沈　穎孫天山馬　然（，無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué)　江蘇無(wú)錫　4；江蘇省天一中學(xué)　江蘇無(wú)錫　40）

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教真實(shí)的化學(xué)學(xué)有用的知識(shí)——對(duì)一節(jié)化學(xué)優(yōu)質(zhì)課的思考

沈穎1孫天山2馬然3
（1，2無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué)江蘇無(wú)錫214123；3江蘇省天一中學(xué)江蘇無(wú)錫214101）

摘要：創(chuàng)設(shè)合適的探究學(xué)習(xí)情景是探究教學(xué)的前提和保障。創(chuàng)設(shè)具體的探究學(xué)習(xí)情景應(yīng)遵循問(wèn)題化、興趣化、過(guò)程化、適度化等原則，通過(guò)立足實(shí)際、源于生活、活用表演和巧創(chuàng)實(shí)驗(yàn)等多種方法創(chuàng)設(shè)探究學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程，培養(yǎng)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)情景；探究式學(xué)習(xí)；原則；方法

“含硅礦物質(zhì)與信息材料”是蘇教版化學(xué)1［1］專題3“從礦物質(zhì)到基礎(chǔ)材料”第三單元的內(nèi)容。硅及其化合物在元素化合物的大家庭中并不那么顯赫，甚至常常被人們所“遺忘”。聽了江蘇省天一中學(xué)馬然老師“含硅礦物質(zhì)與信息材料”的一節(jié)復(fù)習(xí)課，讓我對(duì)“硅家族”是“肅然起敬”。硅家族為人類的“獻(xiàn)身”精神，為推進(jìn)社會(huì)文明和進(jìn)步立下了汗馬功勞，也使我深切感受到“化學(xué)”的魅力。

一、教學(xué)過(guò)程回放

播放視頻（玉兔月球探測(cè)車展開太陽(yáng)翼的場(chǎng)景）。

師：你知道玉兔太陽(yáng)翼的主要功能嗎？

生：給玉兔提供能量。

師：你們說(shuō)“提供能量”這一軍功章該獎(jiǎng)給誰(shuí)？

生：晶體硅。

師：硅被譽(yù)為“信息革命的催化劑”！大家知道硅元素在自然界的存在形式是什么嗎？

生：硅元素主要以二氧化硅、硅酸鹽的形式存在。

師：因此，如何從化合態(tài)的硅制得游離態(tài)的硅是我們邁向信息時(shí)代的關(guān)鍵！

師：展示新聞圖片。

圖1　新聞圖片

師：中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司加入Desertec計(jì)劃。

世界最大的國(guó)有公共事業(yè)公司“中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司（SGCC）日前加入沙漠科技產(chǎn)業(yè)行動(dòng)（Dii）”。

沙漠計(jì)劃核心：黃沙→高純硅→太陽(yáng)能→電

師：以沙子為原料，獲取晶體硅，是沙漠計(jì)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這節(jié)課我們就以點(diǎn)沙成“硅”為話題，共同探究沙子的開發(fā)與利用。

師：想要獲得硅，要首先制備出純凈的二氧化硅，這是點(diǎn)沙成“硅”的第一步，第二步是從二氧化硅中獲得純凈硅（投影圖片）。

圖2　點(diǎn)沙成硅過(guò)程

點(diǎn)沙成“硅”第一步

［學(xué)生活動(dòng)1］擬在沙漠中建造硅廠。請(qǐng)你參與設(shè)計(jì)從沙子中獲取二氧化硅的流程（沙中主要含有SiO2和少量Fe2O3雜質(zhì)）。

流程示例：從鋁土礦中制備鋁

生：思考、設(shè)計(jì)。

師：投影展示學(xué)生設(shè)計(jì)方案（方案1）：

師：這是我們無(wú)錫市錫山區(qū)制備高純二氧化硅的工廠（投影展示廠房和生產(chǎn)車間）。

該廠生產(chǎn)的部分成流程如下（方案2）：

師：請(qǐng)同學(xué)們幫助該廠完成后續(xù)設(shè)計(jì)，用方程式表示設(shè)計(jì)反應(yīng)原理。

生：思考并完成后續(xù)方案。

生：板演有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：

群眾的眼睛是雪亮的，假的真不了，真的假不了，黨員干部與其煞費(fèi)苦心地去弄虛作假，還不如腳踏實(shí)地埋頭苦干，只有干出經(jīng)得起檢驗(yàn)的真成績(jī)，才能真正收獲人民群眾的信任與口碑，樹立黨和政府的形象。

師（生）：對(duì)兩種方案設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

［問(wèn)題討論］1.將沙子中的SiO2轉(zhuǎn)化為Na2SiO3時(shí)，除用NaOH外，還可以用什么試劑？理由？

2.Na2SiO3轉(zhuǎn)化為H2SiO3還可以選擇什么試劑？理由？同步展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果。

圖3　江蘇省天一中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)社團(tuán)制作的“多彩硅膠”

點(diǎn)沙成“硅”第二步

［學(xué)生活動(dòng)2］設(shè)計(jì)由二氧化硅獲取硅的流程，相關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn)見下表。

師（生）：分析、討論。

（1）制得粗硅

（2）粗硅提純：

生：各抒己見（略）。

師：投影圖片展示其應(yīng)用（略）。

過(guò)渡：在點(diǎn)沙成硅過(guò)程中獲得的二氧化硅、硅有著廣泛的用途，可見沙子有廣闊的開發(fā)和利用前景！我們?cè)O(shè)計(jì)的方案是否真實(shí)可行？請(qǐng)結(jié)合相關(guān)資料做出評(píng)價(jià)。

師：展示“沙子的開發(fā)和利用”可行性評(píng)價(jià)報(bào)告的有關(guān)資料：

1.從沙子中獲取二氧化硅：

2.精制硅：我國(guó)目前常用“三氯氫硅法”，工藝流程如下：

3.建筑：運(yùn)輸成本，是否符合建筑標(biāo)準(zhǔn)

［小結(jié)］沙子在自然界廣泛存在，今天我們對(duì)沙子的開發(fā)和利用只是初步嘗試，相信隨著科技的發(fā)展，將會(huì)涌現(xiàn)出更多的沙漠工廠（投影圖片），期待其中有我們?cè)谧瑢W(xué)的參與！

圖4　沙漠工廠

［學(xué)生體驗(yàn)］沙子中二氧化硅的提純（分組實(shí)驗(yàn)，兩人1組）。

藥品儀器：沙子、NaOH溶液、大理石、鹽酸、小燒杯、玻璃棒、試管、導(dǎo)管。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在已取好沙子的小燒杯中，加入20mL NaOH溶液，用玻璃棒充分?jǐn)嚢琛?/p>

（2）靜置，取2-3mL小燒杯中上層清液于試管中，通入CO2，觀察現(xiàn)象。

二、感悟與思考

作為元素化合物知識(shí)的復(fù)習(xí)課，教者并沒有按傳統(tǒng)的套路組織教學(xué)，沒有按照物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用去進(jìn)行知識(shí)的簡(jiǎn)單羅列和“回爐”，而是在理解教材、了解學(xué)生，把握知識(shí)本質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。通過(guò)社會(huì)和生活中的真實(shí)問(wèn)題將“裸露的知識(shí)包裝起來(lái)”，讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)產(chǎn)生和運(yùn)用的“原生態(tài)”，使學(xué)生真切感受到“真實(shí)、有用”的化學(xué)。

創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境。本節(jié)課中教者自始至終都是從現(xiàn)實(shí)生活的真實(shí)情境出發(fā)，從“玉兔太陽(yáng)翼的硅材料”、“中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司（SGCC）日前加入沙漠科技產(chǎn)業(yè)行動(dòng)（Dii）”到“沙漠工廠”等，都是從學(xué)生身邊的化學(xué)世界出發(fā)，把枯燥的化學(xué)知識(shí)與生動(dòng)的生活實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)。使倍受關(guān)注的熱點(diǎn)、先進(jìn)科技等與化學(xué)核心知識(shí)融為一體。這些真實(shí)的情境能夠引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，通過(guò)具體問(wèn)題和實(shí)踐活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生觀察和思考，提高學(xué)生的思維能力。

設(shè)計(jì)真實(shí)的問(wèn)題。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識(shí)是具有情景性的，知識(shí)無(wú)法脫離真實(shí)的問(wèn)題而抽象出來(lái)，概括化的知識(shí)只有在具體的問(wèn)題運(yùn)用中才有價(jià)值和意義。真實(shí)的問(wèn)題能滿足學(xué)生的認(rèn)知需要，保持持久的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力。本節(jié)課中教者設(shè)計(jì)了以“點(diǎn)沙成硅”真實(shí)的問(wèn)題主線，引導(dǎo)學(xué)生分析如何將沙提純?yōu)榧儍舻亩趸?，并由二氧化硅制得高純硅，最終實(shí)現(xiàn)黃沙→高純硅→太陽(yáng)能→電能的轉(zhuǎn)化利用。這些真實(shí)問(wèn)題能幫助學(xué)生從化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)二氧化硅和硅的制備和應(yīng)用。

開展真實(shí)的活動(dòng)。美國(guó)心理學(xué)家馬斯洛認(rèn)為：“人類的所有需要中，自我實(shí)現(xiàn)的需要是最高層次的需要”。讓學(xué)生參與真實(shí)的活動(dòng)，在體驗(yàn)成功的同時(shí)，也讓他們感受到實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的意義。真實(shí)的活動(dòng)是學(xué)生主動(dòng)參與的活動(dòng)，真實(shí)的活動(dòng)是能激發(fā)學(xué)生積極思維，有一定思維深度的活動(dòng)。本節(jié)課教學(xué)中學(xué)生全程參與了由沙子制備二氧化硅，再由二氧化硅到晶體硅的流程設(shè)計(jì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)見證了沙子轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷岬倪^(guò)程，這些真實(shí)的活動(dòng)使學(xué)生有了“親歷”和體驗(yàn)，也“目睹”了知識(shí)的形成過(guò)程。

學(xué)習(xí)有用的知識(shí)。知識(shí)本身并沒有有用與無(wú)用之分，這里所說(shuō)的“有用的知識(shí)”是指能“再生”新知識(shí)的知識(shí)。是能促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和人類文明的知識(shí)。這種知識(shí)不只是能做題會(huì)考試，也不是靠死記硬背獲得的知識(shí)，而重在知識(shí)的形成和發(fā)展；這種知識(shí)也不是固定的事實(shí)和真理，而是一種動(dòng)態(tài)和和社會(huì)同步發(fā)展的知識(shí)。本節(jié)課教學(xué)中，教者沒有太多的說(shuō)教，知識(shí)講解也并不是面面俱到，如傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)，硅酸鹽的不同的表示形式，硅酸鈉等物質(zhì)的用途等識(shí)記性知識(shí)并沒有重復(fù)再現(xiàn)。教學(xué)中教者舍棄了“把種子磨成面粉”的做法，而是通過(guò)對(duì)倍受關(guān)注的真實(shí)問(wèn)題的探究，讓化學(xué)的種子在學(xué)生心靈深處萌發(fā)。

化學(xué)和生活實(shí)際是緊密相聯(lián)的，是真實(shí)的。在化學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)中滲透真實(shí)性、有用性的理念，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，開展真實(shí)的活動(dòng)，是化學(xué)教學(xué)應(yīng)然的追求。

參考文獻(xiàn)

［1］王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)1（第5版）［M］.南京：江蘇教育出版社，2009，6：12-20

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.03.020

文章編號(hào)：1008-0546（2016）03-0054-03

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B