朱桂華

摘 要：以金屬活動性等核心概念為載體，分析相關(guān)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)結(jié)點。基于知識關(guān)聯(lián)設(shè)計實驗情境，學(xué)生在解決問題的過程中，頭腦中逐步建立知識的結(jié)構(gòu)化，思維能力得到提升，素養(yǎng)得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬活動性;結(jié)構(gòu)化

一、問題提出

在現(xiàn)行教育模式下，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生知識的獲得往往是以記憶為主。這種學(xué)習(xí)方式下學(xué)生獲得的知識往往是淺表性的，缺乏本原性;在學(xué)生頭腦中的儲存方式是散點式的而非結(jié)構(gòu)化的，不具有可遷移性。因此，不利于學(xué)生能力的提高，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)更是無從談起。

面對現(xiàn)狀，我們該如何改變呢？筆者認(rèn)為：學(xué)生只有在深入理解化學(xué)核心概念的基礎(chǔ)上，通過建立觀念的結(jié)構(gòu)化，以形成思維的邏輯化、有序化，才能真正發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者以《金屬的冶煉》一課為例，作了一些嘗試。

二、教學(xué)過程設(shè)計

提出問題：“以Fe、CuO、H2SO4三種物質(zhì)為原料，用不同方法制取銅。”

1.運用類比思維，領(lǐng)會核心概念，促進學(xué)生認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化

以氫氣還原氧化銅為線索，可以比較梳理木炭、CO等物質(zhì)還原CuO的原理。并在此基礎(chǔ)上通過對不同裝置進行比較，加深學(xué)生對有關(guān)原理的認(rèn)識。還可以通過對創(chuàng)新實驗裝置的分析，進一步提高學(xué)生分析問題的能力。如：盛有氫氧化鈉溶液集氣瓶的作用：不僅可以除去CO2，同時還能收集到CO。

在理解了通過還原法獲得銅的基礎(chǔ)上，就可以進行類比以幫助學(xué)生理解還原法獲得鐵的方法。以木炭（C）、H2、CO等為還原劑也能將鐵從Fe2O3、Fe3O4等氧化物中還原出來。也可以拓展用較活潑的金屬鋁將鐵還原出來，即鋁熱反應(yīng)。這些知識分布在教材的不同章節(jié)，在復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，以“還原性”這一核心概念統(tǒng)領(lǐng)火法冶煉銅和鐵的原理，有助于學(xué)生知識的結(jié)構(gòu)化。

2.解決真實問題，完善原有認(rèn)知，促進學(xué)生認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化

既然是火法冶煉金屬，必然離不開燃燒等現(xiàn)象。因此，在分析有關(guān)鐵的冶煉過程中，可充分利用相關(guān)情景復(fù)習(xí)燃燒、爆炸的條件。人教版教材上是這樣描述爆炸的：“可燃物在有限的空間內(nèi)急劇地燃燒，就會在短時間內(nèi)聚積大量的熱，使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。”學(xué)生往往不能很好地理解爆炸的條件。

在分析實驗操作時，我們往往會反復(fù)強調(diào)要先通入一氧化碳排盡玻璃管內(nèi)空氣，為什么要這樣操作呢？學(xué)生似乎只是記住了結(jié)論：防止一氧化碳不純引起爆炸。為什么有引起爆炸的可能？學(xué)生并不能很好地解釋。因此，在教學(xué)中可利用該裝置做進一步分析：容器中有氧氣、一氧化碳（可燃物），在用酒精噴燈加熱時能使一氧化碳的溫度達(dá)到著火點。因此，具備了燃燒所需的條件。同時，密閉的體系就是有限的空間，則具備了爆炸的條件。通過該真實問題的分析有助于學(xué)生理解爆炸的條件。另外，也可以在分析尾氣處理的方法時，再次復(fù)習(xí)燃燒的條件，一氧化碳為可燃物、空氣中有氧氣，燃燒的酒精燈能使一氧化碳的溫度達(dá)到著火點。

還可以展示教材中的圖8-18我國古代煉鐵圖，提出問題：“從促進燃燒的角度看，兩人推動風(fēng)箱的作用是什么？”學(xué)生的回答可以很好地反映出其對燃燒條件的理解情況。教學(xué)中，通過真實情景、真實問題的解決，可充分調(diào)動學(xué)生的積極性，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，激勵學(xué)生主動探究，提高學(xué)習(xí)效率。

在此背景下，可以引出工業(yè)煉鐵的方法。對工業(yè)煉鐵原理的理解可建立在對煤爐中發(fā)生的反應(yīng)的認(rèn)識基礎(chǔ)上。結(jié)合對燃燒以及一氧化碳還原性的認(rèn)識，學(xué)生能較好地理解工業(yè)煉鐵的基本原理。

3.凝練基本原理，構(gòu)建知識體系，促進學(xué)生認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化

在對火法煉銅、煉鐵的原理有了較充分的認(rèn)識之后，學(xué)生自然會聯(lián)想，是否還可以使用這種方法冶煉其他金屬呢？教師可以趁熱打鐵，展示九年級下冊21頁的課后習(xí)題第4題：“我國古代將爐甘石（ZnCO3）、赤銅（Cu2O）和木炭粉混合后加熱到約800℃，得到一種外觀似金子的鋅和銅的合金，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式（提示：ZnCO3加熱可分解為ZnO）?！笨捎蓪W(xué)生分析銅和鋅獲得的方法，并及時練習(xí)有關(guān)化學(xué)方程式的書寫，還可以回顧“合金”的含義。

復(fù)習(xí)了以上幾種金屬的冶煉方法，就能啟發(fā)學(xué)生進一步思考。其他金屬可由什么方法獲得呢？教師可以鼓勵學(xué)生積極思考，學(xué)生能夠主動回顧有關(guān)汞、金、銀等金屬的獲得方法。顯然，獲得金屬的方法并不唯一，此時，如果采用機械記憶的方法，則不利于發(fā)展學(xué)生的智力。唯有將知識結(jié)構(gòu)化，才能促使學(xué)生的思維有序化，提升學(xué)習(xí)力。將以上金屬納入“金屬活動性順序”，并以不同獲得金屬的方法為依據(jù)對金屬進行切分，學(xué)生隱隱約約會覺得其背后似乎有什么規(guī)律，卻難以用語言表達(dá)。啟發(fā)學(xué)生從反應(yīng)原理的角度判斷，活動性較強的金屬容易獲得還是活動性較弱的金屬容易獲得？顯而易見，金屬活動性較弱的金屬更容易獲得。金屬活動性越強，那么，金屬元素與氧元素等結(jié)合得就越牢固，要獲得金屬單質(zhì)就越難。當(dāng)然這只是一種樸素的觀點，現(xiàn)代化學(xué)對金屬活動性有著嚴(yán)格的定義。在對金屬活動性概念建立了樸素的理解之后，就能激發(fā)學(xué)生思考，活動性更強的金屬如何冶煉呢？可以通過信息給予，讓學(xué)生初步了解鋁的冶煉方法以及鎂的冶煉方法，幫助學(xué)生建立較為完整的知識體系。

三、教學(xué)反思

1.問題統(tǒng)領(lǐng)，注重類比遷移

本課通過提出問題引出銅的冶煉方法，對比銅的冶煉方法，使學(xué)生認(rèn)識還原法冶煉金屬的一般原理和基本操作，在此基礎(chǔ)上比較鐵的冶煉原理。

2.老調(diào)新彈，注重知識應(yīng)用

在煉鐵的真實情景下復(fù)習(xí)燃燒、爆炸的相關(guān)知識，同時復(fù)習(xí)工業(yè)煉鐵的基本原理。

3.一線串珠，注重內(nèi)在聯(lián)系

有了對鐵、銅冶煉方法的認(rèn)識之后可遷移得知鋅的冶煉。通過學(xué)生回顧可知汞、銀、金等金屬獲得的方法。通過信息給予可獲知鎂、鋁等金屬獲得的方法。將不同金屬獲得的方法納入金屬活動性順序，構(gòu)建起有序的、結(jié)構(gòu)化的知識，可進一步提高學(xué)生的認(rèn)識，有助于學(xué)生對核心概念的理解，達(dá)到較好的教學(xué)效果。