化学课堂教学的创新视角

刘岩

摘要：基于新手-专家教师“水的净化”课堂教学的分析，探讨了创设新颖生动的导入情境、变换常规的学习方式、优化传统的实验形式、留出自主探究的空间、打破教材编排的顺序等化学教学创新的视角。

关键词：新手-专家教师；课堂教学；视角分析

文章编号：1008-0546（2017）02-0029-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.009

教育者必须是创造者，教师开展创新性教学活动，是开发学生潜能，更好地完成教学工作的重要保证。教学创新主要表现为三个方面：一是教育理念创新，教师要能准确地理解当前教育教学改革与发展的趋势，树立符合时代要求的学生观和教学观。二是知识方法创新。教师的教育教学方式、方法和手段要不断适應学生发展的需要。三是师生关系创新。教师要积极理解学生心理与行为特点，与学生建立有助于学生终身发展、符合教育规律的和谐师生关系[1]。

笔者进行教学视导时，听了某校两位教师分别执教的人教版九年级化学新授课“水的净化”，一位是教龄3年的新手教师，另一位是教龄20年的专家教师（市级学科带头人、教研组长）。教学中专家教师对教材的适切处理、对教学方法的灵活选用、对教学情景素材的合理调用等创新设计，无不给人留下深刻印象。听课后感到两位教师在课堂教学过程中存在的差异值得细细探讨，现将其加以对比分析，以期从中探寻教学创新的视角，促进课堂质量的提高。

一、创新视角1——创设新颖生动的导入情境

教学片段1 新课导入

[新手教师]

（教师展示两只烧杯中的水样）这一杯是浑浊的天然水，另一杯是较纯净的水，本节课的任务就是把浑浊的水转化为较纯净的水。

[专家教师]

[播放视频：写实电视节目《荒野求生》的片头][2]（一组蒙太奇镜头展现野外生存第一人，英国探险家贝尔·格里尔斯在沙漠、沼泽、森林、峡谷等危险的野外境地施展野外生存绝技的画面）贝尔的画外音响起：“我要向你展示怎样才能在地球上某些最极端，最危险的地方求生，……我要面对一个星期的挑战，在那个地方，如果没有适当的求生技能，你甚至连一天都坚持不了……”

[师]野外生存，户外探险，已被越来越多的人所喜爱。今天，我们将跟着贝尔的脚步一起走进荒郊野外。置身野外，要想生存下去，最重要的是先找到水，而且一定要注意饮水安全。我们来看看贝尔在野外找到了什么样的水源？

[播放《荒野求生》片段]（贝尔蹲在山涧旁捧起溪水）“因为现在正值雨季，有很多水从山上流下，你可以看到水很浑浊，里面有很多沙子，还有很多淤泥……”

[师]从山上流下的泥沙水能否直接饮用？（不能）所以我们要想办法对它进行净化……

[视角分析]

常规视角：新手教师考虑较多的是“教什么”，对于“怎么教”“为什么教”考虑得较少。为完成教学任务，一上来就直奔主题，虽然开门见山地点明了学习目标，但情境设计简单乏趣，缺少气氛的渲染和情绪的酝酿，难以充分调动学生学习的积极性和主动性。

创新视角：专家教师顺应学生的年龄特征、心理特点，以风靡全球的电视节目《荒野求生》为素材，创设跟随野外求生狂人贝尔的脚步，身临其境地体验野外生存所面临的净化天然水源的问题情境。新奇、震撼，极具感染力的野外生存画面给学生以强烈刺激，从学生表现出的好奇与兴奋的状态及情不自禁发出的慨叹与惊奇中，反映出生动的教学情境将学生快速带入课堂学习活动中，为新知识学习创造了良好开端。

二、创新视角2——变换常规的学习方式

教学片段2 除去水中的难溶性杂质

1. 环节1 明矾净水——吸附沉淀法

[新手教师]

教师设问：“如何使天然水中的悬浮物沉降下来呢？”告知利用明矾可使天然水变得澄清。学生实验：在烧杯内约200mL天然水中加入4药匙明矾粉末，搅拌溶解，观察现象。

[专家教师]

[师] 设问：“如何使天然水中的悬浮物沉降下来呢？”我国民间常用明矾处理含有较多悬浮杂质的天然水。特别是暴雨过后，河水较浑浊，村民常用明矾在水缸内壁摩擦的方式获得澄清的河水。

[播放视频]粗制陶瓷水缸内盛有浑浊的河水，村民用一块明矾在水缸内壁摩擦几圈，水中形成白色胶状物，再把干净的木棍放入其中沿一个方向搅动几下，水逐渐变得清澈透底。

[师] 白色胶状物是明矾与水作用后形成的具有吸附性的物质，能将水中的悬浮物凝聚而沉淀，这种净水方法称为吸附沉淀。

据《天工开物》记载，我国古人在长期实践中探索出用明矾作净水剂已有千余年历史，早于欧洲几百年，是劳动人民伟大创造与智慧的结晶。

明矾是应用最广泛的絮凝剂，但由于含有铝元素，水中残留的铝对人体健康可能产生不良影响，目前铝系絮凝剂的替代品，如微生物絮凝剂、天然高分子絮凝剂、新型无机絮凝剂等已经陆续得到应用。 在没有化学絮凝剂的情况下，也可用仙人掌科植物或榆树皮捣烂在水中搅匀代替。

[视角分析]

本环节常规的学习方式是观察教师的演示实验或学生分组实验感知明矾的絮凝作用，该实验往往耗时较长，现象不太明显。

常规视角：新手教师直接告知用明矾能使水中悬浮的杂质沉降，过于简单直白，不能引起学生对其中所蕴含的化学原理的探究欲望， 印象和认识不会深刻。为了达到快速净水目的，让学生加入大量明矾，4药匙明矾放入200mL浊水里搅拌后，底部沉积较多未溶解的明矾粉末，净水效果反倒不好。

创新视角：专家教师改变该知识点的常规学习方式，在生活经验与科学原理之间建立联系，通过民间常用的净水方法帮助学生了解明矾的絮凝作用。明矾净水实验用民间净水的视频代替，视频播放放慢二十倍速，让学生清晰观察到细小悬浮物转化成大颗粒以及沉降的动态过程，不再进行分组实验验证，既观察到现象又节省了时间。专家教师还有意补充新型絮凝剂的相关知识，做到不仅博古而且通今，使得教学既因化学史而厚重有内涵，又因教学内容与时俱进而开阔学科视野。

2. 环节2 过滤分离法

[新手教师]

先播放过滤操作的实验视频，再强调过滤注意事项，最后让学生分组模仿操作。

[专家教师]

[师]吸附沉淀法把固体杂质沉降至水底，需要进一步处理才能除去。请结合预习内容，观看某班同学的过滤操作微视频，找出其中存在的问题和不足。

[播放过滤操作的5个微视频][3]（见图1）

（学生操作中出现漏斗下端管口未靠烧杯内壁、未用玻璃棒引流、玻璃棒靠单层滤纸一侧、用玻璃棒搅拌漏斗内液体加快过滤速度等错误）

学生小组合作，将视频中存在的操作问题一个个找出来，再一个个想办法解决。最后初步解决了玻璃棒的作用和使用方法，滤纸和漏斗边缘、漏斗和烧杯放置、滤液的高度等问题，并归纳总结出过滤的操作要领及注意事项。（学生回答略）

最后进行学生分组实验，过滤上述明矾净化过的水。

[视角分析]

常规视角：新手教师采用传统的教学方法，让学生观看实验视频后，再以讲述告知的方式强调过滤注意事项，学生只是被动接受操作的要求，虽然也进行了动手实验， 但不能感受操作要点对实验的重要性，实际操作时仍难以把握实验成功的关键点。

创新视角：专家教师打破常规教学思路，充分发挥学生的主体性，给学生提供探索发现、体验知识的形成和发展过程的机会，平淡无奇的教学素材因智慧的处理而显得精彩迭出。教师以学生过滤操作的微视频为载体，鼓励学生采用批判性思维从中发现问题，学生通过观察、分析、讨论、交流，在思错、改错中深刻理解有关原理，从中领悟了正确的操作方法，最终达到主动建构知识的目的。这种设计与原教学的先观看、后讲解、再动手模仿的学习方式相比，真正经历了“感性—理性—应用”的科学认知过程，实验操作的严谨性、规范性大大提高，印象和认识要深刻得多。

三、创新视角3——优化传统的实验形式

教学片段3 除去水中的色素、气味等可溶性杂质——活性炭吸附法

[新手教师]

教师设问“过滤后的液体中有没有杂质呢？”演示吸附实验：向滤液中滴加几滴红墨水后加入活性炭振荡，观察颜色的变化，之后介绍活性炭的日常应用。

[专家教师]

[师]过滤除去了不溶性杂质，滤液虽然澄清但仍有颜色，怎样去除呢？

（1）学生实验：实验桌上备有两支10mL针筒（见图2）（其中一支作对比用）， 在其底部分别铺一层棉花，其中左边的一支装入2-3药匙活性炭粉末。 将约5mL滤液分别加入其中，推动活塞，液体分别流入小瓶，观察到左瓶中液体无色，右瓶中仍有颜色。

（2）[投影]电子显微镜下活性炭内部细微密集的孔隙结构[4]（见图3）。

[师]活性炭孔径达到纳米尺度，具有很大的表面积，非常容易吸附有颜色和异味的物质。研究表明，1g活性炭的比表面积相当于一个足球场大小[5]。

（3）[投影]吸附性的日常应用：①防毒面具的滤毒罐；②冰箱去味剂；③吸附有害气体的环保活性炭包；④酒类及饮料的净化；⑤蔗糖、食品添加剂、制药过程产品的精制、脱色等。另外，椰壳、果壳活性炭、竹炭等新一代活性炭，不仅净化室内空气，而且装饰和美化环境，被誉为“21世纪环保新卫士”。

[视角分析]

常规视角：新手教师对后续学习中教学素材的连续性使用考虑不周。由于课前采集的天然水样没有明显颜色，此环节为了突出活性炭的吸附性，在无色的滤液中故意添加几滴红墨水，使真实性大打折扣；直接在烧杯中加入活性炭粉末，形成的黑色悬浊液干扰现象的观察，直观性差；较关注具体事实性知识而忽视知识所蕴含的化学观念。学习了活性炭的吸附性后，没有及时引导学生分析物质的外在性质与内在结构之间的关系，造成学习只是低水平的了解和认知。

创新视角：专家教师采集的天然水样是黄绿色的池塘水，过滤后由滤液仍有颜色自然引出如何去除色素的问题。利用由注射器、橡皮塞和称量瓶组成的自制装置改为分组实验，优化了传统演示实验的形式，增加了学生亲力亲为和动手动脑的直接体验，且操作简便快速、现象明显。

根据学习需要，专家教师有目的选用教材以外的活性炭在生产、生活和科技发展方面应用的素材，丰富了课程资源，使学生体会到化学对改善生活质量和促进社会发展的积极作用。

在遵循教材对实验所要达成教学目标要求的前提下，对实验进行合理的改进和创新，减少了实验步骤，节省了时间，不仅增加了学生动手机会，而且增强了实验的探究性和趣味性。

四、创新视角4——留出自主探究的空间

教學片段4 硬水与软水的区分及转化——蒸馏法

[新手教师]

（1）教师设问：“活性炭吸附后的液体，无色无味、澄清透明，是否是纯净物呢？”展示家庭烧开水的水壶内壁，由水垢引入软、硬水的概念。 （2）告知用肥皂水可区分硬、软水，并分组实验验证。 （3）学生自学教材中硬水危害的知识，观看蒸馏实验视频，了解蒸馏法使水软化。

[专家教师]

[师]活性炭吸附过的液体无色无味、澄清透明，是否是纯净物呢？如何用实验证明？

[学生讨论方案后分组实验]用显微镜观察滤液，存在微生物；把滤液倒入蒸发皿蒸干，有固体剩下；把滤液滴在玻璃片上，放在酒精灯火焰上方微热，水蒸发后留下痕迹；用玻璃棒蘸取滤液在火焰上灼烧，有固体残留。

得出结论：上述液体中仍存在可溶性杂质。

[师]大家观察过家里的烧水壶吗？使用一段时间后有什么变化呢？

展示烧水壶内壁的水垢，引入软、硬水的概念。

[师]那么视觉上无差异的软、硬水如何区分呢？

[资料卡]肥皂水显碱性，其中的氢氧根离子与硬水中的钙、镁离子作用产生微溶物氢氧化钙及难溶物氢氧化镁而出现浮渣。

[分组实验]肥皂水区分软、硬水。得出结论：原水样是硬水。

[投影]硬水对生活、生产造成危害的图片。

[师]目前人们所使用的水，很多为硬水--特别是地下水，硬度很大，对日常生活、工农业生产带来很大影响。如，用硬水洗脸、洗澡会形成“钙镁皂”，像胶质一样有黏性，粘在皮肤上使污垢不易除去；旅居异地因对饮水的硬度不适应，可能出现“水土不服”的症状；长期饮用硬水，会导致肾结石发病率升高；用硬水酿酒，酒液浑浊，酒味不好；纺织、印染行业，硬水洗涤纺织品会造成纺织品污点，影响美观与强度；硬水稀释农药，会与乳化剂生成沉淀，降低药效等。

为了消除或减少这些危害，需要进行水的软化处理。

硬水烧开后结出水垢，其中钙、镁化合物减少，因此煮沸是简单有效的软化方法。工业上常采用离子交换树脂法、膜分离法、石灰法等降低水的硬度。

对于我们手中的硬水，怎样才能得到纯净水呢？前面所探讨的沉淀、过滤、吸附等净水方法都是从除去水中杂质的角度考虑的。 我们换个角度，能不能把水从混合物中提取出来呢？

[投影]煮饭时锅盖上形成水滴；自然界的水循环示意图。

[师]从中受到什么启发？（将硬水加热成气态，再冷却到液态）

化学上有一种实验方法——蒸馏，即可达到这样的效果。

[播放制取蒸馏水的实验视频]

[师]蒸馏可以除去水中的可溶性杂质，蒸馏水是净化程度较高的水。

[视角分析]

常规视角：新手教师提出澄清透明的液体是否是纯净物的问题后，没有给学生充分的时间思考，过早地呈现答案削弱了学生的自主探究；检验硬、软水的学生活动，实验方法、步骤、试剂都由教师直接告知，没有留给学生自主探究的空间， 即便是分组实验，也仅是照方抓药式的验证。 至于为什么用肥皂水、为什么出现浮渣现象教师却只字未提。学生虽处于忙碌的“动手”状态，完成了操作目标，却是只探不究，没有积极“动脑”进行思考，不理解操作和设计之间的关系；教学素材的选择仅限于课本，缺少学生经验；由蒸馏实验引入硬水软化，没有铺垫和过渡，衔接生硬。

创新视角：专家教师提出问题后，没有急于呈现答案，而是留给学生亲身经历、体验的空间，让其根据已有的知识经验自主设计实验方案并进行探究，实验由学生自己动手做、现象由学生自己观察、结论由学生自己得出。学生在动脑动手的过程中，促进了思维的发散、培养了动手能力，实现了对知识的认知。

对于蒸馏原理的学习，专家教师引导学生从锅盖上的蒸馏水、雨水的形成等熟悉的现象中发现问题，进行知识迁移， 启发学生提出硬水软化原理的假设，再过渡到蒸馏原理的学习，这样在科学原理与生活经验之间建立起联系， 有助于学生对问题的深入理解，同时让学生体会到“生活中充满化学，用化学看懂生活”。

在教材基础上，增补生活、生产中硬水危害的素材， 使学生感受到硬水软化的生活意义与社会价值，凸显了化学学习的意义。

五、创新视角5——打破教材编排的顺序

教学片段5 迁移应用，及时巩固

[新手教师]

让学生阅读教材中自来水生产的流程图，要求指出所用净水方法的名称，学生回答后教师说明“投药消毒”步骤中所用药剂指的是氯气。

[专家教师]

[师]我们来看看这几种净水方法在自来水生产中是如何应用的呢？各小组桌上都有一块绘有生产工艺示意图的小白板， 如果让你担任自来水厂技术员，请设计合理的生产流程[6]。

[生]小组合作，自主构建自来水净化流程。（把写有“水源”“水泵”“沉淀池”“过滤池”“吸附池”“清水池”“加絮凝剂”“投药消毒”等卡片贴到图中合适位置，完成后各小组举起白板展示、互评。）

[投影]明代净水池

[师]早在 400 多年前的明代，我国先民就具有良好的环保意识和卫生习惯，温州永嘉县溪口村“明代净水池”是国内发现最早的水处理净化工程，说明当时人们在建筑工程和水处理工艺上，已具有很高的技术水平。

[师]2012年9月我国实施新的《生活饮用水卫生标准》，对消毒剂的消毒能力提出了更高要求。由于传统的氯消毒技术无法杀灭隐孢子虫，达不到新的卫生标准，而且有毒的氯消毒副产物近年相继被发现。因此，一些新型自来水消毒剂，如二氧化氯、臭氧、紫外线、双氧水等陆续得到应用[7]。

[视角分析]

常规视角：新手教师以“看图说话”的方式照本宣科地学习自来水生产流程，学生的主动性调动得不够充分，显得平淡无奇；由于教师自身对化学之外的科学技术资料的积累不足，使得对于自来水消毒剂类型的了解显得滞后。

创新视角：专家教师创设了让学生模拟水厂技术员角色的学习情景，使其主动参与到自主构建自来水净水流程的活动中， 学生通过与所学知识进行类比、分析、比较，自主构建自来水生产中各种净化方法的顺序，打破了照本宣科的做法，既巩固了知识，又培养了思维的有序性和逻辑性及简单的工艺设计能力；同时简介我国古代最早的水净化工程， 增强民族自豪感；积极关注社会的最新科学动态，主动捕捉与教材内容相吻合的充满时代气息的知识信息，搜集新型自来水消毒剂的信息充实教材资源， 丰富了学科知识，拓宽了學科视野。

六、结语

巧妙创设情境，激发并保持学生的求知欲；变换常规的学习方式，让学生根据已学知识寻找解决问题的途径；改造传统教学方法，让学生在实践中学习，主动建构知识；留出自主探究的空间，让学生主动参与、主动探索，最终实现思维提升；摆脱被动地依附教材，进行适应性处理，提高教学效果……教学创新的视角是丰富多彩的， 让我们化学教育工作者共同努力，积极进行教学创新的探索，使学生在充满个性和创意的教学过程中掌握知识，提高能力，享受化学学习的乐趣。

参考文献

[1] 姚计海.论教师教学自主与创新[J].中国教育学刊，2012（8）：40

[2][3][6]江苏省中小学教学研究室——化学.2015年江苏省初中化学优质课评比暨观摩活动[EB/OL].http：//hx.jssjys.com/Html/Article/2703/

[4][5]Zhenghui Li，DingcaiWu.Synthesis of Well Defined Microporous Carbons by MolecularScale Templating with POSS Moieties[J].Am.Chem.Soc，2014（5）：17

[7] 陈静，张茜.新水质标准下几种消毒剂的应用前景[J].水科学与工程技术，2013（5）：58