创设情境，培育素养

赵毅

关键词：化学课堂教学;创设情境;含铁化合物的转化;核心素养

一、问题的提出

所谓情境，指的是具有一定情绪色彩的、具体生动的场景，情境教学法指的是在教学过程中，教师有目的引入或创设各种情境，引起学生的体验，从而理解教材和知识，实现教学目标的教学方法。情境教学是由教师创设情境活动以满足学科教学要求和学生能力提升的有效途径之一。

隨着教育改革的不断深化，化学教学越来越重视学生科学素养的培养。教师在化学课堂教学中利用真实情境组织教学，让学生在真实情境中学习，能够培养学生自主学习化学，或用化学知识解决问题的素养和能力。

化学教学真实情境主要包含实验情境，化学史情境，问题情境，生活生产情境等几种，其中实验情境和生活生产情境更接近真实的化学教学情境。在课堂教学中构建真实情境，才能真正体现情境教学的价值。而真实情境应当具有三个特点：包含对应的学科问题;涵盖相关概念的复杂性和关联性;能引导学生进人学习的过程。

真实情境的创设在化学课堂教学中可用于很多方面，比如利用其包含多重知识的复杂性用于课题引入，承上启下，复习旧知，引入新课，也可激发并长时间维持学生兴趣，可有机整合新授知识，在课堂中发挥知识应用和思维延伸的作用。

在具体的教学设计中，教师可以利用真实情境让学生的知识得到有效的迁移，关联化学问题的复杂性和化学问题的结构性，也可以利用直观和丰富的真实情境让学生体会化学与生活、化学与社会的关系，利用真实情境包含问题的多样性、普遍性和矛盾性，让学生发现和找到认知冲突，从而开展研究过程。

总之，真实情境既复杂又系统化的特征使课堂教学设计更加有效，让学生的学习更加主动，使课堂氛围更加融洽真实，让学生在真实情境的学习中，应用和理解知识，提高解决真实问题的能力，掌握解决真实问题的方法，这是一般的教学方式所不能替代的。只有教师从情境中挖出教学价值，才能使学生的学习更为高效。激发学生的学习兴趣，充分地体现学生的主体性。

“含铁化合物间的转化”一节的教学内容可以创设大量与具体生活生产相关联的真实情境，从真实情境出发进行教学设计，实现本节内容教学目标，培养学生化学核心素养。

二、“含铁化合物间的转化”教学设计

1.“含铁化合物间的转化”教学内容分析

教学内容选自上海科学技术出版社出版的高二化学教材第一学期“铁化合物”，以及拓展教材中“含铁化合物的转化”部分。这部分教材内容主要是让学生在元素化合物知识的学习中应用氧化还原原理进行判断和解释。这部分内容对于学生学习可变化合价的金属化合物转化是极其重要的基础知识，化学学科的内涵体现在对真实化学情境的应用和解释，以及化学物质之间的相互转化是化学的学科特点和化学应用的重要组成。巩固理解铁化合物间的转化，并应用到真实的化学情境中，有助于学生体会化学学科内涵，充分理解化学学科特点，形成化学核心素养。

2.“含铁化合物间的转化”教学重点和难点分析

该节教学内容，教学重点是教会学生利用氧化还原原理解释元素化合物的性质问题，掌握教材文本蕴含的科学方法，在学生从氧化还原角度充分认识亚铁和铁的转化基础上，才能进一步学习转化的意义、适当氧化剂和还原剂的选择，以及离子检验的应用等内容。

这部分内容的教学难点主要是学生不能体会物质转化的现实意义、物质转化的适当条件选择和物质转化的应用。

学生不能充分理解亚铁（Ⅱ）和铁（Ⅲ）转化的现实意义，转化仅停留在书面方程式上，因而在解决具体问题时缺乏联想，对于化学在改造世界中的重要途径——利用物质间的转化认识不深刻;在选择亚铁（Ⅱ）和铁（Ⅲ）转化的适当试剂时常出现选错氧化剂或还原剂的错误;亚铁（Ⅱ）和铁（Ⅲ）转化的应用只会死记硬背，不能灵活掌握，比如在离子检验时，学生对于亚铁离子和铁离子的混合溶液中检验亚铁离子依然使用先加硫氰化钾后加适当氧化剂的方法。

3.“含铁化合物间的转化”教学情境的创设设计

为解决这一节教学内容的重点和难点，实现本节课教学目标，我在教学设计中主要设置了三个情境，都包含了重点研究的学科问题。

（1）饱和氯化铁溶液腐蚀铜电路板并回收废液的情境。这个情境中包含了铁盐与金属单质反应，亚铁盐与氯气反应，从而实现铁离子与亚铁离子的转化等学科问题。

（2）补血剂成分的测定，包含了亚铁离子和铁离子的检验，以及防止亚铁离子氧化的学科问题。

（3）聚合硫酸铁的制备，包含了选择合适的氧化剂实现亚铁氧化为铁盐的学科问题。这三个情境紧扣本节课需要解决的化学学科问题，突显出学科真实情境的价值。

4.“含铁化合物间的转化”情境教学实施过程

本课时教学实施过程主要包含四个环节，每个环节围绕若干个合适的真实情境展开教学，通过针对情境提出问题引发思考实现教学目标（表1）。

第一环节：

真实情境：工业中利用饱和氯化铁溶液腐蚀铜电路板并回收铜和废液的流程。

主要问题：指出工业流程中实现转化的反应原理？如何实现物质的回收？

设计意图：这个情境设计及问题的展开和解决事实上包含了前一课时中，三价铁离子与金属铜和铁反应和二价亚铁离子与氯气反应的旧知及方程式书写的复习，同时又能引入利用元素不同价态转化来实现循环利用的新知识。

利用真实情境进行旧知的复习，不会让学生产生简单重复的疲劳感，使得学生的回忆和复习更自发和更多样化。同时新知识的学习是从旧知识的复习中引出，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习集中力。

由于补血剂成分组成和外观的矛盾，引起学生对于补血剂成分的认知冲突，从而激发学生检验补血剂成分的学习兴趣，进而进行提出假设、设计实验、理论解释、解决问题的研究性学习过程。这样的研究性问题是由学生的认知冲突引发的，而不是教师人为设定的。同时在设计实验中加入氧化剂后不明显的现象，进一步引起了学生的认知冲突，从而使得学生进一步思考和研究，得出了在补血剂中为了防止亚铁氧化而添加了还原剂的结论。

第二环节：

真实情境：补血剂成分的检验，保存和使用。

提出问题1：观察补血剂色态，结合所学知识设计实验验证成分。

實验设计1：检验补血剂中含有亚铁离子。

生成问题2：为何加入氧化剂不能明显观察到现象？

实验设计2：检验硫酸亚铁溶液中的亚铁离子。

生成问题3：为何先会略微变红？

学生讨论：亚铁盐的保存和使用。解决提出和生成的问题。

生成问题4：选择的氧化剂有何不同？

设计意图：在补血剂的检验中，补血剂中实际所添加的抗氧化剂的情境，使得亚铁离子的保存需要添加还原剂和检验亚铁离子需要加入氧化剂的关联融合在了一起，学生在情境中意识到了化学问题的关联性，实现了知识的理解和应用。学生的学习始终处于真实情境的研究中，学生的学习和探究的兴趣高涨，同时将知识的融合度提升，扩大了课堂的思维容量而不会使学生感受到很大的学习压力。

第三环节：

真实情境：高聚硫酸铁制备的情境。

主要问题：如果你是化学工程师，如何选择氧化亚铁离子为铁离子的合适氧化剂？

设计意图：在前一个情境中引入氧化亚铁离子的氧化剂可以是过氧化氢和氯气后，在新的情境中遇到类似问题，让学生在迁移新知识时，既能引导出选择氧化剂，同时又能迁移到氧化剂不应当完全一样，讨论氧气催化和浓硫酸直接氧化的可能性。

情境教学能够使学生的知识得到有效的迁移，真实情境是关联化学问题的复杂性和化学问题的结构性。真实情境的复杂性往往包含化学学科体系的内涵，可以帮助学生区别新旧问题的差异，引导学生进行合理的迁移。情境教学有助于学生组织思维，理解具体情境所提供的信息，进一步加深对核心知识的理解。

学生作为化学工程师根据问题的复杂性去比较和选择适当的氧化剂。从原料来源与成本、从绿色化学角度、从反应速度理论、从产物提纯和分离等多角度的综合效益的判断，学生体会了实际工业中需要考虑的复杂因素和综合衡量的情感态度，学生感受到了化学理论与生活联系程度的多元化，对于真实问题解决的复杂性程度，学会处理复杂问题的辩证思考方式。

第四环节：

真实情境：新鲜水果的防腐和生活中除去衣服上铁锈的情境应用。

主要问题：如何防止水果中的亚铁被氧化？如何除去铁锈（三价铁）？

设计意图：使学生进一步应用了防止亚铁离子氧化和还原铁离子的新授知识的延伸应用，同时也设置了学生的思考延伸点，使得整个课堂围绕三价铁和二价铁的转化进行了完整的学习过程，既有开头的引入，又有收尾的小结。

这种引人和小结都是在真实情境下的，让学生的学习始终保持真实问题之内，高涨兴趣之中，使得教学设计的整个环节都有真实情境，在真实情境中培养和落实核心素养。