促进学生认知发展的教学实践研究——以“水的净化”教学为例

倪兴红

（如皋市外国语学校 江苏如皋 226500）

促进学生认知发展的教学实践研究
——以“水的净化”教学为例

倪兴红

（如皋市外国语学校 江苏如皋 226500）

以“水的净化”为例，在认真研究分析学生认知起点和教材知识结构的基础上，以发展的观点，以学定教，通过类比、迁移、拓展，把学生带到最近发展区，促进学生自主构建认知结构和经验世界。

认知发展；水的净化

一、问题的提出

当前，科学教育倡导以学生为中心，多样化的教学方式意在从注重学生的知识获得转变为提升学生的科学素养。但实践中的教学常常过多地关注学生对具体知识的获得，并用于解题实践，较少关注知识对学生认知发展的作用，甚至在教学中忽略认知角度的增加、认知深度的发展。

从促进学生认知发展的角度的教学，既要注重科学知识本体的获得，又要关注科学知识的认知功能得到实现，最终是使学生将科学知识内化了的教学。教师不但要让学生认清科学知识说明的是什么，更要将科学知识转化为学生观察、分析现象和问题的视角和思路，再通过具体的认识实践活动，让学生形成稳定的认识方式。所以，在教学活动的设计时应基于学生认知发展的轨迹，创设丰富的情境和一系列的问题，展开一系列的探究活动，让学生积极主动地参与思维活动。

二、整体教学思路

本节内容选自人教版九年级化学上册第四单元课题2“水的净化”，作为学生没有感性认识的内容，如何让学生联系生活实际，寻找到知识的联结点？教师首先从本地龙游湖的天然水出发，提出如何区分天然水和纯水，能否长期饮用天然水和纯水？在此形成学生思维的切入点，激发学生产生探究水净化方法的欲望，通过经验交流、课堂实验、观察、思考、讨论、交流及观摩自来水厂的实际净水流程等学习活动，初步形成水净化的原理和常用方法。从蒸馏水与井水的区分，引出硬水和软水的概念，及硬水的软化方法。再比较多种净水方法的净化效果。综合利用净水方法，让学生自主构建自来水厂的净水流程。课后布置学生通过利用家用物品自行设计简易净水装置，可促进学生巩固知识，手脑并用并培养学生设计简单实验装置的能力。整个过程基于学生的认知发展，从课内延伸到课外，引导学生开展探究式学习，从化学的视角认识生活中的水，掌握水的净化方法。

三、教学目标

1．通过学生熟悉的生活中的例子了解纯水与天然水的区别；

2．通过学生自主操作和分析探究了解静置沉淀、吸附沉淀、过滤等常用的净化水的方法，初步学会过滤的原理及操作；

3．体会化学知识在生活生产中的重要性，培养学生学习化学的兴趣；

4．感受化学对改善个人生活、促进社会发展的积极作用。

四、教学过程

活动1：创设情境引入新课

（图片展示）龙游湖是当前我们如皋人休闲、放松的好去处，水天一色，心旷神怡。今天，老师为每组同学带来了一杯龙游湖的天然水和实验室购买的蒸馏水。

提出问题：（1）天然水和纯水的区别在什么地方？

（2）我们能否长期饮用天然水或纯水？

（3）分析天然水中含有哪些杂质？

学生汇报：这杯水里既有不溶性杂质，又有可溶性杂质，还有细菌等，不可长期饮用。纯水只有水，缺少人体所需的矿物质，也不可长期饮用。

过渡：为此，同学们想不想把浑浊的天然水变成我们的饮用水，甚至变成纯水呢？

展示课题：课题2水的净化

结合已有生活经验，同学们能想出哪些方法来净化这杯水？这些方法可以除去哪些杂质呢？

小组讨论、交流、汇报

（设计意图：基于学生已有的经验认识，联系生活实际，现取身边的河水为情景素材，为学生创设真实而有意义的学习情景，引导学生从生活走进化学。结合学生已有的生活经验，初步形成净水方法。）

活动2：初步学习除去水中不溶性杂质的方法

1．静置沉淀

观察归纳：学生观察原本浑浊的天然水静置一会变澄清了，分析原因，得出结论。

视频播放：观察使用絮凝剂——明矾的净水过程。

阅读课本：P74了解明矾的净水原理。

2．过滤

过渡：这杯水虽然已经充分沉淀，但是至少应为澄清的水才可能被我们接受为饮用水。所以我们接着得进行过滤，彻底将固体和液体分离。日常生活中哪些地方会用到过滤呢？

学生活动，汇报。

视频播放：过滤操作的装置图和规范的操作过程。

指导学生可以再结合课本P75相关内容，明确过滤所使用的仪器、操作的步骤和要点。

小组合作探究：自制过滤器，过滤烧杯中的浊水。

过滤器的准备

学生进行实验操作，教师巡视指导，拍摄学生的精彩瞬间和错误镜头。

成果展示，表扬与指正，交流、总结、反思。

追问：如果发现滤液仍然浑浊，原因可能是哪些？

同学们讨论非常激烈，分析出不同的原因。

（设计意图：通过视频，让学生初步感悟实验的操作流程，指导学生实验操作，培养学生用实验的方法分析问题、解决问题的能力。）

活动3：初步学习除去水中可溶性杂质的方法

过渡：过滤后的这杯清水能直接饮用吗？

学生：不能，因为还略微带有红色，还有细菌等微生物。

1．活性炭吸附

教师活动：介绍净水的一位好帮手：活性炭。其实，学生对活性炭并不陌生，日常生活中你见过哪里使用过活性炭？。

学生介绍，图片展示：车用除臭炭包、冰箱除味剂、室内高效活性炭吸附剂、活性炭除臭鞋垫、净水器说明书。

教师演示：U型管内装有活性炭，从左侧倒入刚才过滤后的带色清水，左右对比观察，学生观察后非常惊奇。

教师总结：木炭具有吸附性，能够吸附色素和异味。

过渡提问：现在这杯无色清水可以喝了吗？（生：还需消毒）

追问1：消毒后的水可以直接饮用吗？

生：超市里卖的合格矿泉水经常直接饮用，家里的自来水还需要煮沸。

追问2：煮沸后的水是纯水吗？

生：不是，但水壶盖反面的是纯水。

追问3：水壶盖反面的纯水，我们也称之为“蒸馏水”，它是经历了哪些过程得到的呢？

2．蒸馏

视频播放：介绍实验室制取蒸馏水的装置原理及注意事项。

提问：蒸馏得到的这杯水你觉得能喝吗？

生：不能，缺少人体所需的矿物质。

（设计意图：基于化学和生活紧密联系，培养学生发散思维能力联系生活，借U形管、红墨水创设明显的实验现象，让学生如临其境，感受化学的神奇。）

活动4：了解硬水和软水

学生实验：将等量的肥皂水分别滴加到等量的蒸馏水和井水的试管中，振荡，观察。

教师活动：结合课本内容，引入硬水、软水的定义。

请同学们对蒸馏水和井水的试管上贴上对应硬水和软水的标签。

说明：蒸馏几乎是彻底除去了硬水中的所有的可溶性钙、镁化合物。

追问：生活中用硬水好还是软水好呢？

阅读课本P76，了解使用硬水会给生活和生产带来哪些麻烦？（图片展示）

提问：生活中如何将硬水软化？（煮沸）

（设计意图：鼓励学生互相学习、交流，调动学生的学习热情）

活动5：自主构建自来水厂的净水流程

提问：通过本堂课的学习，你学会了哪些净水方法？

学生汇报：过滤、静置沉淀、加明矾吸附沉淀、活性炭吸附、消毒、蒸馏

提问：能否将净化程度由低到高的顺序排列。

如果你是自来水的技术员，你如何安排自来水厂的净水流程？

（拿出课前准备的信封，小组合作构建净水流程，张贴展示，组间评价、纠错，对优胜组奖励）

学生作品展示：

最后，展示课本“自来水厂净水过程示意图”，充分肯定学生的自主构建知识的能力。

再视频播放自来水厂的净水过程，让学生体会实际的净水工艺流程。

（设计意图：本环节相比教材安排采用“倒叙”的手法，让学生自主构建，并与实际流程对比，优化。欣赏视频，感受化学有用与神奇。）

课外作业：通过利用家用物品自行设计简易净水装置。

（设计意图：学以致用，鼓励学生利用家中的物品组装简易水过滤器，把生活的体验用到化学学习上，培养学生在设计实验中要考虑如何才能实现实验的最优化。）

五、教学反思

本节课基于学生掌握了一定的基础知识和基本技能之后，在自由、宽松的探究情境中，同学们表现非常活跃，积极思考，思路开阔，踊跃发言，敢于发表自己的观点、敢于同他人争论的良好素养，小组合作通过实验学会了科学探究的一般方法和步骤，学会了将知识和技能应用于实际。

当然此类课型对老师的要求较高，授课之前无论是教学目标的界定和教学内容的选择，还是教学方法的采用和教学评价的使用，均以学生的认知发展为核心。切忌以往“一言堂”、“满堂灌”的教学方式。

［1］胡久华，张银屏．促进学生认知发展的单元整体教学——以化学教学为例［J］．教育科学研究，2014，（8）：63－68，76

［2］胡久华．促进学生认知发展的化学1模块氧化还原专题的整体教学研究［J］．化学教育，2008，（3）

1008-0546（2015）07-0039-03

G633．8

B

10.3969／j．issn．1008－0546．2015．07．013