“物質制備”教學中化學核心素養培養的實踐與感悟

余培旺 莊陽彬

摘要：物質的制備是元素化合物教學的重要內容之一。本節課介紹了福州高級中學莊陽彬老師執教的“鎂的提取和應用”省級示范課，對本節課的過程與特色進行了觀察與思考，認為采用數據引路和問題驅動教學法能夠很好地培養學生的化學核心素養，并收到很好的教學效果。

關鍵詞：問題教學法;化學核心素養;物質制備

文章編號：1008-0546（2019）10-0066-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.018

2018年11月，筆者有幸觀摩了福州高級中學莊陽彬市級骨干教師執教的“鎂的提取與應用”省級示范課。本節課主要包含鎂的用途、鎂的提取、鎂的性質及保存四部分內容。由于知識點多，課堂容量大，本文選取最精彩的前兩部分進行評述。莊老師以數據引路，結合問題教學法和類比遷移法，將“證據數據化，知識問題化，問題情境化”，層層遞進，步步深人，讓學生深刻體會到物質制備及工業生產流程設計的一般思路，并且在教學過程中使學生的化學核心素養得到發展。

一、教學設計概述

莊老師以“鎂在生產生活中的應用”引入新課，自然過渡到“鎂的制備”。通過圖片、數據表格展示，以及問題驅動和類比遷移等措施完成知識的建構。最后引導學生用物質的轉化來表示“海水提鎂”流程圖，達到歸納梳理，知識升華的教學效果。具體過程如下：

[提問]“鎂”字怎么寫？

[PPT]展示“鎂”的字形。

[過渡]由“鎂”的字形不難看出，鎂有“美麗的金屬”之意，它的美不僅表現在外在美，更重要的是內在之美。

[PPT2]展示火箭、導彈、手機、自行車及跑車等鎂合金制品的圖片。

[提問]這些用途利用了鎂及其合金的哪些性質？

[小結]金屬鎂質輕;鎂合金的強度高，機械性能好。金屬鎂享有“國防金屬”的美譽。

[設問]金屬鎂與我們的生活關系如此密切，那我們如何制取金屬鎂？

[PPT3]展示菱鎂礦等含鎂礦石圖片及海水中幾種氯化物的含量柱狀圖，并指出海水中MgCI～的含量大約為0.06mol·L^-1，為下一步實驗探究做好鋪墊。

[追問]如何從海水中獲得金屬鎂？

[分組實驗]如表1所示。

[過渡]實驗表明，海水中直接加沉淀劑并不容易獲得沉淀。因此，加沉淀劑之前必須對鎂進行富集。

[追問]如何富集Mg²⁺？

[結論]海水進行蒸發，分離出粗鹽，從留下的母液中提取鎂。

[提問]Mg²⁺轉化為什么沉淀比較合適？你的理由是什么？

[PPT4]展示表2。

[對比小結]Mg（OH）2溶解度最小，轉化為Mg（OH）2最合適。

[追問]沉淀劑如何選擇？你的理由是什么？

[PPT5]展示表3。

請從可持續發展的角度分析哪種方法更符合未來的發展。

二、課堂觀察與教學評析

“‘鎂字怎么寫？”看似一個簡單的問題，實則引發學生的無限遐想，把學生的注意深深地吸引到課堂之中。學生在這個問題的指引下，輕松地進入到新課的學習。

1.創設生活情境，引入新課教學

通過展示學生生活中常見的手機外殼、自行車架、跑車車架以及火箭、導彈部件，使學生認識到鎂原來離我們的生活這么近，鎂有如此廣泛的用途，體驗鎂的內在之美。從而對新課的學習產生強烈欲望，學生的學習熱情被充分調動起來。整節課上，全班同學積極思考，踴躍發言，全神貫注地投入到課堂活動之中，深度融入課堂教學。

2.問題導向教學，重視能力培養

莊老師將本節課設計成若干個問題，問題之間環環相扣，步步深入，脈絡清晰地將教學思路呈現在學生面前，學生在這些問題的解決過程中逐步達成對知識由淺到深的全面理解。建構主義認為，問題可以為知識的建構指明思維方向并提供動力。以問題為中心，讓學生通過積極的思維來解決問題，不僅學會了知識，還掌握了方法，形成了能力。

莊老師在問題的設計過程中，重視以下幾點：（1）啟發性。每個問題都緊扣教學主題，啟發學生積極思考，讓學生對學習任務形成清晰思路。（2）關聯性。注意問題間的內在邏輯，問題層層遞進，步步深化，讓學生置身于真實的問題情境之中，在問題的解決過程中逐步達成對“海水提鎂”流程的建構，在此基礎上提煉出“物質制備”的一般認識思路，并用流程圖的形式對這一認識思路顯性化，學生按此思路就能進行知識遷移，對其它物質的制備進行推理判斷。（3）層次性。先提出低層次問題，再拋出較深層次的問題。比如“電解水溶液還是熔融鹽？電解何種物質？選擇依據是什么？”先提問“是什么”，再追問“為什么”。讓學生不僅了解問題的表面，還認識問題的本質。

3.深度把握得當，利于學生理解

在講到六水合氯化鎂晶體制無水氯化鎂時，提到“在HCI氣氛中加熱”，但只點到為止，并未深入解釋為什么要這樣做。這樣有效把握了教學的深度，有利于學生的理解接受，又為學生留下了一定的想象空間，有助于激發學生進一步探索的欲望。

4.提供信息資料，增強感性認識

莊老師在本節課上引用了大量的圖片、圖表等資料，如鎂及其合金的應用圖片，鎂礦石圖片，海水中幾種物質的含量柱狀圖，從海水中提鎂的流程圖，還有三張數據表格（溶解度對比表、試劑價格表和熔點對比表）。為學生提供了豐富的直觀材料，創設真實的情境，增強了學生的感性認識，也為問題的解決提供了充分證據。

三、教學實施效果感悟

這是一節問題驅動與核心素養導向的“物質制備”課，在莊老師的巧妙設計和精心組織下，取得了很好的教學效果。具體體現在以下幾個方面：

1.整合原有知識，巧用類比遷移

在講到鎂的冶煉時，莊老師并沒有直接給出電解熔融氯化鎂，而是利用學生已知的金屬鈉、鐵、銅的冶煉方法，通過類比遷移以及不同方法的優劣對比分析，得出鎂的最佳冶煉方法——電解氯化鎂的熔融物。在此過程中，學生分析問題、解決問題的能力獲得提升，思維能力得到發展。同時增強了學生的經濟意識、成本意識，培養學生正確價值觀和社會責任感。

2.素養導向教學，發展核心素養

莊老師在傳授化學知識的過程中，十分重視化學學科核心素養的培養。具體表現在：（1）通過學生分組實驗，對比不同濃度的氯化鎂溶液與不同的堿溶液反應現象的差異，理解氯化鎂溶液與堿溶液反應的本質。培養學生從問題出發，積極進行實驗探究，激發學生勤于實踐，善于合作，勇于創新的精神，體現了科學探究和創新意識的培養。（2）學生分組實驗的結果也驗證了為什么不在海水中直接加沉淀劑，而要富集后再加沉淀劑的原因，體現了“證據推理”的核心素養培養。（3）通過展示“三表”，為學生提供必要的數據信息，學生在分析對比表中數據的過程中，自然找到解決問題的答案。以數據說話，再次凸顯了“證據推理”的學科核心素養培養。（4）通過“海水提鎂”的學習，使學生初步提煉出物質制備的一般流程“富集一提純一冶煉”，形成認知模型，培養學生“模型認知”的核心素養;同時，也讓學生認識化學學習的社會價值，培養社會責任感。（5）最后的“拓展知識”，不僅開闊了學生的知識視野，還能增強學生節約資源、保護環境的可持續發展的意識，培養學生的科學態度與社會責任。（6）指導學生從物質轉化的角度來表示鎂的提取工業流程圖，在此過程，教師提供初始示范，讓學生順著老師的示范完成剩余部分，也體現了核心素養導向教學。

3.及時反饋評價，體現“教、學、評”一體化

海水提鎂過程中反應方程式的書寫以及流程圖的繪制，是學生思維方法的外顯，課堂上對學生的習作及時展示反饋，加以恰如其分的點評，可以對學生的學習質量和化學學科核心素養的發展水平給予準確把握，有助于學生鞏固學習成果，修正思維偏差，達到“教、學、評”一體化。

在化學教學實踐中，教師要充分認識化學核心素養對學生終身發展的重要性，有目的、有計劃地進行素養為本的教學設計。唯有這樣，化學課堂教學才能真正實現從教書走向育人，通過化學課堂教學促進學生化學核心素養發展。