元素化合物課堂教學過程研究

劉凱 陳燕

摘 ? 要：元素化合物傳統(tǒng)教學模式以學生獲得知識技能為目標，以接受學習為主的學習方式，忽視了過程體驗與情感態(tài)度等目標達成。本文擬通過“鐵鹽和亞鐵鹽”一課內(nèi)容的教學為例，探討在課堂上建構知識體系過程中如何融入化學理論，滲透學科思想和方法，加強化學教學內(nèi)容與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，以及實驗探究能力的培養(yǎng)。從較高的層次上把握元素化合物的知識，提高學生的學習和研究的學科素養(yǎng)。

關鍵詞：問題驅(qū)動;實驗探究;過程診斷;知識建構

在元素化合物教學中，教師應當設置目標任務，通過問題驅(qū)動，學生實驗探究，提出自己的見解，當堂診斷分析學生的課堂感知和思維狀態(tài)，在肯定課堂上學生思維的閃光點同時，判斷和查明學生學習過程的出現(xiàn)的思維障礙。及時發(fā)現(xiàn)并跟進彌補學生完成本課目標建構所需要的已有知識儲備的缺陷，通過互動交流，達到學生對新知識的建構和理解。本研究以具體的教學案例，與同行探討構建一種可操作化的元素化合物的教學模式。

1 ? 問題提出

前不久筆者走進了廣東省化學名師學員的課堂，有幸觀賞了人教版“鐵鹽和亞鐵鹽”的觀摩課教研活動。感悟頗多，對元素化合物的教學多了一番新的理解。

這堂課執(zhí)教教師以學生分組討論的形式，讓學生動手合作完成實驗，從而鑒別鐵鹽和亞鐵鹽兩者的性質(zhì)以及區(qū)別。本課執(zhí)教教師在課的開始就提出了一個挑戰(zhàn)性的任務：“如何鑒別未標明標簽的A、B兩溶液？（一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3與FeSO4的混合溶液）”。在這個任務的驅(qū)動下，學生運用已有的化學知識，通過實驗的方式來解決該問題。在這個過程中，教師適時給予學生點撥與啟發(fā)。學生實驗從失敗到成功，最后順利地完成了挑戰(zhàn)，并明白了鐵離子與亞鐵離子的性質(zhì)與區(qū)別。本案例的亮點在于：（1）學生的自主性學習得到充分的體現(xiàn)，初步實現(xiàn)了科學探究的一般過程;（2）在教學模式上重視學生動手能力與思維能力的培養(yǎng)。通過觀摩學習，結合自身的教學實踐的理解，提出一堂成功的元素化合物教學模式是以認識一種物質(zhì)還是一類物質(zhì)的教學，是以學科核心知識還是以凸顯化學學科的社會功能、學科素養(yǎng)的形成的教學，將與同行探討。

通過對本課教學設計與實錄的分析，本課教學過程模式分五個環(huán)節(jié)，主要教學內(nèi)容結構如下所示：

目標導向：引出問題——知識準備、實驗探究——課堂診斷、發(fā)現(xiàn)問題——總結分享、自主建構——課后體驗、學以致用。

2 ? 教學過程

2.1 ? 目標導向引出問題

[挑戰(zhàn)任務]本堂課的“大挑戰(zhàn)”任務：有A、B兩瓶溶液，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，通過本課學習你能確定A、B成分，并貼上標簽嗎？

設計點評：問題設置與課的內(nèi)容主題“貫通”，在課的開始教師就提出具有挑戰(zhàn)性任務，做到化繁為簡，目標導向明了，根據(jù)學生已有的儲備，組織學生完成學習任務。

2.2 ? 知識準備、實驗探究

Fe3+和Fe2+檢驗方法：

（1）說說學習新課前，你掌握了哪些檢驗Fe3+和Fe2+的方法？（盡量用離子方程式表示）

設計點評：為了完成以上挑戰(zhàn)任務，教師引導學生根據(jù)已有的學習知識經(jīng)驗，在課堂上你說我說地說出檢驗Fe3+和Fe2+的方法：如看顏色、加NaOH溶液等檢驗。

（2）完成實驗3-10后，思考與交流：你是否學到檢驗Fe3+和Fe2+的新方法了？能檢驗含F(xiàn)e3+的溶液中存在的Fe2+嗎？

設計點評：學生通過課前學案學習、課內(nèi)學習交流、討論，通過教師提供的藥品探究實驗3-10，能說出用KSCN溶液檢驗Fe3+。但對教師設置的“能檢驗含F(xiàn)e3+的溶液中存在的Fe2+嗎？”問題，學生產(chǎn)生了一時還是無法解決的疑難點。筆者認為課堂上所設置的認知過程中的這一驅(qū)動性問題，可以很好地讓學生積極思考、躍躍欲試，為挑戰(zhàn)下一個教學目標做好了鋪墊，這是課的良好開端。

2.3 ? 課堂診斷、發(fā)現(xiàn)問題

Fe3+和Fe2+相互轉(zhuǎn)化：

（1）從價態(tài)升降角度分析Fe3+和Fe2+各有什么性質(zhì)？

設計點評：元素化合物課的設計或明或暗有兩條線滲透教學全過程，即類別線和價態(tài)線貫穿始終，而暗線（價態(tài)線）雖“筆墨”不多，但其靈魂無處不在，起著“形散而神不散”的功效，身在其中穿針引線。所以，從價態(tài)升降角度分析，可以說是涉及氧化還原及價態(tài)變化的元素化合物教學一個重要環(huán)節(jié)。

（2）請通過實驗感知：①Fe3+→Fe2+，②Fe2+→Fe3+。

實驗桌面上可選用藥品：銅粉、鐵粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、新制氯水、過氧化氫溶液、酸性高錳酸鉀溶液、稀硝酸、KSCN溶液。

設計點評：這種菜單式學生選擇性實驗探究是本課又一個亮點，讓學生真正自主“玩”實驗，通過實驗感知了Fe3+和Fe2+可以相互轉(zhuǎn)化的本質(zhì)所在。在實驗基礎上，教師引導學生通過主動、積極思維得出結論，這樣，可激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)了學生的觀察能力、綜合分析問題的能力、學習遷移的能力。但課堂教學是動態(tài)的生成，在教學實施過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學生對氧化還原反應概念理論不夠清晰明確，顯得有些混亂，說明元素化合物教學設計中理論的指導是十分必要的。有了氧化還原反應原理的指導，學生對實驗藥品的選擇就明了，對Fe3+和Fe2+相互轉(zhuǎn)化理解就有足夠的深度。所以教學中要盡量耐心順著學生的認知思維過程，發(fā)現(xiàn)問題并與學生進行深層的思維對話交流，了解學生的思維水平并找到他們的思維短板，進行課堂教學過程性診斷，讓學生辨析概念，提升思維能力。在此基礎上加以引導，給予學生自主提練出解決這一類問題的方法，這就是元素化合物課要突出教學的診斷性功能。

2.4 ? 總結分享、自主建構

總結Fe3+和Fe2+的性質(zhì)：

（1）你說我說大家都來說：Fe3+和Fe2+有哪些性質(zhì)？

（2）根據(jù)鐵的氧化物、氫氧化物的性質(zhì)和Fe3+、Fe2+的性質(zhì)，說說你可從哪些角度去認知某種物質(zhì)的性質(zhì)？

設計點評：一堂課接近尾聲時，適當?shù)目偨Y與分享是必要的。分類觀和價態(tài)觀兩種思想對元素化合物的學習相當?shù)闹匾Ｋ粌H僅是對本課教學知識的總結，還可以將本課知識通過縱向橫向兩個維度貫穿形成關系網(wǎng) [1 ]。所以若沒有構建形成有序的知識線，元素化合物的知識仍是一盤散沙，分類觀和價態(tài)觀起到授之以魚不如授之以漁之功效。

[完成挑戰(zhàn)]這兩瓶溶液A、B，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，你能確定A、B成分嗎？

設計點評：課上教師要求學生先小組內(nèi)交流討論、設計出實驗方案，再菜單式選擇藥品學生動手實驗驗證。筆者認為實驗方案的制定需要理論的指導，沒有合理的、科學的實驗方案，實驗的體驗往往是盲目的。其實若掌握了原理，根據(jù)實驗桌面上藥品選用酸性高錳酸鉀溶液就可以鑒別。本課在學生課堂的實驗匯報中，筆者看到了執(zhí)教教師沒有打斷學生對各組實驗方案的反饋。教師在不失時機地不斷鼓勵：實驗不是簡單的動手實驗，我們希望成功，若失敗了也是可以分享你所設計的失敗方案，但要找到失敗原因，要用實事求是的態(tài)度對待科學，從而使學生切實體會到“科學來不得半點的虛假”。由于整個課堂過程是通過學生實驗并觀察現(xiàn)象，掌握化學事實再匯報。而實驗由于量的控制、操作的不規(guī)范，有時課堂上學生認識出現(xiàn)偏差是難免的，關鍵教師是否適時正確引導糾錯。本案例課堂上就出現(xiàn)有一組學生代表匯報：可以用NaOH溶液鑒別，認為A、B兩溶液可能濃度不同，可以通過觀察生成的顏色的不同加以鑒別，說明該生有定量觀意識，是很難能可貴的閃光點，教師在不斷地鼓勵說出他自己錯誤方案。但本方案其實不可行：因為并不知道A、B兩溶液開始濃度誰大誰小。正因為不斷激勵，課堂推進時學生紛紛發(fā)表自己的見解，課堂討論氣氛高漲。充分顯示實驗在其中獲取知識的功能。幫助學生理解和掌握了物質(zhì)的性質(zhì)，使學生順利突破了疑難點，訓練了學生的觀察、分析能力。可見，化學實驗在元素化合物知識學習中的重要性，無論怎樣強調(diào)都不過分。

2.5 ? 課后體驗、學以致用

[作業(yè)布置]某同學發(fā)現(xiàn)月餅的包裝盒內(nèi)有一個小包，標明是“抗氧化劑”，包內(nèi)有灰黑色粉末，這就是食品的保鮮劑——鐵的氧化物。該同學注意到其中部分已變成棕褐色。請設計實驗探究保鮮劑中鐵元素的化合價。

設計點評：課的結束，布置了設計實驗方案探究保鮮劑中鐵元素的化合價的作業(yè)，目的是為了培養(yǎng)學生運用所學的知識解決實際問題的能力，使化學盡可能緊密地聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，培養(yǎng)學生的社會責任感和熱愛科學的情感。這是元素化合物課設計的又一種重要特點。

3 ? 案例反思

綜上所述，元素化合物知識的教學要把握住如下四點：理論指導、學科思想、實驗探究和學以致用。也就是在教學過程中，在化學理論指導下，采用多樣的教學手段，通過化學實驗獲取真知，這是元素化合物課型的重要模式 [2 ]。在教學中，這種教學模式我們都在實踐與探索著，實施過程中總存在著這樣那樣的問題或因素，但我們能不斷堅持。

參考文獻：

[1]莘贊梅，李明喜.元素化合物知識在不同階段層級發(fā)展的實踐研究[J].化學教育，2013，34（3）：15-19.

[2]程萍，李美星.從實驗學化學——“氨”的教學設計及思考[J].化學教學，2013，34（6）：60-63.