教真实的化学 学有用的知识——对一节化学优质课的思考

沈　颖孙天山马　然（，无锡市辅仁高级中学　江苏无锡　4；江苏省天一中学　江苏无锡　40）



教真实的化学学有用的知识——对一节化学优质课的思考

沈颖1孙天山2马然3
（1，2无锡市辅仁高级中学江苏无锡214123；3江苏省天一中学江苏无锡214101）

摘要：创设合适的探究学习情景是探究教学的前提和保障。创设具体的探究学习情景应遵循问题化、兴趣化、过程化、适度化等原则，通过立足实际、源于生活、活用表演和巧创实验等多种方法创设探究学习情景，引导学生经历探究过程，培养探究能力和科学素养。

关键词：学习情景；探究式学习；原则；方法

“含硅矿物质与信息材料”是苏教版化学1［1］专题3“从矿物质到基础材料”第三单元的内容。硅及其化合物在元素化合物的大家庭中并不那么显赫，甚至常常被人们所“遗忘”。听了江苏省天一中学马然老师“含硅矿物质与信息材料”的一节复习课，让我对“硅家族”是“肃然起敬”。硅家族为人类的“献身”精神，为推进社会文明和进步立下了汗马功劳，也使我深切感受到“化学”的魅力。

一、教学过程回放

播放视频（玉兔月球探测车展开太阳翼的场景）。

师：你知道玉兔太阳翼的主要功能吗？

生：给玉兔提供能量。

师：你们说“提供能量”这一军功章该奖给谁？

生：晶体硅。

师：硅被誉为“信息革命的催化剂”！大家知道硅元素在自然界的存在形式是什么吗？

生：硅元素主要以二氧化硅、硅酸盐的形式存在。

师：因此，如何从化合态的硅制得游离态的硅是我们迈向信息时代的关键！

师：展示新闻图片。

图1　新闻图片

师：中国国家电网公司加入Desertec计划。

世界最大的国有公共事业公司“中国国家电网公司（SGCC）日前加入沙漠科技产业行动（Dii）”。

沙漠计划核心：黄沙→高纯硅→太阳能→电

师：以沙子为原料，获取晶体硅，是沙漠计划的关键环节，这节课我们就以点沙成“硅”为话题，共同探究沙子的开发与利用。

师：想要获得硅，要首先制备出纯净的二氧化硅，这是点沙成“硅”的第一步，第二步是从二氧化硅中获得纯净硅（投影图片）。

图2　点沙成硅过程

点沙成“硅”第一步

［学生活动1］拟在沙漠中建造硅厂。请你参与设计从沙子中获取二氧化硅的流程（沙中主要含有SiO2和少量Fe2O3杂质）。

流程示例：从铝土矿中制备铝

生：思考、设计。

师：投影展示学生设计方案（方案1）：

师：这是我们无锡市锡山区制备高纯二氧化硅的工厂（投影展示厂房和生产车间）。

该厂生产的部分成流程如下（方案2）：

师：请同学们帮助该厂完成后续设计，用方程式表示设计反应原理。

生：思考并完成后续方案。

生：板演有关化学反应方程式：

群众的眼睛是雪亮的，假的真不了，真的假不了，党员干部与其煞费苦心地去弄虚作假，还不如脚踏实地埋头苦干，只有干出经得起检验的真成绩，才能真正收获人民群众的信任与口碑，树立党和政府的形象。

师（生）：对两种方案设计进行评价。

［问题讨论］1.将沙子中的SiO2转化为Na2SiO3时，除用NaOH外，还可以用什么试剂？理由？

2.Na2SiO3转化为H2SiO3还可以选择什么试剂？理由？同步展示学生实验成果。

图3　江苏省天一中学化学实验社团制作的“多彩硅胶”

点沙成“硅”第二步

［学生活动2］设计由二氧化硅获取硅的流程，相关物质的熔沸点见下表。

师（生）：分析、讨论。

（1）制得粗硅

（2）粗硅提纯：

生：各抒己见（略）。

师：投影图片展示其应用（略）。

过渡：在点沙成硅过程中获得的二氧化硅、硅有着广泛的用途，可见沙子有广阔的开发和利用前景！我们设计的方案是否真实可行？请结合相关资料做出评价。

师：展示“沙子的开发和利用”可行性评价报告的有关资料：

1.从沙子中获取二氧化硅：

2.精制硅：我国目前常用“三氯氢硅法”，工艺流程如下：

3.建筑：运输成本，是否符合建筑标准

［小结］沙子在自然界广泛存在，今天我们对沙子的开发和利用只是初步尝试，相信随着科技的发展，将会涌现出更多的沙漠工厂（投影图片），期待其中有我们在座同学的参与！

图4　沙漠工厂

［学生体验］沙子中二氧化硅的提纯（分组实验，两人1组）。

药品仪器：沙子、NaOH溶液、大理石、盐酸、小烧杯、玻璃棒、试管、导管。

实验步骤：（1）在已取好沙子的小烧杯中，加入20mL NaOH溶液，用玻璃棒充分搅拌。

（2）静置，取2-3mL小烧杯中上层清液于试管中，通入CO2，观察现象。

二、感悟与思考

作为元素化合物知识的复习课，教者并没有按传统的套路组织教学，没有按照物质的组成、结构、性质和应用去进行知识的简单罗列和“回炉”，而是在理解教材、了解学生，把握知识本质的基础上，进行了精心设计。通过社会和生活中的真实问题将“裸露的知识包装起来”，让学生体会知识产生和运用的“原生态”，使学生真切感受到“真实、有用”的化学。

创设真实的情境。本节课中教者自始至终都是从现实生活的真实情境出发，从“玉兔太阳翼的硅材料”、“中国国家电网公司（SGCC）日前加入沙漠科技产业行动（Dii）”到“沙漠工厂”等，都是从学生身边的化学世界出发，把枯燥的化学知识与生动的生活实践联系起来。使倍受关注的热点、先进科技等与化学核心知识融为一体。这些真实的情境能够引发学生的认知冲突，激发学生的探究欲望，通过具体问题和实践活动促进学生观察和思考，提高学生的思维能力。

设计真实的问题。建构主义理论认为，知识是具有情景性的，知识无法脱离真实的问题而抽象出来，概括化的知识只有在具体的问题运用中才有价值和意义。真实的问题能满足学生的认知需要，保持持久的认知内驱力。本节课中教者设计了以“点沙成硅”真实的问题主线，引导学生分析如何将沙提纯为纯净的二氧化硅，并由二氧化硅制得高纯硅，最终实现黄沙→高纯硅→太阳能→电能的转化利用。这些真实问题能帮助学生从化学的视角认识二氧化硅和硅的制备和应用。

开展真实的活动。美国心理学家马斯洛认为：“人类的所有需要中，自我实现的需要是最高层次的需要”。让学生参与真实的活动，在体验成功的同时，也让他们感受到实现自我价值的意义。真实的活动是学生主动参与的活动，真实的活动是能激发学生积极思维，有一定思维深度的活动。本节课教学中学生全程参与了由沙子制备二氧化硅，再由二氧化硅到晶体硅的流程设计，并通过实验见证了沙子转变为硅酸的过程，这些真实的活动使学生有了“亲历”和体验，也“目睹”了知识的形成过程。

学习有用的知识。知识本身并没有有用与无用之分，这里所说的“有用的知识”是指能“再生”新知识的知识。是能促进社会进步和人类文明的知识。这种知识不只是能做题会考试，也不是靠死记硬背获得的知识，而重在知识的形成和发展；这种知识也不是固定的事实和真理，而是一种动态和和社会同步发展的知识。本节课教学中，教者没有太多的说教，知识讲解也并不是面面俱到，如传统硅酸盐工业生产的相关知识，硅酸盐的不同的表示形式，硅酸钠等物质的用途等识记性知识并没有重复再现。教学中教者舍弃了“把种子磨成面粉”的做法，而是通过对倍受关注的真实问题的探究，让化学的种子在学生心灵深处萌发。

化学和生活实际是紧密相联的，是真实的。在化学教学和学习中渗透真实性、有用性的理念，创设真实的问题情境，开展真实的活动，是化学教学应然的追求。

参考文献

［1］王祖浩.普通高中课程标准实验教科书化学1（第5版）［M］.南京：江苏教育出版社，2009，6：12-20

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.020

文章编号：1008-0546（2016）03-0054-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B