以《几种重要的金属化合物》为例探讨教材的开发和利用的意义

姚泽勇

本论文是课题的阶段成果，河南省教育科学“十二五”规划课题《对高中化学教材中能力提升点的开发、利用的研究》的阶段成果；课题编号：（2015）-JKGHYB-0569

摘 要：教材是教师“教”和学生“学”的重要工具，系统开展对高中化学教材中的能力提升点的开发、利用的研究，从教材中挖掘知识的生长点、能力的提升点，对于发展学生的能力、提高学生的学科素养意义非凡。现以《几种重要的金属化合物》为例给予探讨。

关键词：教材开发；利用；知识的生长点；能力提升点；能力素养

一、问题的提出

高中化学承担着提高学生的科学素养、提升学生能力的功能。而教材是完成这一功能的中介和工具，如何体现教材从传统的“以知识为中心”转向“以学生能力为本”？必然涉及教材的再开发和利用。但很多老师把注意力集中在探讨课堂教学模式的转化、学生的主体地位的凸显、老师的角色的转变方面上；对教材的开发，也仅限于内容的增减、顺序的调整等方面。而从教材中挖掘知识的生长点、能力提升点鲜有人触及，或者有触及也只是支离破碎、不够系统。再则，高中化学教辅资料一应俱全，网络信息应有尽有，所以“拿来主义”、原样照搬盛行，大家很难投入教材的实际研究和开发中，影响了学生的发展。

考生的学科素养的形成、培养不是一蹴而就的，需要老师在日常教学中从教材中，从课后习题中不断开发、挖掘知识的生长点、能力提升点并付诸每节课堂中，这样在春风化雨中，学生的能力、素养才会不断得到提升。因此，系统开展对高中化学教材中的能力提升点的开发、利用的研究，从教材中挖掘知识的生长点、能力的提升点，对于发展学生的能力、提高学生的学科素养，提升老师的专业素养都具有重要意义。

二、实施的策略

以高一化学“必修1”模块教材为研究对象。开发、整合教材中“思考与交流”“学与问”“实践活动”“科学探究”“实验探究”栏目，形成问题或活动培养学生的合作能力、实验能力、探究问题的能力、创新思维能力；开发、整合教材中的图形、表格、工艺流程图等素材并形成问题或活动来训练学生的思维，提高学生的接受、吸收、整合化学信息的能力，分析问题、解决问题的能力；站在新视角、新高度开发、整合课后习题形成问题或活动，提升学生思维的深度和广度；探索把上述开发、整合出的问题、情景和活动如何实实在在地展现在每一节课堂中，让学生润物无声中能力得到开发和提升，学生学习方式得以转变。

三、实施的案例

1.对象

高中化学人教版教材“必修1”第三章《金属及其化合物》第二节《几种重要的金属化合物》。

2.设计思想

《几种重要的金属化合物》探究了钠、镁、铝、铁、铜对应的常见化合物的性质及用途，在元素化合物知识体系中占据非常重要的位置。本节包括一处“思考与交流”，一处“实践活动”，“学与问”“科学探究”“资料卡片”各出现两处，三处插图，13道课后小题。这些栏目或版块各具有不同的功能和作用，用心体会编写它们的意图和用意，站在课程目标、课时目标双重目标的高度，精准地对上述栏目或版块进行开发、利用以形成问题、实验或活动，既丰富了知识又培养了学生能力，如实验能力、创新能力，以达到提高学生学科素养的目的。

3.示例

（1）对“科学探究1”—Na2CO3和NaHCO3的性质的拓展和延伸，以此作为知识的生长点，可形成一道定量测定Na2CO3或NaHCO3含量的开放性实验。既能培养学生的实验能力、创新能力，又能训练学生思维的发散性。

设计实验：按以上装置进行实验，若A中所盛放的碳酸氢钠中含有少量的碳酸钠，利用上述部分或全部装置，请你设计尽可能多的方法测定碳酸氢钠的纯度。（假设上述反应或吸收都是完全的，并可添加其他必要的实验仪器）

点拨：本题看似普通，但开放性强，考查了学生独立设计实验的能力、创新能力，其能力层次要求较高。

例如，从装置A着手，或从浓硫酸着手，或从干燥管着手，或从装置E着手；还可从D着手，但需要进一步改进。

方法一：先称量干燥洁净的试管A的质量m1，将样品放入A中，称其质量为m2，然后将A充分加热，冷却后，再称取试管的质量，其质量差为生成的CO2和H2O的质量，结合方程式2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O求得碳酸氢钠的质量，进而求得样品的纯度。

方法二：从浓硫酸着手：反应前先称取盛有浓硫酸的洗气瓶的质量，充分反应后，再次称取该洗气瓶的质量（包括所盛的浓H2SO4），其差值即为分解所得水蒸气的质量，从而求得样品的纯度。

方法三：从干燥管着手：反应前先称取盛有过氧化钠的干燥管的质量，充分反应后，再称取该干燥管的质量（含残渣），根据质量差值及反应方程式，求得CO2的量，从而求得碳酸氢钠的质量，进而求得样品的纯度。

方法四：从装置E着手：把集气瓶换成量筒，让其充分反应后，测得收集到的O2的体积，然后根据方程式分步求得碳酸氢钠的质量，进而求得样品的纯度。

方法五：把C装置拆去，B直接连接D，反应前先称量D的质量，反应后再称量D的质量，其质量差即为CO2的质量，结合NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O可求出NaHCO3的质量，从而可求其纯度。

（2）氧化钠和过氧化钠性質以“思考与交流”形式呈现，Na2O2性质具有一定的特殊性和复杂性，特别是Na2O2和CO2的反应可作为知识的生长点，衍生出一系列的问题或情景，如演化成定量计算或探究实验等。

探究过氧化钠与二氧化硫的反应，用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。请回答问题：

本题以Na2O2和CO2发生反应为生长点，设置了Na2O2和SO2反应的探究性实验。既考查学生的实验能力，也考查了学生知识迁移能力，又强化了Na2O2具有强氧化性这一特性，可谓一箭双雕。

（3）硫酸铝钾以“资料卡片1”形式呈现，旨在让我们了解它的组成和用途。我们可完全以此为契机设置问题：

向KAl（SO4）3溶液中加入Ba（OH）2溶液，用方程式表示过程：Al3+恰好沉淀完全的，______________；SO2-

4 恰好沉淀完全，_________________；用沉淀的物质的量、Ba（OH）2的物质的量分别代表纵、横坐标轴，绘制沉淀随着向含1molKAl（SO4）3的溶液中加入Ba（OH）2溶液的曲线图。

这样既能强化Al（OH）3两性的特性，又能训练学生分析问题、解决问题的能力，同时还培养了学生定量意识，潜移默化中提升了学生的学科素养。

（4）课后习题第3小题描述了分别向MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的现象的差异。我们应该敏锐地捕捉到：MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的多样性，此处大有文章可做，我们可变定性的描述为定量的分析和讨论，用以培养学生的定量意识，提升他们的分析能力。

问题：在MgCl2和AlCl3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定，加入的NaOH的物质的量（mol）和所得沉浮的物质的量（mol）的关系如下圖所示。

①原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为______。

②图中线段OA∶AB=__________。

这样一改，定性的描述立即变成定量计算，思维容量加大，难点增加，对学生思维的深度和思维的有序性都提出了一定要求，但学生完全具备解决此类问题的知识储备。

四、结语

教材中的每一处都蕴藏着教育契机，无论是“思考与交流”“学与问”“实践活动”“科学探究”“实验探究”栏目，还是教材中的图形、表格、工艺流程图等素材，甚至是课后习题。只要善于挖掘、发现、开发和利用，在提高学生的能力，提升学生科学素养上将大有作为！仅认为课堂教学模式转变了，学生主体地位凸显了，那就是新课程改革，是不正确的。凡是脱离教材的课程改革都是伪变革，是不懂得编者的良苦用心的，是片面的甚至是极端的！当然，教材的开发、利用不是简单地堆砌，要结合学情、校情，把握时机有选择性地呈现，要洞察到学生的感受和接受度。

（作者单位：河南省息县第二高级中学）