元素化合物复习教学中的情境创设

彭捷

摘要：化学学科知识与生产生活密切相关。在元素化合物知识的教学中，可以把化工生产的真实情境截取、简化和重整，让中学生在实际问题的解决中迁移概念、建构模型。教师接触真实情境的途径可以通过文献查阅，在日常网络浏览中的积累。教师通过不断学习，专业成长，建立合作学习型师生关系。

关键词：元素化合物；情境；问题设置；迁移

文章编号：1008-0546（2021）12-0074-04中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.12.018

一、化学学习需要在情境中进行

化学学科，是人们探索自然、利用自然资源的经验积累。为了探明自然资源的存在与含量，我们研究物质的性质、检验和分析；为了得到浓度足够的工业原料，我们研究物质的分离、提纯和转化；为了在生产和生活的同时兼顾环境友好，我们研究物质的性质、反应的原理、资源的综合利用和环境保护；为了做好化工产品的安全使用与废品回收，我们需要不断地研究物质性质、开发它们的新用途。

元素的单质和化合物，来源于自然，在工厂中转化、变化，服务于社會，影响着人们的生活[1]。概念原理类的知识需要具体实例的诠释与具体呈现。真实的情境使问题的呈现更加丰满，使学科知识的价值得以体现，也使学习者能直观感受到学科魅力。情境中得来的知识，也会因此具备多层次的特征，陈述性知识不断强化，程序性知识得到巩固，策略性知识因此“激活”。

二、真实情境运用于教学需要提炼精简

真实的化工生产和社会应用往往是错综复杂的。它们涉及其他学科的知识，例如流体力学、生物酶活性、数学建模获得经验公式等。一节高中化学课需要聚焦本学科知识，所以复杂而真实的情境需要教师预先进行“简化”“切割”和重整。把工业生产中跨学科、结构交错的专业知识，简化为高中化学知识能解决的、结构简洁的问题。参见图1。

以工业制硫酸的工业场景为例。经过文献查阅，用硫化氢制硫酸的生产流程如图2所示[2]。

文献提到的生产方法以硫化氢为原料，这是一个很好的情境素材，可以作为课本知识的补充和拓展，体现硫和它主要化合物间的相互转化关系。但是原图展示的具体温度、装置符号等元素不是我们目前关注的对象。把以上两流程相结合，硫化氢为原料这一特点整合到基本方法的流程图中，得到简化后的流程图（图3），用以呈现生产硫酸的新路线。作为教学情境，简明扼要。

三、教师接触真实情境的渠道

真实的情境存在于生活的方方面面，除了专业文献的检索与阅读，保持一颗好奇求知的心，常常能在生活中有所发现。

1.文献阅读

在进行相关内容教学之前，利用关键词在中国知网检索专业期刊论文信息，可以获得课本内容相关的工业生产、实用技术等类型的支撑信息。这些内容可以精简提炼、整合到一个适合中学生阅读的情境当中。

例如在硫元素化合物的教学准备中，需要把硫元素的转化放在生动的场景中，进而引出问题。经过文献查阅，发现云南腾冲[3]、日本某地，地热（发电）矿水中含有H2S，需要除去[4]，而H2S作为一种有毒气体，分子间不像水一样存在氢键，液化温度低，不易加压后罐装出售，很难作为副产品开发利用，处理废气还会产生经济成本。

怎样除去地热水中的硫化氢呢？硫化氢可以有哪些渠道转化，以进行后续处理呢？各个渠道转化的成本如何？有没有盈利的可能？……学生在情境中很容易产生这一系列的问题，也产生了解决问题的内驱力。

2.科普网站浏览学习

果壳网上时常有作者原创科普文章，其中不乏专业领域的科研工作者。素材往往配合生动有趣的图片或视频。

例如有一篇讲黄铁矿的文章[5]，为黄铁矿这一生活中不多见的矿物提供了详细的背景信息。配图（图4）精美，讲解详尽。经过改编，可以得到这样一系列考查概念原理的问题：在矿物化石收藏界，黄铁矿化石“腐烂”的现象，产生斑块和粉末、表面膨胀、裂开，甚至最后粉碎等一系列现象。“腐烂”的黄铁矿石会散发出刺激性气味，放置在标本附近的纸质标签会出现“焦痕”。

3.自媒体公众号学习

微信、微博、知乎等平台上有一些以科学、化学的自媒体公众号，定期推出科学普及、前沿动态介绍类的文章。作者不乏相关领域的科研工作者，例如“毕导”，他总是能从生活中最为常见的现象出发，挖掘其背后的知识理论，接着再往上拔高一个级别，例如视频“相切可吃理论”，研究落地的薯片是否还可以吃。作者的专业知识储备量对于科普创作而言，可以说是游刃有余，例如专题视频“有机化学合成人”，介绍了人形小分子、在纳米赛道上“驰骋”的分子小车，展望了分子小车定向运输药物的应用前景。知乎上还有“中科院物理所”这样的专业团队，亲自下场与科学爱好者互动。更不乏“SME情报员”这样的团队，专注科学史、科学家的介绍，偶尔挖掘一下冷知识。这些内容善加使用，可以在课堂上创设学习情境、引起学生兴趣、拉近化学课与学生生活的距离。

4.网络购物平台的素材提炼

购物平台除了图片文字的介绍，经常还有卖家自行拍摄的视频。这些视频视角独特，偶尔会有创设学科情境的好素材。例如出售石材的商家，为了介绍他的商品——石板来自深山，取自天然，拍摄了一段轻凿石块侧面，进而一片一片取下石板的视频（截图见图5）。在介绍晶体微观有序和宏观规则的外表时，这段视频能提供学生直观的认知素材。

需要指出的是，网络上的内容要注意甄别，尤其是视频内容，一定要在使用之前反复核实。对于其中用到的数据、概念，一定要事先与官方资料比对。

四、结语

化学学科知识具有社会性的特征，仅仅抽离出概念、理论与学生进行识记和推演练习，称不上真正的化学教学。化学概念的建构都是有情境的，情境中化学知识可以获得充分的价值体现[6]。

真实具体的问题情境除了引起学生的学习兴趣，更重要的是学生获得了化学学科素养形成发展的重要平台，也为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。例如，在非金属硫元素的复习课中，简化实际生产的流程图创设了情境，自身也是对课本流程的迁移，情境具备了迁移的功能。学生运用已有的学科基本观念和知识，借助价类二维图的支持，能够解决实际问题。情境也可以兼有建构的功能，从S到Cl，再到N和C，再到非金属元素大类。这一过程先是水平迁移，然后垂直迁移（图6）。

对于发展学生的化学学科素养来说，真实（简化）情境下的建构学习和迁移学习都非常重要。“真实情境”和“实际问题”组成了具体的任务，在任务解决的过程中，学生运用了化学知识，也重构和内化了知识。知识的价值在于运用，有效的学习得以发生。

每个学生都有自己的智力特点、不同的智能倾向。鮮活的问题场景允许不同的人从不同的角度切入。新时代的教师作为学生学习的合作者、引导者和参与者，运用自身的学科知识优势，平时广泛涉猎，接触、提取适合学生的问题情境，为学生的化学学习创设鲜活的场景，为学生的展示提供逼真的舞台，让学生在适合自己的道路上勇往直前。这是新型师生关系的发展方向，也是教师提高自身素养的内驱力。

参考文献

[1]周仁鸽.论教学问题情境化的方向与策略[J].化学教学，2013（4）：49-51

[2]孙建敏.硫化氢制硫酸生产情况介绍[J].硫酸工业，1993（5）：49-50

[3]程汝南.腾冲热矿水初步研究[J].水文地质工程地质，1981（6）：28-33

[4]张维德.日本地热发电中硫化氢的处理[J].环境保护科学，1981（4）：45-48，29

[5]lowy.黄铁矿为什么会烂掉[EB/OL]（2019-01-02）[2021-03-01].https：//zhuanlan.zhihu.com/p/50285096

[6]普通高中化学课程标准修订组.普通高中化学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018：188