以《幾種重要的金屬化合物》為例探討教材的開發和利用的意義

姚澤勇

本論文是課題的階段成果，河南省教育科學“十二五”規劃課題《對高中化學教材中能力提升點的開發、利用的研究》的階段成果；課題編號：（2015）-JKGHYB-0569

摘 要：教材是教師“教”和學生“學”的重要工具，系統開展對高中化學教材中的能力提升點的開發、利用的研究，從教材中挖掘知識的生長點、能力的提升點，對于發展學生的能力、提高學生的學科素養意義非凡。現以《幾種重要的金屬化合物》為例給予探討。

關鍵詞：教材開發；利用；知識的生長點；能力提升點；能力素養

一、問題的提出

高中化學承擔著提高學生的科學素養、提升學生能力的功能。而教材是完成這一功能的中介和工具，如何體現教材從傳統的“以知識為中心”轉向“以學生能力為本”？必然涉及教材的再開發和利用。但很多老師把注意力集中在探討課堂教學模式的轉化、學生的主體地位的凸顯、老師的角色的轉變方面上；對教材的開發，也僅限于內容的增減、順序的調整等方面。而從教材中挖掘知識的生長點、能力提升點鮮有人觸及，或者有觸及也只是支離破碎、不夠系統。再則，高中化學教輔資料一應俱全，網絡信息應有盡有，所以“拿來主義”、原樣照搬盛行，大家很難投入教材的實際研究和開發中，影響了學生的發展。

考生的學科素養的形成、培養不是一蹴而就的，需要老師在日常教學中從教材中，從課后習題中不斷開發、挖掘知識的生長點、能力提升點并付諸每節課堂中，這樣在春風化雨中，學生的能力、素養才會不斷得到提升。因此，系統開展對高中化學教材中的能力提升點的開發、利用的研究，從教材中挖掘知識的生長點、能力的提升點，對于發展學生的能力、提高學生的學科素養，提升老師的專業素養都具有重要意義。

二、實施的策略

以高一化學“必修1”模塊教材為研究對象。開發、整合教材中“思考與交流”“學與問”“實踐活動”“科學探究”“實驗探究”欄目，形成問題或活動培養學生的合作能力、實驗能力、探究問題的能力、創新思維能力；開發、整合教材中的圖形、表格、工藝流程圖等素材并形成問題或活動來訓練學生的思維，提高學生的接受、吸收、整合化學信息的能力，分析問題、解決問題的能力；站在新視角、新高度開發、整合課后習題形成問題或活動，提升學生思維的深度和廣度；探索把上述開發、整合出的問題、情景和活動如何實實在在地展現在每一節課堂中，讓學生潤物無聲中能力得到開發和提升，學生學習方式得以轉變。

三、實施的案例

1.對象

高中化學人教版教材“必修1”第三章《金屬及其化合物》第二節《幾種重要的金屬化合物》。

2.設計思想

《幾種重要的金屬化合物》探究了鈉、鎂、鋁、鐵、銅對應的常見化合物的性質及用途，在元素化合物知識體系中占據非常重要的位置。本節包括一處“思考與交流”，一處“實踐活動”，“學與問”“科學探究”“資料卡片”各出現兩處，三處插圖，13道課后小題。這些欄目或版塊各具有不同的功能和作用，用心體會編寫它們的意圖和用意，站在課程目標、課時目標雙重目標的高度，精準地對上述欄目或版塊進行開發、利用以形成問題、實驗或活動，既豐富了知識又培養了學生能力，如實驗能力、創新能力，以達到提高學生學科素養的目的。

3.示例

（1）對“科學探究1”—Na2CO3和NaHCO3的性質的拓展和延伸，以此作為知識的生長點，可形成一道定量測定Na2CO3或NaHCO3含量的開放性實驗。既能培養學生的實驗能力、創新能力，又能訓練學生思維的發散性。

設計實驗：按以上裝置進行實驗，若A中所盛放的碳酸氫鈉中含有少量的碳酸鈉，利用上述部分或全部裝置，請你設計盡可能多的方法測定碳酸氫鈉的純度。（假設上述反應或吸收都是完全的，并可添加其他必要的實驗儀器）

點撥：本題看似普通，但開放性強，考查了學生獨立設計實驗的能力、創新能力，其能力層次要求較高。

例如，從裝置A著手，或從濃硫酸著手，或從干燥管著手，或從裝置E著手；還可從D著手，但需要進一步改進。

方法一：先稱量干燥潔凈的試管A的質量m1，將樣品放入A中，稱其質量為m2，然后將A充分加熱，冷卻后，再稱取試管的質量，其質量差為生成的CO2和H2O的質量，結合方程式2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O求得碳酸氫鈉的質量，進而求得樣品的純度。

方法二：從濃硫酸著手：反應前先稱取盛有濃硫酸的洗氣瓶的質量，充分反應后，再次稱取該洗氣瓶的質量（包括所盛的濃H2SO4），其差值即為分解所得水蒸氣的質量，從而求得樣品的純度。

方法三：從干燥管著手：反應前先稱取盛有過氧化鈉的干燥管的質量，充分反應后，再稱取該干燥管的質量（含殘渣），根據質量差值及反應方程式，求得CO2的量，從而求得碳酸氫鈉的質量，進而求得樣品的純度。

方法四：從裝置E著手：把集氣瓶換成量筒，讓其充分反應后，測得收集到的O2的體積，然后根據方程式分步求得碳酸氫鈉的質量，進而求得樣品的純度。

方法五：把C裝置拆去，B直接連接D，反應前先稱量D的質量，反應后再稱量D的質量，其質量差即為CO2的質量，結合NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O可求出NaHCO3的質量，從而可求其純度。

（2）氧化鈉和過氧化鈉性質以“思考與交流”形式呈現，Na2O2性質具有一定的特殊性和復雜性，特別是Na2O2和CO2的反應可作為知識的生長點，衍生出一系列的問題或情景，如演化成定量計算或探究實驗等。

探究過氧化鈉與二氧化硫的反應，用如下圖所示的裝置進行實驗。通入SO2氣體，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復燃。請回答問題：

本題以Na2O2和CO2發生反應為生長點，設置了Na2O2和SO2反應的探究性實驗。既考查學生的實驗能力，也考查了學生知識遷移能力，又強化了Na2O2具有強氧化性這一特性，可謂一箭雙雕。

（3）硫酸鋁鉀以“資料卡片1”形式呈現，旨在讓我們了解它的組成和用途。我們可完全以此為契機設置問題：

向KAl（SO4）3溶液中加入Ba（OH）2溶液，用方程式表示過程：Al3+恰好沉淀完全的，______________；SO2-

4 恰好沉淀完全，_________________；用沉淀的物質的量、Ba（OH）2的物質的量分別代表縱、橫坐標軸，繪制沉淀隨著向含1molKAl（SO4）3的溶液中加入Ba（OH）2溶液的曲線圖。

這樣既能強化Al（OH）3兩性的特性，又能訓練學生分析問題、解決問題的能力，同時還培養了學生定量意識，潛移默化中提升了學生的學科素養。

（4）課后習題第3小題描述了分別向MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的現象的差異。我們應該敏銳地捕捉到：MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的多樣性，此處大有文章可做，我們可變定性的描述為定量的分析和討論，用以培養學生的定量意識，提升他們的分析能力。

問題：在MgCl2和AlCl3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至過量。經測定，加入的NaOH的物質的量（mol）和所得沉浮的物質的量（mol）的關系如下圖所示。

①原溶液中Mg2+、Al3+物質的量濃度之比為______。

②圖中線段OA∶AB=__________。

這樣一改，定性的描述立即變成定量計算，思維容量加大，難點增加，對學生思維的深度和思維的有序性都提出了一定要求，但學生完全具備解決此類問題的知識儲備。

四、結語

教材中的每一處都蘊藏著教育契機，無論是“思考與交流”“學與問”“實踐活動”“科學探究”“實驗探究”欄目，還是教材中的圖形、表格、工藝流程圖等素材，甚至是課后習題。只要善于挖掘、發現、開發和利用，在提高學生的能力，提升學生科學素養上將大有作為！僅認為課堂教學模式轉變了，學生主體地位凸顯了，那就是新課程改革，是不正確的。凡是脫離教材的課程改革都是偽變革，是不懂得編者的良苦用心的，是片面的甚至是極端的！當然，教材的開發、利用不是簡單地堆砌，要結合學情、校情，把握時機有選擇性地呈現，要洞察到學生的感受和接受度。

（作者單位：河南省息縣第二高級中學）