教真實的化學　學有用的知識——對一節化學優質課的思考

沈　穎孫天山馬　然（，無錫市輔仁高級中學　江蘇無錫　4；江蘇省天一中學　江蘇無錫　40）

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教真實的化學學有用的知識——對一節化學優質課的思考

沈穎1孫天山2馬然3
（1，2無錫市輔仁高級中學江蘇無錫214123；3江蘇省天一中學江蘇無錫214101）

摘要：創設合適的探究學習情景是探究教學的前提和保障。創設具體的探究學習情景應遵循問題化、興趣化、過程化、適度化等原則，通過立足實際、源于生活、活用表演和巧創實驗等多種方法創設探究學習情景，引導學生經歷探究過程，培養探究能力和科學素養。

關鍵詞：學習情景；探究式學習；原則；方法

“含硅礦物質與信息材料”是蘇教版化學1［1］專題3“從礦物質到基礎材料”第三單元的內容。硅及其化合物在元素化合物的大家庭中并不那么顯赫，甚至常常被人們所“遺忘”。聽了江蘇省天一中學馬然老師“含硅礦物質與信息材料”的一節復習課，讓我對“硅家族”是“肅然起敬”。硅家族為人類的“獻身”精神，為推進社會文明和進步立下了汗馬功勞，也使我深切感受到“化學”的魅力。

一、教學過程回放

播放視頻（玉兔月球探測車展開太陽翼的場景）。

師：你知道玉兔太陽翼的主要功能嗎？

生：給玉兔提供能量。

師：你們說“提供能量”這一軍功章該獎給誰？

生：晶體硅。

師：硅被譽為“信息革命的催化劑”！大家知道硅元素在自然界的存在形式是什么嗎？

生：硅元素主要以二氧化硅、硅酸鹽的形式存在。

師：因此，如何從化合態的硅制得游離態的硅是我們邁向信息時代的關鍵！

師：展示新聞圖片。

圖1　新聞圖片

師：中國國家電網公司加入Desertec計劃。

世界最大的國有公共事業公司“中國國家電網公司（SGCC）日前加入沙漠科技產業行動（Dii）”。

沙漠計劃核心：黃沙→高純硅→太陽能→電

師：以沙子為原料，獲取晶體硅，是沙漠計劃的關鍵環節，這節課我們就以點沙成“硅”為話題，共同探究沙子的開發與利用。

師：想要獲得硅，要首先制備出純凈的二氧化硅，這是點沙成“硅”的第一步，第二步是從二氧化硅中獲得純凈硅（投影圖片）。

圖2　點沙成硅過程

點沙成“硅”第一步

［學生活動1］擬在沙漠中建造硅廠。請你參與設計從沙子中獲取二氧化硅的流程（沙中主要含有SiO2和少量Fe2O3雜質）。

流程示例：從鋁土礦中制備鋁

生：思考、設計。

師：投影展示學生設計方案（方案1）：

師：這是我們無錫市錫山區制備高純二氧化硅的工廠（投影展示廠房和生產車間）。

該廠生產的部分成流程如下（方案2）：

師：請同學們幫助該廠完成后續設計，用方程式表示設計反應原理。

生：思考并完成后續方案。

生：板演有關化學反應方程式：

群眾的眼睛是雪亮的，假的真不了，真的假不了，黨員干部與其煞費苦心地去弄虛作假，還不如腳踏實地埋頭苦干，只有干出經得起檢驗的真成績，才能真正收獲人民群眾的信任與口碑，樹立黨和政府的形象。

師（生）：對兩種方案設計進行評價。

［問題討論］1.將沙子中的SiO2轉化為Na2SiO3時，除用NaOH外，還可以用什么試劑？理由？

2.Na2SiO3轉化為H2SiO3還可以選擇什么試劑？理由？同步展示學生實驗成果。

圖3　江蘇省天一中學化學實驗社團制作的“多彩硅膠”

點沙成“硅”第二步

［學生活動2］設計由二氧化硅獲取硅的流程，相關物質的熔沸點見下表。

師（生）：分析、討論。

（1）制得粗硅

（2）粗硅提純：

生：各抒己見（略）。

師：投影圖片展示其應用（略）。

過渡：在點沙成硅過程中獲得的二氧化硅、硅有著廣泛的用途，可見沙子有廣闊的開發和利用前景！我們設計的方案是否真實可行？請結合相關資料做出評價。

師：展示“沙子的開發和利用”可行性評價報告的有關資料：

1.從沙子中獲取二氧化硅：

2.精制硅：我國目前常用“三氯氫硅法”，工藝流程如下：

3.建筑：運輸成本，是否符合建筑標準

［小結］沙子在自然界廣泛存在，今天我們對沙子的開發和利用只是初步嘗試，相信隨著科技的發展，將會涌現出更多的沙漠工廠（投影圖片），期待其中有我們在座同學的參與！

圖4　沙漠工廠

［學生體驗］沙子中二氧化硅的提純（分組實驗，兩人1組）。

藥品儀器：沙子、NaOH溶液、大理石、鹽酸、小燒杯、玻璃棒、試管、導管。

實驗步驟：（1）在已取好沙子的小燒杯中，加入20mL NaOH溶液，用玻璃棒充分攪拌。

（2）靜置，取2-3mL小燒杯中上層清液于試管中，通入CO2，觀察現象。

二、感悟與思考

作為元素化合物知識的復習課，教者并沒有按傳統的套路組織教學，沒有按照物質的組成、結構、性質和應用去進行知識的簡單羅列和“回爐”，而是在理解教材、了解學生，把握知識本質的基礎上，進行了精心設計。通過社會和生活中的真實問題將“裸露的知識包裝起來”，讓學生體會知識產生和運用的“原生態”，使學生真切感受到“真實、有用”的化學。

創設真實的情境。本節課中教者自始至終都是從現實生活的真實情境出發，從“玉兔太陽翼的硅材料”、“中國國家電網公司（SGCC）日前加入沙漠科技產業行動（Dii）”到“沙漠工廠”等，都是從學生身邊的化學世界出發，把枯燥的化學知識與生動的生活實踐聯系起來。使倍受關注的熱點、先進科技等與化學核心知識融為一體。這些真實的情境能夠引發學生的認知沖突，激發學生的探究欲望，通過具體問題和實踐活動促進學生觀察和思考，提高學生的思維能力。

設計真實的問題。建構主義理論認為，知識是具有情景性的，知識無法脫離真實的問題而抽象出來，概括化的知識只有在具體的問題運用中才有價值和意義。真實的問題能滿足學生的認知需要，保持持久的認知內驅力。本節課中教者設計了以“點沙成硅”真實的問題主線，引導學生分析如何將沙提純為純凈的二氧化硅，并由二氧化硅制得高純硅，最終實現黃沙→高純硅→太陽能→電能的轉化利用。這些真實問題能幫助學生從化學的視角認識二氧化硅和硅的制備和應用。

開展真實的活動。美國心理學家馬斯洛認為：“人類的所有需要中，自我實現的需要是最高層次的需要”。讓學生參與真實的活動，在體驗成功的同時，也讓他們感受到實現自我價值的意義。真實的活動是學生主動參與的活動，真實的活動是能激發學生積極思維，有一定思維深度的活動。本節課教學中學生全程參與了由沙子制備二氧化硅，再由二氧化硅到晶體硅的流程設計，并通過實驗見證了沙子轉變為硅酸的過程，這些真實的活動使學生有了“親歷”和體驗，也“目睹”了知識的形成過程。

學習有用的知識。知識本身并沒有有用與無用之分，這里所說的“有用的知識”是指能“再生”新知識的知識。是能促進社會進步和人類文明的知識。這種知識不只是能做題會考試，也不是靠死記硬背獲得的知識，而重在知識的形成和發展；這種知識也不是固定的事實和真理，而是一種動態和和社會同步發展的知識。本節課教學中，教者沒有太多的說教，知識講解也并不是面面俱到，如傳統硅酸鹽工業生產的相關知識，硅酸鹽的不同的表示形式，硅酸鈉等物質的用途等識記性知識并沒有重復再現。教學中教者舍棄了“把種子磨成面粉”的做法，而是通過對倍受關注的真實問題的探究，讓化學的種子在學生心靈深處萌發。

化學和生活實際是緊密相聯的，是真實的。在化學教學和學習中滲透真實性、有用性的理念，創設真實的問題情境，開展真實的活動，是化學教學應然的追求。

參考文獻

［1］王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書化學1（第5版）［M］.南京：江蘇教育出版社，2009，6：12-20

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.020

文章編號：1008-0546（2016）03-0054-03

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B