu)從海水中獲取化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)模型，包括原料預(yù)處理（或富集）、分離提純、核心反應(yīng)等主要流程，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)等因素。在該環(huán)節(jié)中，學(xué)生從微觀角度（離子反應(yīng)）分析物質(zhì)變化的本質(zhì)，選擇合適的試劑及反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目的，認(rèn)識(shí)到物質(zhì)變化是有條件的、反應(yīng)條件是可控的等，同時(shí)增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

結(jié) ?語(yǔ)

不同學(xué)段的學(xué)生在認(rèn)識(shí)問(wèn)題的深度、知識(shí)技能的整合程度、解決問(wèn)題的思維方式和探究模式上存在明顯差異。因此，在創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境時(shí)，教師應(yīng)合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，或幫助學(xué)生在課堂上掃清思維障礙、順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)，或驅(qū)動(dòng)學(xué)生在課外自主查閱資料、探究，從而真正培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。一堂課能解決的問(wèn)題畢竟有限，教師可提供若干素材，設(shè)計(jì)課后分層作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)完成課后作業(yè)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

[參考文獻(xiàn)]

孫會(huì)杰.化學(xué)課堂教學(xué)情景有效性的分析：以“評(píng)優(yōu)課”為例[D].石家莊：河北師范大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：楊少芬（1982.12-），女，福建晉江人，中學(xué)一級(jí)教師，本科學(xué)歷。