基于观念建构的高中化学元素化合物教学——以《铝的氧化物和氢氧化物》的教学为例

□江苏省常熟中学　沈　丹



基于观念建构的高中化学元素化合物教学
——以《铝的氧化物和氢氧化物》的教学为例

□江苏省常熟中学沈丹

【摘要】本文结合“铝及其化合物”的教学，论述化学教学中学科观念的培养的教学理念，帮助学生从自己的生活实际走向化学，从化学走向社会，建立化学的观念，培养化学的素养。

【关键词】高中化学观念建构教学设计

教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。当学生将具体的化学事实性知识都忘掉的时候，在他头脑中能够“剩下的东西”是什么？是学生通过化学课程的学习，所形成的从化学的视角认识事物、解决问题的思想、观点和方法，即植根于学生头脑中的化学基本观念。

一、中学化学基本观念

《普通高中化学课程标准》指出：“了解化学科学发展的主要线索，理解基本的化学概念和原理，认识化学现象的本质，理解化学变化的基本规律，形成有关化学科学的基本观念。”如微粒观、元素观、结构决定性质、化学变化观、实验观、化学物质的两面性等。化学学科基本观念体系如图1所示：

图1

二、基于观念的教学设计

化学基本观念不是以现成结论的形式出现在教材中的，是随知识层次的推进而发展升华。这就要求我们必须对高中化学课程进行详细的分析，“发现教材中隐含的科学观念体系”，并在教学中采取有效的教学策略，潜移默化地对学生进行化学基本观念的培养。现行高中化学课程体系的必修模块主要有元素化合物和化学基本观念等教学内容。下面笔者结合《铝及其化合物》的教学，论述化学教学中学科观念的培养的教学理念。

1.教学目标——以“观念建构”宏观统领。宋心琦教授说过，学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念应当是中学化学教学的第一目标。背诵或记忆某些具体的化学事实性知识，当然是有价值的，但是更重要的价值在于它们是化学观念及某些基本观念的载体。因此，化学教学要从具体知识为本的教学转变为以观念建构为本的教学，在化学教学中要以“观念建构”统领教学目标。

表1　基于具体知识为本的教学与基于观念建构为本的教学比较

基于表1分析，以“观念建构”为本的《铝的氧化物和氢氧化物》的教学目标如下：

（1）知识与技能：①掌握氧化铝的性质，加深对性质决定用途的认识；②掌握氢氧化铝的性质，知道铝的化合物在生产生活中的重要应用；③掌握两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物、氢氧化铝是两性氢氧化物；④知道明矾的净水作用；⑤培养设计实验的能力、观察和分析实验的能力。

（2）过程与方法：①通过实验设计及对实验现象的观察，对氧化铝、氢氧化铝性质的探究，巩固实验操作技能，培养实验观察能力；②体会化学的科学研究方法，养成从化学的角度观察、分析化学现象和进行化学知识的思维习惯。

（3）情感态度与价值观：①通过对两性化合物的学习，体会知识体系是不断完善的一个过程；②通过对胃药缓解病症、明矾净水、氢氧化铝阻燃剂、宝石等学习，感悟化学在生活中的巨大作用，将化学与生活紧密联系，培养化学学习兴趣，体会化学学科魅力。

2.组织教学内容——以化学基本观念为线索。通过设计制备实验，让学生认识到铝盐到氢氧化铝的转化，得出用弱碱的效果更好；通过设计对比探究实验，让学生认识氢氧化铝和氧化铝在酸或碱作用下转化成盐类。通过学生交流与讨论，认识在不同条件下的氢氧化物到氧化物再到单质的转化，同时通过控制变量的实验探究，启发学生分析归纳氢氧化铝和氧化铝的性质，并能从“变化观”的角度加以分析、概括、说明。

3.设置问题——以有利于“观念建构”为中心。将物质性质及相互转化关系的学习置于一定的社会或生活背景中，从更具有实际应用价值的层面上切入物质性质的学习。通过在—定社会或生活背景中学习化学知识，引导学生体验知识的价值，形成科学的价值观。在整个教学过程中，不断地巧妙设疑，问题1：斯达舒的广告，这是学生耳熟能详的，问：“为什么可以治疗胃酸过多？”问题2：如学生在对比实验时，“为什么未打磨过的铝条产生气体慢一些？”这都是从学生已有经历中挖掘的问题情境资源。在制备氢氧化铝教学时就提出了以下问题：问题3：制备氢氧化铝有哪些方法？（均有白色絮状沉淀）问题4：实验现象又有什么不同？（滴入过量氢氧化钠溶液的白色沉淀消失）问题5：哪种制备方法更好？（与氨水反应）问题6：实验过程中初步体现了氢氧化铝的什么性质？（与氢氧化钠反应），氢氧化铝还有哪些性质？（与酸反应）这种问题组的设计紧紧围绕核心主题，逐层递进，给学生方向性的引导，通过层层深入的“问题串”，让学生的大脑始终处于探究和辨析的活跃状态，从而充分培养了学生思维的深度和准确度。

4.创设多样化活动——以探究为核心。以“观念建构”为本的化学教学要让学生进行合作、交流、自主探究等多种学习活动。在本堂课的对氢氧化铝和氧化铝性质的教学中，采用“提出问题——进行实验——提出假说——验证假说——得出结论——交流应用”的模式。

活动与探究一：Al2O3的性质。

对氧化铝的探究实验中，进行对比实验：

第一组：打磨过和未打磨过的铝条分别与盐酸反应，观察现象。

第二组：打磨过和未打磨过的铝条分别与氢氧化钠溶液反应，观察现象。

通过对比实验现象的不同，激发学生深层次的思考，学生通过讨论，了解到铝条表面的氧化铝先要与酸或碱反应，然后内部的铝条才会反应。

活动与探究二：Al（OH）3的制备。

活动与探究三：Al（OH）3的性质。

将制备的Al（OH）3分装在两只试管中，分别滴加盐酸和氢氧化钠溶液，观察现象。

在实验过程中，学生发现问题明确任务后，自觉地紧紧围绕任务进行独立思考，焦点问题小组充分讨论辨析，组间相互交流。学生在个人学习的基础上进行合作学习，既有独立思考，又有互助协作、充分交流，相互启发，相互争论，发挥集体的智慧，从而取得突破性的成果，探索出未知的知识，获得问题的解决。

小结：通过学生交流与讨论，归纳出有关铝化合物的知识体系，建构起物质间相互转化的学科观念，由此从感性的实验认知到化学观念的建立，提高学生对化学探究的热情，最后学生交流铝的化合物在生活、生产中的应用，让化学再回归到生活中，用化学的眼光看问题，让生活更多彩更健康，建立化学学科的社会价值观和生活观。