元素化合物復習教學中的情境創設

彭捷

摘要：化學學科知識與生產生活密切相關。在元素化合物知識的教學中，可以把化工生產的真實情境截取、簡化和重整，讓中學生在實際問題的解決中遷移概念、建構模型。教師接觸真實情境的途徑可以通過文獻查閱，在日常網絡瀏覽中的積累。教師通過不斷學習，專業成長，建立合作學習型師生關系。

關鍵詞：元素化合物；情境；問題設置；遷移

文章編號：1008-0546（2021）12-0074-04中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.12.018

一、化學學習需要在情境中進行

化學學科，是人們探索自然、利用自然資源的經驗積累。為了探明自然資源的存在與含量，我們研究物質的性質、檢驗和分析；為了得到濃度足夠的工業原料，我們研究物質的分離、提純和轉化；為了在生產和生活的同時兼顧環境友好，我們研究物質的性質、反應的原理、資源的綜合利用和環境保護；為了做好化工產品的安全使用與廢品回收，我們需要不斷地研究物質性質、開發它們的新用途。

元素的單質和化合物，來源于自然，在工廠中轉化、變化，服務于社會，影響著人們的生活[1]。概念原理類的知識需要具體實例的詮釋與具體呈現。真實的情境使問題的呈現更加豐滿，使學科知識的價值得以體現，也使學習者能直觀感受到學科魅力。情境中得來的知識，也會因此具備多層次的特征，陳述性知識不斷強化，程序性知識得到鞏固，策略性知識因此“激活”。

二、真實情境運用于教學需要提煉精簡

真實的化工生產和社會應用往往是錯綜復雜的。它們涉及其他學科的知識，例如流體力學、生物酶活性、數學建模獲得經驗公式等。一節高中化學課需要聚焦本學科知識，所以復雜而真實的情境需要教師預先進行“簡化”“切割”和重整。把工業生產中跨學科、結構交錯的專業知識，簡化為高中化學知識能解決的、結構簡潔的問題。參見圖1。

以工業制硫酸的工業場景為例。經過文獻查閱，用硫化氫制硫酸的生產流程如圖2所示[2]。

文獻提到的生產方法以硫化氫為原料，這是一個很好的情境素材，可以作為課本知識的補充和拓展，體現硫和它主要化合物間的相互轉化關系。但是原圖展示的具體溫度、裝置符號等元素不是我們目前關注的對象。把以上兩流程相結合，硫化氫為原料這一特點整合到基本方法的流程圖中，得到簡化后的流程圖（圖3），用以呈現生產硫酸的新路線。作為教學情境，簡明扼要。

三、教師接觸真實情境的渠道

真實的情境存在于生活的方方面面，除了專業文獻的檢索與閱讀，保持一顆好奇求知的心，常常能在生活中有所發現。

1.文獻閱讀

在進行相關內容教學之前，利用關鍵詞在中國知網檢索專業期刊論文信息，可以獲得課本內容相關的工業生產、實用技術等類型的支撐信息。這些內容可以精簡提煉、整合到一個適合中學生閱讀的情境當中。

例如在硫元素化合物的教學準備中，需要把硫元素的轉化放在生動的場景中，進而引出問題。經過文獻查閱，發現云南騰沖[3]、日本某地，地熱（發電）礦水中含有H2S，需要除去[4]，而H2S作為一種有毒氣體，分子間不像水一樣存在氫鍵，液化溫度低，不易加壓后罐裝出售，很難作為副產品開發利用，處理廢氣還會產生經濟成本。

怎樣除去地熱水中的硫化氫呢？硫化氫可以有哪些渠道轉化，以進行后續處理呢？各個渠道轉化的成本如何？有沒有盈利的可能？……學生在情境中很容易產生這一系列的問題，也產生了解決問題的內驅力。

2.科普網站瀏覽學習

果殼網上時常有作者原創科普文章，其中不乏專業領域的科研工作者。素材往往配合生動有趣的圖片或視頻。

例如有一篇講黃鐵礦的文章[5]，為黃鐵礦這一生活中不多見的礦物提供了詳細的背景信息。配圖（圖4）精美，講解詳盡。經過改編，可以得到這樣一系列考查概念原理的問題：在礦物化石收藏界，黃鐵礦化石“腐爛”的現象，產生斑塊和粉末、表面膨脹、裂開，甚至最后粉碎等一系列現象。“腐爛”的黃鐵礦石會散發出刺激性氣味，放置在標本附近的紙質標簽會出現“焦痕”。

3.自媒體公眾號學習

微信、微博、知乎等平臺上有一些以科學、化學的自媒體公眾號，定期推出科學普及、前沿動態介紹類的文章。作者不乏相關領域的科研工作者，例如“畢導”，他總是能從生活中最為常見的現象出發，挖掘其背后的知識理論，接著再往上拔高一個級別，例如視頻“相切可吃理論”，研究落地的薯片是否還可以吃。作者的專業知識儲備量對于科普創作而言，可以說是游刃有余，例如專題視頻“有機化學合成人”，介紹了人形小分子、在納米賽道上“馳騁”的分子小車，展望了分子小車定向運輸藥物的應用前景。知乎上還有“中科院物理所”這樣的專業團隊，親自下場與科學愛好者互動。更不乏“SME情報員”這樣的團隊，專注科學史、科學家的介紹，偶爾挖掘一下冷知識。這些內容善加使用，可以在課堂上創設學習情境、引起學生興趣、拉近化學課與學生生活的距離。

4.網絡購物平臺的素材提煉

購物平臺除了圖片文字的介紹，經常還有賣家自行拍攝的視頻。這些視頻視角獨特，偶爾會有創設學科情境的好素材。例如出售石材的商家，為了介紹他的商品——石板來自深山，取自天然，拍攝了一段輕鑿石塊側面，進而一片一片取下石板的視頻（截圖見圖5）。在介紹晶體微觀有序和宏觀規則的外表時，這段視頻能提供學生直觀的認知素材。

需要指出的是，網絡上的內容要注意甄別，尤其是視頻內容，一定要在使用之前反復核實。對于其中用到的數據、概念，一定要事先與官方資料比對。

四、結語

化學學科知識具有社會性的特征，僅僅抽離出概念、理論與學生進行識記和推演練習，稱不上真正的化學教學。化學概念的建構都是有情境的，情境中化學知識可以獲得充分的價值體現[6]。

真實具體的問題情境除了引起學生的學習興趣，更重要的是學生獲得了化學學科素養形成發展的重要平臺，也為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會。例如，在非金屬硫元素的復習課中，簡化實際生產的流程圖創設了情境，自身也是對課本流程的遷移，情境具備了遷移的功能。學生運用已有的學科基本觀念和知識，借助價類二維圖的支持，能夠解決實際問題。情境也可以兼有建構的功能，從S到Cl，再到N和C，再到非金屬元素大類。這一過程先是水平遷移，然后垂直遷移（圖6）。

對于發展學生的化學學科素養來說，真實（簡化）情境下的建構學習和遷移學習都非常重要。“真實情境”和“實際問題”組成了具體的任務，在任務解決的過程中，學生運用了化學知識，也重構和內化了知識。知識的價值在于運用，有效的學習得以發生。

每個學生都有自己的智力特點、不同的智能傾向。鮮活的問題場景允許不同的人從不同的角度切入。新時代的教師作為學生學習的合作者、引導者和參與者，運用自身的學科知識優勢，平時廣泛涉獵，接觸、提取適合學生的問題情境，為學生的化學學習創設鮮活的場景，為學生的展示提供逼真的舞臺，讓學生在適合自己的道路上勇往直前。這是新型師生關系的發展方向，也是教師提高自身素養的內驅力。

參考文獻

[1]周仁鴿.論教學問題情境化的方向與策略[J].化學教學，2013（4）：49-51

[2]孫建敏.硫化氫制硫酸生產情況介紹[J].硫酸工業，1993（5）：49-50

[3]程汝南.騰沖熱礦水初步研究[J].水文地質工程地質，1981（6）：28-33

[4]張維德.日本地熱發電中硫化氫的處理[J].環境保護科學，1981（4）：45-48，29

[5]lowy.黃鐵礦為什么會爛掉[EB/OL]（2019-01-02）[2021-03-01].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/50285096

[6]普通高中化學課程標準修訂組.普通高中化學課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018：188