洪清娟（莆田市教師進修學院，福建莆田351100）

基于教材資源挖掘促進元素化合物知識深度學習
——以蘇教版“氯氣的生產原理”教學為例

洪清娟
（莆田市教師進修學院，福建莆田351100）

以蘇教版“氯氣的生產原理”教學為例，介紹如何根據(jù)學生認知基礎，對教材內容順序適當調整，并充分挖掘和整合教材資源，創(chuàng)設遞進式問題情境，促進學生元素化合物知識深度學習的若干思考及做法。

挖掘整合；教材資源；遞進式問題；深度學習

學生學習元素化合物知識的現(xiàn)狀是：新授課的時候有演示實驗學習興趣很高，過一段時間卻因為知識瑣碎繁雜遺忘很快。造成這種結果的主要原因是學生對元素化合物知識的學習停留在淺層、表面，教師沒有創(chuàng)設充分的條件讓學生擁有深度的學習體驗。而要實現(xiàn)學生深度學習，就要有“親身經(jīng)歷”，即用自己的頭腦和心靈去經(jīng)歷簡約的知識的發(fā)現(xiàn)、形成、發(fā)展的模擬過程。浩瀚的化學史和教材的實驗就蘊含著很多值得開發(fā)和挖掘的內涵與價值，這是讓學生體驗知識發(fā)現(xiàn)的過程，實現(xiàn)深度學習的好素材。不同版本的教材編寫各有千秋，筆者融合不同版本的教材優(yōu)點，對不同版本教材中化學史和教材的實驗進行開發(fā)和挖掘，促進學生元素化合物知識的深度學習，取得較好成效。

一、根據(jù)學生認知基礎，對教材內容順序適當調整

學情是教學設計的第一考慮要素，根據(jù)學生知識儲備情況和認知需要，把教材的內容順序適當調整，重新進行整合設計，以利于學生更好地學習。由于本節(jié)化學史話涉及的內容主要是氯氣實驗室制法、物理性質和氯氣水溶液的漂白性（探究氯水成分），因此筆者把這些內容整合為第一課時，而把氯氣工業(yè)制法和氯氣其他性質放到第二課時上。因為“氯氣工業(yè)制法的生產原理”是通過電解飽和食鹽水來介紹的，而電解后通過陽極氣體顏色推斷產物為氯氣、陽極產物要通入氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，都涉及到氯氣的性質，故而筆者把該部分內容后置，放在第二課時，并增加用淀粉碘化鉀試紙進行陽極產物的檢驗，這樣設計為后續(xù)氧化還原反應、溴、碘的提取的學習做了很好的鋪墊。

二、整合挖掘不同版本教材中化學史等教材資源，促進學生深度思考和學習

“氯氣的生產原理”這一內容，蘇教版教材設置的欄目是“化學史話”，人教版教材設置的欄目是“科學史話”，均以舍勒研究軟錳礦的過程為資料，內容差異不大，可以選擇性地進行整合。魯科版教材雖沒有該內容相關的化學史資料，但把研究氯氣的性質作為研究物質性質的基本程序的案例在第1章第2節(jié)就融入學習方法指導中，教給學生一種元素化合物性質的學習思路，也很值得借鑒。

下面介紹筆者如何整合挖掘化學史料，提煉問題來引導學生進行深度學習的做法。

【投影資料一】1774年瑞典科學家舍勒在研究軟錳礦（二氧化錳）的過程中，將它與濃鹽酸混合加熱，意外產生了一種有強烈的刺鼻氣味、黃綠色的氣體（氯氣）。

環(huán)節(jié)一：溫故知新，復習初中已學兩種氣體（O2、CO2）的實驗室制取裝置，總結氣體實驗室制取裝置的原則思路。

問題1：根據(jù)你已學的知識和資料一的信息，你能設計一套氯氣實驗室發(fā)生裝置嗎？

【師生活動】讓學生分6組討論，提供可吸附在黑板上的小白板（便于每個小組都有集體展示的機會），讓學生畫出裝置草圖，粘貼在黑板上，選擇有代表性小組進行設計思路的講解。教師及時評價不同裝置優(yōu)缺點，然后展示改進后的實驗裝置并進行實驗。

【設計意圖】達到學以致用的目的，訓練學生有效信息的提取整合能力。同時有益于幫助學生形成氣體實驗室制取裝置選擇的思想模型。

環(huán)節(jié)二：體驗化學史氯氣發(fā)現(xiàn)的“長征路”

【投影資料二】1774年之后許多研究者被“一切酸中含有氧”的觀點所束縛，這種氣體一直被當作一種化合物，直到1810年，戴維經(jīng)過大量實驗研究，才確認這種氣體是由一種化學元素組成的物質。

問題2：從氯氣的發(fā)現(xiàn)史談談你閱讀后的感受？

【設計意圖】體現(xiàn)化學科學社會責任感和學科價值，用化學史呈現(xiàn)的事實讓學生感悟到科學研究要有敢于質疑的精神和批判性的思維，要通過實證研究，結合理論分析去找尋答案，而不能盲從，人云亦云。為下面學生質疑教材實驗設置的目的打下心理基礎。

【投影資料三】舍勒將制備得到的這種黃綠色的氣體溶解在水里，發(fā)現(xiàn)這種氣體水溶液略顯酸性，并且還能使花朵、紙張、葉子等有色物質褪色。

問題3：從以上資料，你直接了解到氯氣有哪些性質；可以推測到氯氣有哪些性質并說說你的依據(jù)是什么？

問題4：氯氣水溶液略顯酸性，如何證明？能否由此證明氯氣溶于水且與水發(fā)生了化學反應？

【師生活動】學生總結氯氣物理性質，并討論得出該氣體水溶液略顯酸性方法如下：①測其pH；②與堿反應；③與鋅等活潑金屬反應；④與碳酸鹽反應等。教師布置課后作業(yè)：學生討論點評以上方法的優(yōu)劣及可行性。然后請兩個學生上臺演示實驗2并把結果通過實物展臺投影，全班學生觀察pH試紙的顏色變化。

【設計意圖】通過教師指導學生閱讀教材43頁實驗2。學生發(fā)現(xiàn)自己的實驗設計與教材的異同點，體會學習收獲的喜悅，同時從差異點，學生也很容易理解該實驗的設置意義。而實驗的意外發(fā)現(xiàn)：pH試紙先變紅后褪色，自然激發(fā)學生后續(xù)學習氯水溶液的漂白性的好奇心和積極性。

問題5：測氯水溶液pH時觀察到試紙先變紅后褪色，能否得出氯氣具有漂白性？

【學生活動】生1：氯氣應該具有漂白性。因為資料顯示氯氣水溶液能使花朵、紙張、葉子等有色物質褪色；生2：會不會是氯氣與水反應得到的某種物質具有漂白性？氯氣水溶液并不一定只有氯氣分子和水分子。

【設計意圖】在學生思維碰撞中完善對問題的認識和對有效信息捕捉能力的提升，這是教師教學智慧所在，不要急著去評判講解，懂得留白的妙處。教師通過精心設計層層遞進的問題鏈，引領學生沿著科學家探尋的腳步體驗科學發(fā)現(xiàn)之旅。

問題6：如何設計實驗證明到底是氯氣還是氯水具有漂白性？還是二者都有？

【設計意圖】討論設計對比實驗證明是氯氣或氯水具有漂白性。通過實驗，得出是氯水具有漂白性，提升學生的思辨能力和對待實驗研究的嚴謹性。通過層層遞進的問題，環(huán)環(huán)緊扣，促進學生邏輯推理思維的發(fā)展，達到深度學習的效果。而用合理的實驗進行猜想的驗證，在不斷地猜想——實驗——完善——再實驗的過程中，逐漸完善學生對氯氣與氯水性質的認知，也水到渠成地實現(xiàn)學生實證觀的建構與培養(yǎng)。

三、精心選擇引發(fā)深度思考的問題，領會教材實驗的內涵和外延

學生匯報設計方案：分別把氯氣通入、氯水滴到紅色的鮮花、葉子上（放于廣口瓶中），并觀察現(xiàn)象。教師進行相關的整合優(yōu)化實驗設計后演示制取氯氣及氯氣性質實驗，并指導學生閱讀教材第43頁實驗1。

問題7：為什么教材要“將干燥的有色布條和濕潤的有色布條分別放入兩瓶干燥的氯氣中”？反思上述的設計有什么不足？

【設計意圖】實驗結果氯氣和氯氣水溶液都能使紅色的鮮花、綠色的葉子褪色這樣的實驗事實和問題可以讓學生理解教材實驗的設計意圖，實現(xiàn)實驗的探究功能，而不是被動地、不明就里地進行實驗驗證。

問題8：氯氣溶于水形成的水溶液中含有什么微粒？其中是什么微粒具有漂白性？如何設計實驗證明還含有什么其他微粒？

【學生匯報】

【投影資料四】次氯酸（HClO）能使染料等有機色素褪色，有漂白性，還能殺死水中的細菌，起消毒作用。

至此，氯氣與水反應的實質、氯水成分躍然紙上。該教學設計有利于培養(yǎng)學生學會“見著知微，見微知著”，主動能從微觀角度看待宏觀現(xiàn)象，深刻領會教材實驗的內涵和外延。該教學設計充分體現(xiàn)了個人教學意圖，教師帶領學生去感受體驗簡化的科學探索發(fā)現(xiàn)之旅，促進學生對教材的探究欄目中實驗設置的意義進行深度思考，是調動學生所有感官進行深度學習的一次教學嘗試。元素化合物知識的教學，應當抓住教學合適時機，引領學生運用氧化還原反應原理，從化學認識世界的獨特視角，即微粒觀去看待溶液中的化學變化和自主建構知識，從而實現(xiàn)從“知識為本”到“觀念為本”的教學轉變，幫助學生核心素養(yǎng)的形成?？傊?，只有深度體驗的學習才能延長學生對元素化合物知識的“保鮮期”，才能內化為學生自己的知識，提升能力。

［1］劉巖,張發(fā)新.化學教學中促進學生深度學習的實踐與探索［J］.化學教學，2015（9）.

［2］黃清輝,張賢金,吳新建.基于實驗探究促進學生化學深度學習［J］.化學教與學，2016（6）.

（責任編輯：張賢金）

福建省教育科學“十二五”規(guī)劃2014年度立項課題“新課程下元素化合物知識教學的有效策略”（項目編號：2014XB0078）。