元素化合物课堂教学过程研究

刘凯 陈燕

摘   要：元素化合物传统教学模式以学生获得知识技能为目标，以接受学习为主的学习方式，忽视了过程体验与情感态度等目标达成。本文拟通过“铁盐和亚铁盐”一课内容的教学为例，探讨在课堂上建构知识体系过程中如何融入化学理论，渗透学科思想和方法，加强化学教学内容与生产生活的联系，以及实验探究能力的培养。从较高的层次上把握元素化合物的知识，提高学生的学习和研究的学科素养。

关键词：问题驱动;实验探究;过程诊断;知识建构

在元素化合物教学中，教师应当设置目标任务，通过问题驱动，学生实验探究，提出自己的见解，当堂诊断分析学生的课堂感知和思维状态，在肯定课堂上学生思维的闪光点同时，判断和查明学生学习过程的出现的思维障碍。及时发现并跟进弥补学生完成本课目标建构所需要的已有知识储备的缺陷，通过互动交流，达到学生对新知识的建构和理解。本研究以具体的教学案例，与同行探讨构建一种可操作化的元素化合物的教学模式。

1   问题提出

前不久笔者走进了广东省化学名师学员的课堂，有幸观赏了人教版“铁盐和亚铁盐”的观摩课教研活动。感悟颇多，对元素化合物的教学多了一番新的理解。

这堂课执教教师以学生分组讨论的形式，让学生动手合作完成实验，从而鉴别铁盐和亚铁盐两者的性质以及区别。本课执教教师在课的开始就提出了一个挑战性的任务：“如何鉴别未标明标签的A、B两溶液？（一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3与FeSO4的混合溶液）”。在这个任务的驱动下，学生运用已有的化学知识，通过实验的方式来解决该问题。在这个过程中，教师适时给予学生点拨与启发。学生实验从失败到成功，最后顺利地完成了挑战，并明白了铁离子与亚铁离子的性质与区别。本案例的亮点在于：（1）学生的自主性学习得到充分的体现，初步实现了科学探究的一般过程;（2）在教学模式上重视学生动手能力与思维能力的培养。通过观摩学习，结合自身的教学实践的理解，提出一堂成功的元素化合物教学模式是以认识一种物质还是一类物质的教学，是以学科核心知识还是以凸显化学学科的社会功能、学科素养的形成的教学，将与同行探讨。

通过对本课教学设计与实录的分析，本课教学过程模式分五个环节，主要教学内容结构如下所示：

目标导向：引出问题——知识准备、实验探究——课堂诊断、发现问题——总结分享、自主建构——课后体验、学以致用。

2   教学过程

2.1   目标导向引出问题

[挑战任务]本堂课的“大挑战”任务：有A、B两瓶溶液，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，通过本课学习你能确定A、B成分，并贴上标签吗？

设计点评：问题设置与课的内容主题“贯通”，在课的开始教师就提出具有挑战性任务，做到化繁为简，目标导向明了，根据学生已有的储备，组织学生完成学习任务。

2.2   知识准备、实验探究

Fe3+和Fe2+检验方法：

（1）说说学习新课前，你掌握了哪些检验Fe3+和Fe2+的方法？（尽量用离子方程式表示）

设计点评：为了完成以上挑战任务，教师引导学生根据已有的学习知识经验，在课堂上你说我说地说出检验Fe3+和Fe2+的方法：如看颜色、加NaOH溶液等检验。

（2）完成实验3-10后，思考与交流：你是否学到检验Fe3+和Fe2+的新方法了？能检验含Fe3+的溶液中存在的Fe2+吗？

设计点评：学生通过课前学案学习、课内学习交流、讨论，通过教师提供的药品探究实验3-10，能说出用KSCN溶液检验Fe3+。但对教师设置的“能检验含Fe3+的溶液中存在的Fe2+吗？”问题，学生产生了一时还是无法解决的疑难点。笔者认为课堂上所设置的认知过程中的这一驱动性问题，可以很好地让学生积极思考、跃跃欲试，为挑战下一个教学目标做好了铺垫，这是课的良好开端。

2.3   课堂诊断、发现问题

Fe3+和Fe2+相互转化：

（1）从价态升降角度分析Fe3+和Fe2+各有什么性质？

设计点评：元素化合物课的设计或明或暗有两条线渗透教学全过程，即类别线和价态线贯穿始终，而暗线（价态线）虽“笔墨”不多，但其灵魂无处不在，起着“形散而神不散”的功效，身在其中穿针引线。所以，从价态升降角度分析，可以说是涉及氧化还原及价态变化的元素化合物教学一个重要环节。

（2）请通过实验感知：①Fe3+→Fe2+，②Fe2+→Fe3+。

实验桌面上可选用药品：铜粉、铁粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、新制氯水、过氧化氢溶液、酸性高锰酸钾溶液、稀硝酸、KSCN溶液。

设计点评：这种菜单式学生选择性实验探究是本课又一个亮点，让学生真正自主“玩”实验，通过实验感知了Fe3+和Fe2+可以相互转化的本质所在。在实验基础上，教师引导学生通过主动、积极思维得出结论，这样，可激发学生的求知欲，培养了学生的观察能力、综合分析问题的能力、学习迁移的能力。但课堂教学是动态的生成，在教学实施过程中，笔者发现学生对氧化还原反应概念理论不够清晰明确，显得有些混乱，说明元素化合物教学设计中理论的指导是十分必要的。有了氧化还原反应原理的指导，学生对实验药品的选择就明了，对Fe3+和Fe2+相互转化理解就有足够的深度。所以教学中要尽量耐心顺着学生的认知思维过程，发现问题并与学生进行深层的思维对话交流，了解学生的思维水平并找到他们的思维短板，进行课堂教学过程性诊断，让学生辨析概念，提升思维能力。在此基础上加以引导，给予学生自主提练出解决这一类问题的方法，这就是元素化合物课要突出教学的诊断性功能。

2.4   总结分享、自主建构

总结Fe3+和Fe2+的性质：

（1）你说我说大家都来说：Fe3+和Fe2+有哪些性质？

（2）根据铁的氧化物、氢氧化物的性质和Fe3+、Fe2+的性质，说说你可从哪些角度去认知某种物质的性质？

设计点评：一堂课接近尾声时，适当的总结与分享是必要的。分类观和价态观两种思想对元素化合物的学习相当的重要。它不仅仅是对本课教学知识的总结，还可以将本课知识通过纵向横向两个维度贯穿形成关系网 [1 ]。所以若没有构建形成有序的知识线，元素化合物的知识仍是一盘散沙，分类观和价态观起到授之以鱼不如授之以渔之功效。

[完成挑战]这两瓶溶液A、B，一瓶是Fe2（SO4）3溶液，另一瓶是Fe2（SO4）3和FeSO4的混合溶液，你能确定A、B成分吗？

设计点评：课上教师要求学生先小组内交流讨论、设计出实验方案，再菜单式选择药品学生动手实验验证。笔者认为实验方案的制定需要理论的指导，没有合理的、科学的实验方案，实验的体验往往是盲目的。其实若掌握了原理，根据实验桌面上药品选用酸性高锰酸钾溶液就可以鉴别。本课在学生课堂的实验汇报中，笔者看到了执教教师没有打断学生对各组实验方案的反馈。教师在不失时机地不断鼓励：实验不是简单的动手实验，我们希望成功，若失败了也是可以分享你所设计的失败方案，但要找到失败原因，要用实事求是的态度对待科学，从而使学生切实体会到“科学来不得半点的虚假”。由于整个课堂过程是通过学生实验并观察现象，掌握化学事实再汇报。而实验由于量的控制、操作的不规范，有时课堂上学生认识出现偏差是难免的，关键教师是否适时正确引导纠错。本案例课堂上就出现有一组学生代表汇报：可以用NaOH溶液鉴别，认为A、B两溶液可能浓度不同，可以通过观察生成的颜色的不同加以鉴别，说明该生有定量观意识，是很难能可贵的闪光点，教师在不断地鼓励说出他自己错误方案。但本方案其实不可行：因为并不知道A、B两溶液开始浓度谁大谁小。正因为不断激励，课堂推进时学生纷纷发表自己的见解，课堂讨论气氛高涨。充分显示实验在其中获取知识的功能。帮助学生理解和掌握了物质的性质，使学生顺利突破了疑难点，训练了学生的观察、分析能力。可见，化学实验在元素化合物知识学习中的重要性，无论怎样强调都不过分。

2.5   课后体验、学以致用

[作业布置]某同学发现月饼的包装盒内有一个小包，标明是“抗氧化剂”，包内有灰黑色粉末，这就是食品的保鲜剂——铁的氧化物。该同学注意到其中部分已变成棕褐色。请设计实验探究保鲜剂中铁元素的化合价。

设计点评：课的结束，布置了设计实验方案探究保鲜剂中铁元素的化合价的作业，目的是为了培养学生运用所学的知识解决实际问题的能力，使化学尽可能紧密地联系生产、生活实际，培养学生的社会责任感和热爱科学的情感。这是元素化合物课设计的又一种重要特点。

3   案例反思

综上所述，元素化合物知识的教学要把握住如下四点：理论指导、学科思想、实验探究和学以致用。也就是在教学过程中，在化学理论指导下，采用多样的教学手段，通过化学实验获取真知，这是元素化合物课型的重要模式 [2 ]。在教学中，这种教学模式我们都在实践与探索着，实施过程中总存在着这样那样的问题或因素，但我们能不断坚持。

参考文献：

[1]莘赞梅，李明喜.元素化合物知识在不同阶段层级发展的实践研究[J].化学教育，2013，34（3）：15-19.

[2]程萍，李美星.从实验学化学——“氨”的教学设计及思考[J].化学教学，2013，34（6）：60-63.