創(chuàng)設(shè)情境，培育素養(yǎng)

趙毅

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂教學(xué);創(chuàng)設(shè)情境;含鐵化合物的轉(zhuǎn)化;核心素養(yǎng)

一、問題的提出

所謂情境，指的是具有一定情緒色彩的、具體生動的場景，情境教學(xué)法指的是在教學(xué)過程中，教師有目的引入或創(chuàng)設(shè)各種情境，引起學(xué)生的體驗(yàn)，從而理解教材和知識，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方法。情境教學(xué)是由教師創(chuàng)設(shè)情境活動以滿足學(xué)科教學(xué)要求和學(xué)生能力提升的有效途徑之一。

隨著教育改革的不斷深化，化學(xué)教學(xué)越來越重視學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。教師在化學(xué)課堂教學(xué)中利用真實(shí)情境組織教學(xué)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)化學(xué)，或用化學(xué)知識解決問題的素養(yǎng)和能力。

化學(xué)教學(xué)真實(shí)情境主要包含實(shí)驗(yàn)情境，化學(xué)史情境，問題情境，生活生產(chǎn)情境等幾種，其中實(shí)驗(yàn)情境和生活生產(chǎn)情境更接近真實(shí)的化學(xué)教學(xué)情境。在課堂教學(xué)中構(gòu)建真實(shí)情境，才能真正體現(xiàn)情境教學(xué)的價值。而真實(shí)情境應(yīng)當(dāng)具有三個特點(diǎn)：包含對應(yīng)的學(xué)科問題;涵蓋相關(guān)概念的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性;能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)人學(xué)習(xí)的過程。

真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)在化學(xué)課堂教學(xué)中可用于很多方面，比如利用其包含多重知識的復(fù)雜性用于課題引入，承上啟下，復(fù)習(xí)舊知，引入新課，也可激發(fā)并長時間維持學(xué)生興趣，可有機(jī)整合新授知識，在課堂中發(fā)揮知識應(yīng)用和思維延伸的作用。

在具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師可以利用真實(shí)情境讓學(xué)生的知識得到有效的遷移，關(guān)聯(lián)化學(xué)問題的復(fù)雜性和化學(xué)問題的結(jié)構(gòu)性，也可以利用直觀和豐富的真實(shí)情境讓學(xué)生體會化學(xué)與生活、化學(xué)與社會的關(guān)系，利用真實(shí)情境包含問題的多樣性、普遍性和矛盾性，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和找到認(rèn)知沖突，從而開展研究過程。

總之，真實(shí)情境既復(fù)雜又系統(tǒng)化的特征使課堂教學(xué)設(shè)計(jì)更加有效，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動，使課堂氛圍更加融洽真實(shí)，讓學(xué)生在真實(shí)情境的學(xué)習(xí)中，應(yīng)用和理解知識，提高解決真實(shí)問題的能力，掌握解決真實(shí)問題的方法，這是一般的教學(xué)方式所不能替代的。只有教師從情境中挖出教學(xué)價值，才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)更為高效。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分地體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容可以創(chuàng)設(shè)大量與具體生活生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的真實(shí)情境，從真實(shí)情境出發(fā)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)本節(jié)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)設(shè)計(jì)

1.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)內(nèi)容分析

教學(xué)內(nèi)容選自上海科學(xué)技術(shù)出版社出版的高二化學(xué)教材第一學(xué)期“鐵化合物”，以及拓展教材中“含鐵化合物的轉(zhuǎn)化”部分。這部分教材內(nèi)容主要是讓學(xué)生在元素化合物知識的學(xué)習(xí)中應(yīng)用氧化還原原理進(jìn)行判斷和解釋。這部分內(nèi)容對于學(xué)生學(xué)習(xí)可變化合價的金屬化合物轉(zhuǎn)化是極其重要的基礎(chǔ)知識，化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵體現(xiàn)在對真實(shí)化學(xué)情境的應(yīng)用和解釋，以及化學(xué)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化是化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和化學(xué)應(yīng)用的重要組成。鞏固理解鐵化合物間的轉(zhuǎn)化，并應(yīng)用到真實(shí)的化學(xué)情境中，有助于學(xué)生體會化學(xué)學(xué)科內(nèi)涵，充分理解化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，形成化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

該節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)是教會學(xué)生利用氧化還原原理解釋元素化合物的性質(zhì)問題，掌握教材文本蘊(yùn)含的科學(xué)方法，在學(xué)生從氧化還原角度充分認(rèn)識亞鐵和鐵的轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的意義、適當(dāng)氧化劑和還原劑的選擇，以及離子檢驗(yàn)的應(yīng)用等內(nèi)容。

這部分內(nèi)容的教學(xué)難點(diǎn)主要是學(xué)生不能體會物質(zhì)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)實(shí)意義、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的適當(dāng)條件選擇和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。

學(xué)生不能充分理解亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的現(xiàn)實(shí)意義，轉(zhuǎn)化僅停留在書面方程式上，因而在解決具體問題時缺乏聯(lián)想，對于化學(xué)在改造世界中的重要途徑——利用物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化認(rèn)識不深刻;在選擇亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的適當(dāng)試劑時常出現(xiàn)選錯氧化劑或還原劑的錯誤;亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的應(yīng)用只會死記硬背，不能靈活掌握，比如在離子檢驗(yàn)時，學(xué)生對于亞鐵離子和鐵離子的混合溶液中檢驗(yàn)亞鐵離子依然使用先加硫氰化鉀后加適當(dāng)氧化劑的方法。

3.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)

為解決這一節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)，我在教學(xué)設(shè)計(jì)中主要設(shè)置了三個情境，都包含了重點(diǎn)研究的學(xué)科問題。

（1）飽和氯化鐵溶液腐蝕銅電路板并回收廢液的情境。這個情境中包含了鐵鹽與金屬單質(zhì)反應(yīng)，亞鐵鹽與氯氣反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)鐵離子與亞鐵離子的轉(zhuǎn)化等學(xué)科問題。

（2）補(bǔ)血劑成分的測定，包含了亞鐵離子和鐵離子的檢驗(yàn)，以及防止亞鐵離子氧化的學(xué)科問題。

（3）聚合硫酸鐵的制備，包含了選擇合適的氧化劑實(shí)現(xiàn)亞鐵氧化為鐵鹽的學(xué)科問題。這三個情境緊扣本節(jié)課需要解決的化學(xué)學(xué)科問題，突顯出學(xué)科真實(shí)情境的價值。

4.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”情境教學(xué)實(shí)施過程

本課時教學(xué)實(shí)施過程主要包含四個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)圍繞若干個合適的真實(shí)情境展開教學(xué)，通過針對情境提出問題引發(fā)思考實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)（表1）。

第一環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：工業(yè)中利用飽和氯化鐵溶液腐蝕銅電路板并回收銅和廢液的流程。

主要問題：指出工業(yè)流程中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的反應(yīng)原理？如何實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的回收？

設(shè)計(jì)意圖：這個情境設(shè)計(jì)及問題的展開和解決事實(shí)上包含了前一課時中，三價鐵離子與金屬銅和鐵反應(yīng)和二價亞鐵離子與氯氣反應(yīng)的舊知及方程式書寫的復(fù)習(xí)，同時又能引入利用元素不同價態(tài)轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的新知識。

利用真實(shí)情境進(jìn)行舊知的復(fù)習(xí)，不會讓學(xué)生產(chǎn)生簡單重復(fù)的疲勞感，使得學(xué)生的回憶和復(fù)習(xí)更自發(fā)和更多樣化。同時新知識的學(xué)習(xí)是從舊知識的復(fù)習(xí)中引出，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)集中力。

由于補(bǔ)血劑成分組成和外觀的矛盾，引起學(xué)生對于補(bǔ)血劑成分的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生檢驗(yàn)補(bǔ)血劑成分的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而進(jìn)行提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、理論解釋、解決問題的研究性學(xué)習(xí)過程。這樣的研究性問題是由學(xué)生的認(rèn)知沖突引發(fā)的，而不是教師人為設(shè)定的。同時在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中加入氧化劑后不明顯的現(xiàn)象，進(jìn)一步引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而使得學(xué)生進(jìn)一步思考和研究，得出了在補(bǔ)血劑中為了防止亞鐵氧化而添加了還原劑的結(jié)論。

第二環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：補(bǔ)血劑成分的檢驗(yàn)，保存和使用。

提出問題1：觀察補(bǔ)血劑色態(tài)，結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成分。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1：檢驗(yàn)補(bǔ)血劑中含有亞鐵離子。

生成問題2：為何加入氧化劑不能明顯觀察到現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2：檢驗(yàn)硫酸亞鐵溶液中的亞鐵離子。

生成問題3：為何先會略微變紅？

學(xué)生討論：亞鐵鹽的保存和使用。解決提出和生成的問題。

生成問題4：選擇的氧化劑有何不同？

設(shè)計(jì)意圖：在補(bǔ)血劑的檢驗(yàn)中，補(bǔ)血劑中實(shí)際所添加的抗氧化劑的情境，使得亞鐵離子的保存需要添加還原劑和檢驗(yàn)亞鐵離子需要加入氧化劑的關(guān)聯(lián)融合在了一起，學(xué)生在情境中意識到了化學(xué)問題的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)了知識的理解和應(yīng)用。學(xué)生的學(xué)習(xí)始終處于真實(shí)情境的研究中，學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究的興趣高漲，同時將知識的融合度提升，擴(kuò)大了課堂的思維容量而不會使學(xué)生感受到很大的學(xué)習(xí)壓力。

第三環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：高聚硫酸鐵制備的情境。

主要問題：如果你是化學(xué)工程師，如何選擇氧化亞鐵離子為鐵離子的合適氧化劑？

設(shè)計(jì)意圖：在前一個情境中引入氧化亞鐵離子的氧化劑可以是過氧化氫和氯氣后，在新的情境中遇到類似問題，讓學(xué)生在遷移新知識時，既能引導(dǎo)出選擇氧化劑，同時又能遷移到氧化劑不應(yīng)當(dāng)完全一樣，討論氧氣催化和濃硫酸直接氧化的可能性。

情境教學(xué)能夠使學(xué)生的知識得到有效的遷移，真實(shí)情境是關(guān)聯(lián)化學(xué)問題的復(fù)雜性和化學(xué)問題的結(jié)構(gòu)性。真實(shí)情境的復(fù)雜性往往包含化學(xué)學(xué)科體系的內(nèi)涵，可以幫助學(xué)生區(qū)別新舊問題的差異，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的遷移。情境教學(xué)有助于學(xué)生組織思維，理解具體情境所提供的信息，進(jìn)一步加深對核心知識的理解。

學(xué)生作為化學(xué)工程師根據(jù)問題的復(fù)雜性去比較和選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎?。從原料來源與成本、從綠色化學(xué)角度、從反應(yīng)速度理論、從產(chǎn)物提純和分離等多角度的綜合效益的判斷，學(xué)生體會了實(shí)際工業(yè)中需要考慮的復(fù)雜因素和綜合衡量的情感態(tài)度，學(xué)生感受到了化學(xué)理論與生活聯(lián)系程度的多元化，對于真實(shí)問題解決的復(fù)雜性程度，學(xué)會處理復(fù)雜問題的辯證思考方式。

第四環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：新鮮水果的防腐和生活中除去衣服上鐵銹的情境應(yīng)用。

主要問題：如何防止水果中的亞鐵被氧化？如何除去鐵銹（三價鐵）？

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生進(jìn)一步應(yīng)用了防止亞鐵離子氧化和還原鐵離子的新授知識的延伸應(yīng)用，同時也設(shè)置了學(xué)生的思考延伸點(diǎn)，使得整個課堂圍繞三價鐵和二價鐵的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了完整的學(xué)習(xí)過程，既有開頭的引入，又有收尾的小結(jié)。

這種引人和小結(jié)都是在真實(shí)情境下的，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)始終保持真實(shí)問題之內(nèi)，高漲興趣之中，使得教學(xué)設(shè)計(jì)的整個環(huán)節(jié)都有真實(shí)情境，在真實(shí)情境中培養(yǎng)和落實(shí)核心素養(yǎng)。