情境素材選擇與利用的探究與思考

楊祎

摘 要：從科學(xué)性和真實(shí)性的原則出發(fā)，通過(guò)實(shí)例提出并探討了目前在教學(xué)過(guò)程中情境素材選擇和利用方面存在的一些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：情境素材；科學(xué)性；真實(shí)性

“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”是當(dāng)今國(guó)際科學(xué)教育的中心議題，也是化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念。在這一理念的指導(dǎo)下，新課程提倡在“課程內(nèi)容”的相關(guān)主題中設(shè)置“可供選擇的學(xué)習(xí)情境素材”（包括化學(xué)史料、日常生活中的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)事實(shí)等），以幫助教師更好地實(shí)施課程教學(xué)，更充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，并幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此，教師非常重視教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，但是在對(duì)情境素材的選擇和利用素材的過(guò)程中常常存在一些問(wèn)題，下面就與大家探討在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

一、對(duì)情境素材的選擇應(yīng)具備真實(shí)性

化學(xué)與生活聯(lián)系緊密，從化學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用入手選擇情境素材引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，展開(kāi)討論，從而提出解決問(wèn)題的思路，既可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和應(yīng)用，也能激發(fā)學(xué)生的探索和求知欲，提高課堂教學(xué)的有效性。但在實(shí)際教學(xué)中，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)某些背景素材的選擇本身就缺乏真實(shí)性。如2011年福州中考化學(xué)試卷第13題中以“自熱米飯”作為背景素材，該題對(duì)于自熱米飯的原理如此描述：“該自熱米飯是利用發(fā)熱包中的生石灰與水反應(yīng)放出熱量來(lái)進(jìn)行加熱……”筆者也曾試圖將探究“自熱米飯”的成分與發(fā)熱原理作為問(wèn)題情境進(jìn)行某節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)。然而當(dāng)本人購(gòu)買(mǎi)“自熱米飯”的發(fā)熱包進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，卻發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后得到的溶液并未檢測(cè)出氫氧化鈣的存在。對(duì)此通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)為市面上所用的“自熱米飯”發(fā)熱包主要成分可能為鐵粉、鎂粉、炭粉和氯化鈉等混合物，其發(fā)熱原理主要是鐵粉、鎂粉在以氯化鈉作為電解質(zhì)的溶液中構(gòu)成微小的原電池放熱的過(guò)程，而非簡(jiǎn)單的生石灰與水反應(yīng)放熱。

在越來(lái)越注重情境教學(xué)的今天，為了追求新穎有趣，材料失實(shí)的情況屢見(jiàn)不鮮，這對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，形成科學(xué)的世界觀是不利的。偽造的情境是不符合新課程理念的，應(yīng)堅(jiān)決摒棄。

二、對(duì)化學(xué)現(xiàn)象的解釋?xiě)?yīng)符合客觀事實(shí)

化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué)。它所研究的每一種物質(zhì)的性質(zhì)與它所發(fā)生的變化都應(yīng)該符合客觀事實(shí)，不能出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤。但在教學(xué)過(guò)程中常常會(huì)遇到對(duì)所選學(xué)習(xí)情境素材中化學(xué)現(xiàn)象的解釋不符合客觀事實(shí)的問(wèn)題。如，在“蛋白質(zhì)的性質(zhì)”的相關(guān)練習(xí)中常會(huì)出現(xiàn)“鹵水點(diǎn)豆腐”的情境素材，通常對(duì)此解釋是屬于蛋白質(zhì)的鹽析，此素材很多時(shí)候也被教師用于情境的創(chuàng)設(shè)，然而“鹵水點(diǎn)豆腐”真的屬于鹽析過(guò)程嗎？目前豆腐制作的一般方法是將生豆?jié){加熱變性后加入一定量的凝固劑，形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠產(chǎn)品。傳統(tǒng)上用作豆腐凝固劑的物質(zhì)包括氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣和硫酸鈣等二價(jià)金屬鹽或酸性物質(zhì)，前者即是我們所說(shuō)的鹽鹵。在制作過(guò)程中通過(guò)加熱可以使生豆?jié){中的球蛋白質(zhì)由原來(lái)的球狀結(jié)構(gòu)展開(kāi)形成松散的線性大分子，這一過(guò)程是蛋白質(zhì)的變性過(guò)程。而加入鹽凝固劑的過(guò)程是否是鹽析這一點(diǎn)有待商榷。漆定坤等人在研究大豆蛋白凝固機(jī)理的過(guò)程就對(duì)此表示了質(zhì)疑，他認(rèn)為鹽析需要相當(dāng)高濃度的鹽，而豆?jié){凝固時(shí)鹽凝固劑的濃度相當(dāng)?shù)?。而且豆腐屬于蛋白質(zhì)凝膠而非沉淀，鹽析這種假說(shuō)也不能解釋蛋白質(zhì)膠凝與沉淀之間的區(qū)別。對(duì)于“點(diǎn)鹵”的過(guò)程，提出離子橋?qū)W說(shuō)似乎更合理，他們認(rèn)為加熱可以使蛋白質(zhì)分子展開(kāi)形成蛋白質(zhì)絲狀體，而鈣離子的加入可以在相鄰蛋白質(zhì)分子間起到橋聯(lián)的作用，從而減少帶電絲狀體之間的靜電排斥作用并使它們發(fā)生聚集，這種學(xué)說(shuō)在學(xué)術(shù)界不止一次被提及。總之，豆腐形成的機(jī)理較為復(fù)雜且尚無(wú)定論，因此將其簡(jiǎn)單地看做鹽析過(guò)程缺乏一定的科學(xué)性。

在教學(xué)過(guò)程中選擇與生活相關(guān)的情境素材固然可以促進(jìn)學(xué)生在自然的學(xué)習(xí)情境中利用已學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化與遷移。如果一味用已有知識(shí)生搬硬套，顯然違背了科學(xué)性原則。

三、對(duì)化學(xué)史料的利用應(yīng)符合科學(xué)性

化學(xué)史作為一種重要的教學(xué)手段，不僅可以加深學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解，還可以培養(yǎng)人文精神，樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀。如在“構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！边@節(jié)內(nèi)容中，九年級(jí)上冊(cè)滬教版化學(xué)教材以歷代科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)探索的歷史作為學(xué)習(xí)情境素材，尤其強(qiáng)調(diào)了盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型。蘇科版八年級(jí)下冊(cè)物理教材也有如此描述：“盧瑟福用巧妙的試驗(yàn)方法收集到原子內(nèi)部信息，建立了類似行星繞日的核式結(jié)構(gòu)模型”，這一化學(xué)史料形象生動(dòng)地幫助學(xué)生理解原子的結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于史料的分析僅止于此的話，就會(huì)使學(xué)生對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)形成錯(cuò)誤認(rèn)知，他們會(huì)認(rèn)為電子的運(yùn)動(dòng)就如行星繞日一般。而事實(shí)上如今我們?cè)缫淹ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子的波粒二象性，并用量子力學(xué)取代經(jīng)典力學(xué)建立了電子云模型。由于微粒粒子的波粒二象性，當(dāng)能量一定時(shí)，確切地描述電子處于空間某個(gè)位置是沒(méi)有意義的，因此不能再用經(jīng)典力學(xué)中的軌道概念（ψ）描述電子的運(yùn)動(dòng)，而應(yīng)更準(zhǔn)確地用（ψ2）來(lái)表示電子在原子空間的某點(diǎn)附近單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率。因此，簡(jiǎn)單將電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述為行星繞日是不科學(xué)的，當(dāng)然考慮到九年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平，電子云模型毫無(wú)提及的必要，然而為了有助于學(xué)生的理解而強(qiáng)調(diào)錯(cuò)誤的概念更加不可取。

知識(shí)體系的構(gòu)建是具有一定層次的，而考慮到知識(shí)的系統(tǒng)性和學(xué)生的認(rèn)知水平，初中化學(xué)教學(xué)具有階段性和一定的局限性。當(dāng)教學(xué)的可接受性與科學(xué)性相互制約時(shí)如何處理兩者的關(guān)系至關(guān)重要。在此過(guò)程中科學(xué)性必須占首位，這是由化學(xué)科學(xué)本身的嚴(yán)密性所決定的。對(duì)此一般可采取簡(jiǎn)化、回避和迂回的處理以適應(yīng)學(xué)生的知識(shí)水平和接受能力，并保持一定條件下知識(shí)的相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)。

總之，在實(shí)施教學(xué)的過(guò)程中，要著眼于學(xué)生未來(lái)的發(fā)展，無(wú)論是對(duì)于情境素材的選擇還是利用都必須遵循客觀事實(shí)。在化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，處理好情境素材與教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系，創(chuàng)設(shè)真實(shí)、科學(xué)的情境引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中促進(jìn)認(rèn)知的協(xié)調(diào)發(fā)展，形成化學(xué)的基本觀念，理解科學(xué)的本質(zhì)，從而提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 孫玲娟