基于“观念建构”的化学教学

刘启成

摘要：以“镁的提取及应用”为例谈“观念建构”的化学教学，以“观念建构”统领教学目标，以化学基本观念为线索组织教学内容，以有利于“观念建构”的问题为中心，创设以探究为核心的活动，培养学生的化学学科观念。

关键词：观念建构；化学教学；学科观念

文章编号：1005–6629（2013）9–0024–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

中学化学教学必须超越对具体知识本身的追求，从传授事实、掌握知识转变为使用事实、发展观念，即要从“知识为本”的教学转向“观念建构”的教学。化学基本观念是指学生通过化学学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学学科的认识，它主要包括元素观、微粒观、变化观、实验观、分类观和化学价值观等。在化学教学中实施“观念建构”的教学，有利于转变学生的学习方式，促进对知识的深刻理解和灵活应用，全面提高学生的科学素养[1] [2]。本文结合苏教版普通高中课程标准实验教科书《化学1》专题2中“镁的提取及应用”[3]，浅谈如何实施基于“观念建构”的教学。

1 以“观念建构”统领教学目标

宋心琦教授说过学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。背诵或记忆某些具体的化学事实性知识，当然是有价值的，但是更重要的价值在于它们是化学观念及某些基本观念的载体[4]。因此，化学教学要从具体知识为本的教学转变为以观念建构为本的教学，在化学教学中要以“观念建构”统领教学目标。及应用”的教学目标如下：

（1）知识与技能：了解从海水中提取镁的基本原理和流程；掌握镁单质及其化合物的性质；了解镁在社会生产、生活实际中的广泛用途；认识开发海水中的化学资源的重要性与必要性。

（2）过程与方法：通过讨论、交流发现问题和解决问题，体验合作学习的乐趣；通过角色扮演对从海水中提取镁工业流程的依据和方法有所了解，体会从自然界获得人类所需要物质的一般思路。

（3）情感、态度与价值观：认识丰富的海水资源，培养与大自然和谐共处的情感；通过对镁的提取及应用的了解，感受化学与人类生产、生活的紧密联系，认识化学学科的价值，培养热爱化学的情感及投身化学的志趣；深切感受化学知识的力量，并对与化学有关的社会、工业生产问题进行思考和决策，初步形成分类观、变化观、化学价值观等学科观念。

2 以化学基本观念为线索组织教学内容

重视以化学基本观念为线索组织教学内容，将化学基本观念与具体知识内容有机结合，渗透在对教材内容的学习之中。将具体知识与化学基本观念进行融合与渗透，有效地帮助学生在掌握相关化学基础知识的同时，感受并建立起相应的化学基本观念。

本节内容有“从海水中提取镁”和“镁的性质”两部分，设计“问题线索”和“学科观念线索”一明一暗两条教学线索（如图1所示）。以“问题线索”为明线，结合海水资源的特点、工业生产中的经济效益问题以及学生的认知水平，层层深入探讨海水获取镁的流程；在探讨“富集”和“冶炼”的过程中，学习镁及其化合物的相关性质。以“学科观念线索”为暗线，让学生在生成问题的基础上，讨论交流，并动手实验，在解决问题的过程中去认识镁及其化合物的性质与转化，着重让学生用“微粒观”、“变化观”来认识海水中镁离子的转化；通过提取过程中海水的富集、试剂的选择、副产品氯气的循环利用等培养学生的“绿色化学观”、“化学价值观”、“STS”等学科观念。

3 以有利于“观念建构”的问题为中心

将物质性质及相互转化关系的学习置于一定的社会或生活背景中，从更具有实际应用价值的层面上切入物质性质的学习。通过在一定社会或生活背景中学习化学知识，引导学生体验知识的价值，形成科学的价值观[6]。

在富集、分离、碱的选择、冶炼方法和原料选择等一系列问题上，教师不是提供现成的知识和结论，而是创设有意义的问题情境，学生根据已有的知识和补充资料，通过小组合作的方式解决真正的问题，学习隐含于问题背后的科学知识。如利用表2数据思考上述问题2：如何将Mg2+从卤水中沉淀出来？利用表3数据思考上述问题4：如何选择适用的沉淀剂？对于在NaOH和Ca（OH）2之间的选择主要依据是市场的价格和物质的来源；对于在澄清石灰水和氢氧化钙乳浊液之间的选择是根据OH-的浓度来比较得出。利用表4数据思考上述问题5：如何从镁的化合物制得单质镁？在具有真实情景的问题讨论中获得从海水中提取镁的最佳方案，树立经济效益意识，培养学生合理利用自然资源的观念，启发学生的能源意识和经济意识。

设计具有一定的开放性和挑战性的问题，使学生能从多个角度、多个方面进行思考，不同能力水平的学生可以得到层次、范围不同的结论，获得不同程度的观念发展。工业制镁的方案的设计和选择：方案设计采用学生讨论、纠正的方法进行，在已经学习的Na、Fe、Cu、Hg等金属的制备的基础上，模仿以上金属的制备列出可能的实验方案（如图2），在此基础上根据镁的化学性质比较活泼而采用电解法；对于电解氧化镁还是氯化镁则根据两者的熔点的差别，从能耗上进行比较，最终得到最佳方案。

另外，教学中将物质性质的教学融入应用和工业生产过程，将知识置于真实的情景中，强调化学在生产、生活和社会可持续发展中的重大作用，能够培养学生学以致用的意识和能力，养成关心社会和生活实际的积极态度，增强社会责任感，发展创新精神和实践能力[7]。

4 创设以探究为核心的多样化活动

以“观念建构”为本的化学教学要让学生进行合作、交流、自主探究等多种学习活动，使学生形成对科学探索的兴趣和积极的情感，培养学生看待自然与世界的科学态度，对科学过程、科学活动的实质与价值的理解和认识，对科学与技术、社会、环境的密切关系的理解和认识，以及运用科学知识、科学方法解决社会和个人生活中的问题的能力。从而在思想和观念上产生冲击，形成化学基本观念[8]。

对于海水中提取镁的沉淀剂的选择，主要从学生实验探究，通过模拟海水和模拟卤水中滴加碱溶液后的现象进行比较进而得出海水中的Mg2+的浓度过低、不利于直接用沉淀法生成Mg（OH）2。

[活动探究1]分别向0.05 mol·L-1（模拟海水）、2.5 mol·L-1（模拟卤水）的MgCl2溶液中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液，观察现象。

现象：模拟海水中无明显现象，2.5 mol·L-1的MgCl2溶液中生成白色沉淀。

通过实验，感受到海水中Mg2+的浓度小的特点，如果直接加入沉淀剂，镁离子的沉淀效果不佳，而且沉淀剂的用量非常大，生产成本也就非常高。Mg2+在海水中总量很大，但是浓度很低（见表5），需要进行富集（利用海水晒盐得到卤水）。

[活动探究2] Mg条与水反应：实验1：Mg条没有除去表面MgO，直接加水；实验2：Mg除去表面MgO后与H2O反应，再滴加酚酞；实验3：在H2O中滴加酚酞，再加入除去表面MgO的Mg条。

通过Mg和H2O的反应进一步认识Mg容易和O2反应生成致密的氧化膜阻止反应的进一步进行；实验3主要是增强学生的对比实验的意识；通过知识的迁移完成对产物Mg（OH）2的检验。

Mg能和氧化物水反应，那么能不能和其他氧化物反应，通常我们可以使用CO2灭火，假如Mg金属着火了，能不能用CO2灭火呢？（演示实验：Mg条点燃后伸入盛有CO2的集气瓶中）。

从基本观念形成的过程来看，必须充分调动学生思维的积极性，使学生在积极主动的探究活动中，深刻理解有关的知识，并通过具体应用，不断提高头脑中知识的概括性水平。

总之，以化学观念构建为教学目标统领设计教学活动，重视运用实验探究提供丰富的感性认识，围绕能形成学科观念的驱动性问题，引导学生经历知识的形成、运用和反思过程，不断发展对化学观念的认识，帮助学生逐步形成化学观念[9]。

参考文献：

[1]毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011，（6）：3～6.

[2]曾国琼.以“元素化合物”知识为载体培养学生化学基本观念[J].中学化学教学参考，2013，（1～2）：5～9.

[3]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·化学1（必修）[M].南京：江苏教育出版社，2009：55～56.

[4]宋心琦，胡美玲.对中学化学的主要任务专论和教材改革的看法[J].化学教育，2001，（9）：9～13.

[5][6][7][8]王磊，胡久华.高中新课程必修课教与学·化学[M].北京：北京大学出版社，2006：57～58，19～21.

[9]何彩霞.以化学观念为统领设计教学活动[J].化学教育，2013，34（1）：16～18.