基于探究性学习在非金属教学中的应用

摘 要：在新版本的教材中整本书中书写元素的章节和内容远少于旧版本的教材，可是并不是减少了对元素知识在中学化学中的地位和要求。而是把其一部分的知识融合到其他章节中，弱化了元素学习时的系统性，强调了化学的整合性和生活生产的实际联系性，这样更有利于培养学生的探究精神和创新能力。

关键词：高中化学；基于探究；理解性教与学

2014年，教育部以教基二〔2014〕4号印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》。指出中小学要探索把课堂教学与研究性学习与社会实践相结合，充分发挥学科间综合育人功能，开展跨学科主题教育教学活动，提高学生综合分析问题、解决问题的能力。化学作为一门以实验为基础的学科，基于探究的教授和学习更为重要。基于探究包含基于项目的教与学、基于问题的教与学、基于设计的教与学。本文以中学化学中非金属元素为例进行基于研究的理解性教与学的阐述。

一、 基于项目的教与学

在基础教育中基于项目的教与学主要是以学科概念和以所学知识为支撑，与实际的生产生活能联系在一起，解决真正的实际碰到的问题，在这个过程中，他们要自己想办法处理碰到的各种各样的难题。这种设计更着重学生的实际动手操作能力。

设计一：自己制備简单的漂白粉并写保存、使用的注意事项。

首先，根据漂白粉产生原理：2Cl2+2Ca（OH）2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，学生就会思考漂白粉制备原料氯气和消石灰怎么就地取材得到？（1）消石灰可以用生石灰与水反应，或者电石与饱和食盐水的反应得到等。（2）氯气的来源呢？①电解饱和食盐水（从邻近海边自己制备海盐，直接用食盐？如果是高一学生，关于电解池的知识可以查阅资料，提高他们的阅读能力）。②食盐水的浓度要求，怎么配制？ 电极选择什么样的材料？电流使用干电池还是用220交流电通过二极管变为直流电？③电解池的装置选图1还是图2？ ④得到的氯气怎么收集呢？

图1

图2

其次，关于漂白粉怎么书写保存、使用的注意事项？ 其实是转化到次氯酸盐的性质研讨了。

这个项目的设计在增强学生动手能力的同时，也学习了氯气及其化合物，氧化还原反应，电化学的知识等，重要的是可能实现跨学科主题教育教学活动，真正使学生做到了能用自己已学习的知识和自身的才能，结合生活生产，自主地解决一些问题，在这个过程中真正地提高了学生创造力。

二、 基于问题的教与学

基于问题的教与学与基于项目的教学类似，但又有不同。基于问题的教与学主要是教师怎么把书本知识，生活生产问题自然而然转为学生心中的困境，启发他们的思考，通过小组合作探讨方式，分析问题进而解决问题。在解决问题的过程中，会产生其他新问题，形成开放性的思维工程。

设计二：古代用燃烧硫的方法漂白布料，现代漂白毛、丝、纸浆、草帽等原理和古代一样，可是过段时间这些物质会变黄？

首先，学生通过讨论，会知道实际起漂白作用的是SO2，且它的漂白是可逆的。其次，在学生讨论的过程中就会产生新的问题：古代那么不发达硫的来源是？ 燃烧时氧气过量为什么不产生SO3呢？既然不能氧化成SO3，为什么中国的酸雨又是硫酸雨型呢？怎么才能减少酸雨的降落？为什么漂白这些东西不用漂白液？现在技术这么发达为什么还用那么原始的方法呢？

再者，这种技术可以用来漂白食物吗？

问题的设计以学生的现有知识为基准，和生活生产联系的同时又能满足学生的探索需求。在完成书本知识的同时，增强了学生提出问题，分析问题，解决问题的能力。

设计三：你来做侦探。

观赏一段《暗黑者2》，小组讨论电视中出现害人的环节用到哪些知识，受害人是吸入什么死亡的？有没有错误？其中一个女主阐述片段是：“……把洁厕灵和漂白液混合在一起，产生了有毒的气体：氮气，让其通过下板的空隙进入到……”把知识设计到平时的娱乐活动中，更能激起学生的学习兴趣，通过错误的知识更能加深对正确知识的理解和掌握。

教师可以深入诱导学生，把设计二和设计三对照，二者漂白的原理是否一致，漂白效果是否一样？可以漂白的物质是否一致？是否还有其他有漂白作用的物质？这样就可以无穷无尽引入更深的问题，一步一步把枯燥的化学知识生活化有趣化，把学生的被动学习变为主动探索，最后把知识联系起来，形成自己的知识网络。

最后可以让学生自己动手用二氧化硫和漂白液分别漂白毛、丝、纸浆、草帽，分别观察现象；把漂白后的物质放置一段时间，再观察现象。通过自己的实验验证知识，同时加深自己对知识的理解。

三、 基于设计的教与学

基于设计的教与学，这种设计对学生的要求会更高。因为不同于前两点的设计，它更强调学生用已学的和未学的（可以查阅资料）知识设计出有用的“产品”。这样就会要求学生在基础知识的基础上更加深入更广泛地学习。

对于基础的设计在高考试卷和青少年科技竞赛中也是常常出现：例如2016年全国一卷36题用软锰矿制备高锰酸钾，2017年全国一卷的27题用钛铁矿（FeTiO3）制备 Li4Ti5O12和LiFePO4的电极材料；30届科技大赛中：多硫化钾农药的合成及初步应用研究和汽车尾气净化剂研究及应用研究；对于未来，也是起到积极的作用，因为基于设计大量应用到技术、科学、建筑等领域，如室内装修硅藻泥的应用等。

基于设计的教与学同时对老师的要求也大大提高了，所以在工作之余，老师要不断扩大自己的视野，不断充实和完善自己。对于刚刚开始实施基于设计的教与学，可以先从简单的入手。

设计四：从沙滩到用户，自己能否设计出有窗有太阳能的小房子。

首先，学生知道太阳能电池是用晶体硅作为导电物体，怎么从沙子的二氧化硅中提取晶体硅？提取的硅能否直接用于太阳能电池？房子所需要的水泥和玻璃，除了沙子还需要哪些材料，在已有的条件下可以自己制备吗？可不可以自制陶瓷小碗？其次，通过分析和查阅资料可以得出是否能完成任务，可以很大程度提高他们的分析问题的能力。

设计五：自己制备防火材料。

利用沙子和前面所学知识怎么制备耐高温的防火材料？

设计六：能否自制氮磷钾肥料？

自己可不可以合成催化剂氮气和氧气反应？从而制备肥料。还有其他途径吗？

结合设计四、设计五和设计六，可以在完成教学任务的同时，可以使学生了解到知识到实际应用之间的距离，自己走上社会时怎么才能把知识转化为实际应用，怎么把自己的才能发挥到最大。所以，会促使他们在平时的学习中着重自己能力的培养。

人才的探究性和不断的创造性是社会进步和科技的发展的根本。教育改革才能培养出适合新时期发展的人才。在中学探究性的教学中，要想办法让学生发现新的问题，提出自己解决问题的设想，只有不断打破，才能不断进步。

参考文献：

[1] 杨荣米.中学化学教学中基于项目的学习模式的理论探索与实践研究[R].2004.

[2] 琳达·达林哈蒙德等，冯锐等译.高效学习——我们所知道的理解性教学[M].长春：东北师范大学出版社，2009.

作者简介：

郭淑艳，广东省汕尾市，陆丰市龙山中学。endprint