基于化學核心素養的真實情境的創設策略

摘 要：一個好的情境的創設應真實、科學，立足教學目標，包含學科核心知識，并依據學生原有認知水平設計學科問題，為新知識的學習搭建“腳手架”，從而激發學生的求知欲，培養學生的深層次思維，引導學生進行深度學習。本文以“鎂的提取及應用”課堂教學為例，分析了如何基于化學核心素養創設真實情境。

關鍵詞：化學核心素養;真實情境;化學教學

中圖分類號：G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-9192（2021）21-0019-02

引 言

核心素養的培養需要以復雜的、靈活多變的具體情境為載體，“化學教學情境創設的特征，包括針對性、主體性、真實性、啟發性、整體性”[1]。在“鎂的提取及應用”的教學中，教師應創設真實的情境，以加深學生對本節課內容的理解。

一、教學目標和學生原有認知水平

對“鎂的提取及應用”的教學，教師應先依據教學目標和學生原有認知水平創設真實情境，再根據真實情境生成學習任務，通過驅動性問題啟發學生自主完成學習任務，建構學科核心知識，形成學科學習的思想和方法，發展學科核心素養，如圖1所示。

（一）教學目標

在設計教學目標時，教師可以從顯性知識所蘊含的學科觀念、方法、價值與學科核心素養等角度出發。結合《普通高中化學課程標準（2017年版）》主題2的內容要求和學業要求，我們制定的教學目標如下。

（1）能結合應用實例，了解鎂及其化合物在生產生活中的應用和對社會發展的作用;能從元素化合價和物質類別角度，預測鎂及其化合物的化學性質。

（2）能通過實驗探究，培養證據推理意識;認識實驗室獲取鎂的轉化途徑，感悟物質轉化是有規律可循的，是需要條件的，以及反應條件控制對物質轉化的重要作用，建立物質性質及制備的認知模型。

（3）能結合所學知識和信息提示，從“方案科學性”“綠色化學”等角度選擇合適的生產原料，設計從海水中提取鎂的方案、評價方案，并提出優化措施，增強社會責任感。

（二）學生原有認知水平

學生已了解到海水中蘊藏著寶貴的資源，學習了氧化還原反應、離子反應等學科核心知識。學生已初步具備“結構決定性質”的思維、實驗操作基本技能和分析與解決簡單化學問題的能力等，但設計、評價實驗方案的能力、工藝流程相關知識儲備仍較為欠缺。

二、教學組織

【情境1】提供科技、新聞素材——鎂合金在航空航天、交通運輸、醫學等領域的應用。

學習任務：了解鎂及其合金的相關應用和發展現狀。

問題：鎂及其合金被廣泛應用于各領域的原因是什么，你對鎂及其合金的性質有哪些方面的認識？

學生活動：閱讀、思考、回答、評價。

【情境2】播放鎂在氮氣中燃燒的視頻。學生從試劑瓶中取出鎂條，用砂紙除去表面氧化膜，用手“摸一摸”，設計探究鎂的化學性質的實驗。

學習任務：實驗探究鎂的化學性質。

問題鏈：（1）鎂的活潑性如何？（2）結合鎂的原子結構推測，鎂作為一種金屬單質，可能與哪些常見物質反應？設計實驗證明你的結論。（3）請從實驗和理論角度比較鈉、鎂的活潑性。

學生活動：觀看視頻，觀察、描述鎂的物理性質，推測鎂可能具有的化學性質。

【情境3】（1）實驗室欲制取少量金屬鎂，請結合“鎂的發現史”設計兩種以上制備方案，寫出反應的化學方程式。提供試劑：MgO、MgCl2、MgSO4，其余任選。

（2）結合資料卡1～3，設計從海水中提取鎂的工藝流程，并從方案的科學性、經濟效益、環境保護等角度，與小組成員交流方案的優劣。

資料卡1：鎂在自然界中的存在形式及含量。

資料卡2：工業上提取鎂的兩種最常用工藝：電解法、硅熱法。

資料卡3：海水及其母液中c（Mg2+），幾種鎂的化合物的溶解度、熔點，常見的幾種堿的市售價格等信息。

學習任務：設計從海水中提取鎂的工藝流程，交流討論。

問題鏈：（1）回顧所學金屬的冶煉方法，說說為何鎂的發現經歷了比較曲折的過程？（2）回顧“溴、碘的提取”工藝流程，包括哪幾個部分？（3）從化合價、物質類別兩個角度分析海水中的鎂元素轉化為金屬鎂發生了哪些變化？（4）富集鎂離子時選取何種沉淀劑？如何將Mg（OH）2轉化為單質鎂？為何不能用CO、H2等還原劑在高溫下還原氧化鎂？為何電解熔融MgCl2而不是MgO？哪些環節能提高經濟效益，減少環境污染？

學生活動：閱讀“鎂的發現史”，設計實驗室制取鎂的方案。小結金屬冶煉方法與其活潑性的關系。閱讀資料卡，設計、交流、評價方案。

課外延伸：白云石中提取鎂（皮江法煉鎂）相關素材。

學生活動：課外查閱資料，對比電解法、硅熱法的優缺點。

三、教學反思

“先行組織者”練習不是為了提高學生記憶新知識的能力，而是為了培養學生分析、解決問題的能力，提高學生的理解能力和學習效果，強化學生的認知結構，促進知識的保持和遷移。本節課的教學反思如下。

（一）創設真實情境以激發學生求知欲，建構元素及其化合物性質認知模型

教師敘述“鎂及其合金的相關發展及應用前景”新聞素材，讓學生了解鎂及其合金的廣泛應用，打開關于鎂的新“視”界;而后引導學生從鎂的原子結構和物質類別兩個角度，推測鎂的化學性質;再通過實驗探究等手段驗證既有猜測。在探究鎂的化學性質的過程中，教師通過鎂在氮氣中燃燒視頻及鎂在CO2中燃燒的實驗，引發學生認知結構沖突，更新、重整“N2、CO2不支持燃燒”的知識庫，對鎂的強還原性進行再認識。通過比較鎂、鈉分別與水反應的現象，以及推測鎂與水反應的產物，并設計實驗驗證產物，學生進一步體會到分類、對比、實驗等科學方法在化學研究中的重要作用，培養了證據推理意識。

（二）模擬科學家探究過程，培養科學探究精神與創新意識

通過“鎂的發現史”實現知識的遷移，學生能更好地理解、掌握金屬冶煉的本質，感悟實驗是進行化學研究的重要手段，感悟科學探究過程的艱辛，以及感受取得最終成果的喜悅，激發學習的內驅力。

（三）體驗實際生產工藝流程，增強學生社會責任感

本節課教師通過給學生介紹“鎂在自然界中的存在形式”“工業冶煉鎂的技術”“常見幾種堿的市售價格”等開闊學生視野;以設計海水中鎂的提取流程為主線索，建構從海水中獲取化學物質的生產模型，包括原料預處理（或富集）、分離提純、核心反應等主要流程，同時考慮經濟效益和環境保護等因素。在該環節中，學生從微觀角度（離子反應）分析物質變化的本質，選擇合適的試劑及反應條件實現生產目的，認識到物質變化是有條件的、反應條件是可控的等，同時增強社會責任感。

結 ?語

不同學段的學生在認識問題的深度、知識技能的整合程度、解決問題的思維方式和探究模式上存在明顯差異。因此，在創設真實情境時，教師應合理設計驅動性問題，或幫助學生在課堂上掃清思維障礙、順利完成學習任務，或驅動學生在課外自主查閱資料、探究，從而真正培養學生的學科核心素養。一堂課能解決的問題畢竟有限，教師可提供若干素材，設計課后分層作業，讓學生通過完成課后作業加深對所學知識的理解。

[參考文獻]

孫會杰.化學課堂教學情景有效性的分析：以“評優課”為例[D].石家莊：河北師范大學，2015.

作者簡介：楊少芬（1982.12-），女，福建晉江人，中學一級教師，本科學歷。