建構化學基本觀念 分析工藝流程

何小麗

在近幾年的高考化學試卷中，工藝流程題占有很大比例，該題型是對“運用化學知識解決實際生產中的問題”的考查，是一種綜合性很強的試題，所涉 及到的知識點也很廣，通常包括元素化合物、基本概念和基本理論、化學反應原理、實驗基本操作和技能等知識，能夠綜合考查學生的基礎知識以及能力。由于該題型所覆蓋的知識面廣，難度較大，因此學生在心理上對此類題有些畏懼，實際解題中也很困難。

仔細分析近三年的高考試題和各市模擬試題中的工藝流程題，一般流程大多為物質的制備，即為從原料經過預處理，再進行一系列化學反應和操作得到產品，其工藝生產的主要理念體現在原料如何轉變為產品以及產品的純度和產率上，同時兼顧環保，減少環境污染，降低生產成本等。

一、基本觀念的制定

要建構化學基本觀念進行工藝流程題的教學，這就要求教師要理清具體知識與基本觀念之間的內在聯系，識別出需要學生深刻理解的可遷移的關鍵性內容，為教學設計提供主要線索和支撐點。工藝流程中的基本觀念主要有元素觀、變化觀和化學價值觀等，因此制定的教學目標要能體現教學內容的基本觀念。概括起來，可以通過“原料和產品中的元素對比確定雜質”幫助學生建構元素觀；通過“除雜過程”和“將原料中的有用成分轉化為產品”幫助學生建構變化觀；并使得學生從中感受化學在生產中的價值，從而建構化學價值觀。通過觀念的建構，可以把學生的思維從具體知識擴展到更廣闊的情境中進行理解，深入理解觀念并運用觀念進行解題。

二、基本觀念的形成

化學基本觀念的形成過程并不是一撮而就的，而是一個學習者主動參與、積極思維的過程。通過深刻理解和掌握相關的化學知識和核心概念，并不斷反思概括提煉而成的。首先，通過對具體知識的深入思考，形成一定程度的基本理解，基本理解是基本觀念在認知層面的具體表達，是期望學生在學習活動中逐漸形成的基本認識，是對具體事實和核心概念的本質的深刻理解。在工藝流程中，基本理解主要包括：由原料制得產品，根據元素守恒確定雜質并除去，再使得原料中的有用成分通過一系列化學反應轉化為產品，之間過程就是圍繞產品的純度和產率展開，純度主要通過流程中除雜過程和設施等條件來控制，產率則主要通過一些反應原理和所加試劑的量等條件加以控制。當遇到新的事實或情境時，學生就會通過基本理解與之相聯系，從而深入理解觀念并逐漸加深對觀念的理解力。其次，問題是思維的源泉，更是思維的動力，以問題為出發點設計教學活動時，能有效地促進學生深層次的認知參與和積極的情感體驗。活動是促進學生形成基本觀念的主要途徑，活動的目的是使學生建構起以具體知識為基礎而又超越具體知識的觀念體系。活動可以是從具體知識入手，學生在理解大量具體知識的基礎上建構起核心的化學觀念，也可以是從上位的基本觀念開始，使學生在不同的情境中接觸具體的事例，從而建構起穩固的基本觀念。在工藝流程中，活動的設計可以一種方案實施，通過問題鏈的設置，促進并加深學生對所學內容的基本理解和觀念建構。（1）根據原料和產品中的元素對比確定原料中的雜質是什么？（2）根據流程圖中的提示除去雜質的試劑和操作有哪些？（3）原料中的有用成分是如何轉化為產品的？（4）例2除雜后所得FeSO4溶液制得FeSO4·7H2O晶體的具體操作是什么？（5）過濾所得FeSO4·7H2O晶體是否純凈，從產率的角度思考如何操作？

通過這些問題的設置，直接體現出了工藝流程的基本觀念，為學生的思維過程指明了方向，并充分調動學生的學習主動性，積極參與小組合作討論，在問題解決的探究活動中發展學生的思維，使學生在逐漸形成基本觀念的過程中得到不同的發展。

三、基本觀念的反思

運用“觀念建構”的教學更關注的是以具體性知識為載體和工具來幫助學生建構化學基本概念。用“觀念建構”的思想分析具體性知識既有利于深刻理解各知識的內在聯系，又有利于促進知識的遷移，增強學生對“觀念”形成更深層次的理解。所以在學生形成基本觀念并有了一定認識之后，可引導學生進行歸納、總結、反思。如物質制備的過程中思考的問題有哪些，解決問題的思路、方法及步驟是怎樣的，對基本理解的認識有哪些提升等等。通過這樣的反思交流，學生的思想得到碰撞、觀念得到提升。培養學生形成正確的化學基本觀念，將對學生終生學習和后續發展發揮著重要的作用。然而工藝流程題是一種綜合性很強知識面很廣的試題，在運用“觀念建構”的教學中并未涉及到化學基本實驗操作及技能，如沉淀的洗滌，如何檢驗沉淀是否洗滌干凈等。

（收稿日期：2015-05-10）