趙毅

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂教學(xué);創(chuàng)設(shè)情境;含鐵化合物的轉(zhuǎn)化;核心素養(yǎng)

一、問題的提出

所謂情境，指的是具有一定情緒色彩的、具體生動(dòng)的場景，情境教學(xué)法指的是在教學(xué)過程中，教師有目的引入或創(chuàng)設(shè)各種情境，引起學(xué)生的體驗(yàn)，從而理解教材和知識，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方法。情境教學(xué)是由教師創(chuàng)設(shè)情境活動(dòng)以滿足學(xué)科教學(xué)要求和學(xué)生能力提升的有效途徑之一。

隨著教育改革的不斷深化，化學(xué)教學(xué)越來越重視學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。教師在化學(xué)課堂教學(xué)中利用真實(shí)情境組織教學(xué)，讓學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)化學(xué)，或用化學(xué)知識解決問題的素養(yǎng)和能力。

化學(xué)教學(xué)真實(shí)情境主要包含實(shí)驗(yàn)情境，化學(xué)史情境，問題情境，生活生產(chǎn)情境等幾種，其中實(shí)驗(yàn)情境和生活生產(chǎn)情境更接近真實(shí)的化學(xué)教學(xué)情境。在課堂教學(xué)中構(gòu)建真實(shí)情境，才能真正體現(xiàn)情境教學(xué)的價(jià)值。而真實(shí)情境應(yīng)當(dāng)具有三個(gè)特點(diǎn)：包含對應(yīng)的學(xué)科問題;涵蓋相關(guān)概念的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性;能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)人學(xué)習(xí)的過程。

真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)在化學(xué)課堂教學(xué)中可用于很多方面，比如利用其包含多重知識的復(fù)雜性用于課題引入，承上啟下，復(fù)習(xí)舊知，引入新課，也可激發(fā)并長時(shí)間維持學(xué)生興趣，可有機(jī)整合新授知識，在課堂中發(fā)揮知識應(yīng)用和思維延伸的作用。

在具體的教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師可以利用真實(shí)情境讓學(xué)生的知識得到有效的遷移，關(guān)聯(lián)化學(xué)問題的復(fù)雜性和化學(xué)問題的結(jié)構(gòu)性，也可以利用直觀和豐富的真實(shí)情境讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)與生活、化學(xué)與社會(huì)的關(guān)系，利用真實(shí)情境包含問題的多樣性、普遍性和矛盾性，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)和找到認(rèn)知沖突，從而開展研究過程。

總之，真實(shí)情境既復(fù)雜又系統(tǒng)化的特征使課堂教學(xué)設(shè)計(jì)更加有效，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)，使課堂氛圍更加融洽真實(shí)，讓學(xué)生在真實(shí)情境的學(xué)習(xí)中，應(yīng)用和理解知識，提高解決真實(shí)問題的能力，掌握解決真實(shí)問題的方法，這是一般的教學(xué)方式所不能替代的。只有教師從情境中挖出教學(xué)價(jià)值，才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)更為高效。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分地體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容可以創(chuàng)設(shè)大量與具體生活生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的真實(shí)情境，從真實(shí)情境出發(fā)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)本節(jié)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)。

二、“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)設(shè)計(jì)

1.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)內(nèi)容分析

教學(xué)內(nèi)容選自上海科學(xué)技術(shù)出版社出版的高二化學(xué)教材第一學(xué)期“鐵化合物”，以及拓展教材中“含鐵化合物的轉(zhuǎn)化”部分。這部分教材內(nèi)容主要是讓學(xué)生在元素化合物知識的學(xué)習(xí)中應(yīng)用氧化還原原理進(jìn)行判斷和解釋。這部分內(nèi)容對于學(xué)生學(xué)習(xí)可變化合價(jià)的金屬化合物轉(zhuǎn)化是極其重要的基礎(chǔ)知識，化學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵體現(xiàn)在對真實(shí)化學(xué)情境的應(yīng)用和解釋，以及化學(xué)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化是化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和化學(xué)應(yīng)用的重要組成。鞏固理解鐵化合物間的轉(zhuǎn)化，并應(yīng)用到真實(shí)的化學(xué)情境中，有助于學(xué)生體會(huì)化學(xué)學(xué)科內(nèi)涵，充分理解化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，形成化學(xué)核心素養(yǎng)。

2.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)分析

該節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)是教會(huì)學(xué)生利用氧化還原原理解釋元素化合物的性質(zhì)問題，掌握教材文本蘊(yùn)含的科學(xué)方法，在學(xué)生從氧化還原角度充分認(rèn)識亞鐵和鐵的轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的意義、適當(dāng)氧化劑和還原劑的選擇，以及離子檢驗(yàn)的應(yīng)用等內(nèi)容。

這部分內(nèi)容的教學(xué)難點(diǎn)主要是學(xué)生不能體會(huì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)實(shí)意義、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的適當(dāng)條件選擇和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。

學(xué)生不能充分理解亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的現(xiàn)實(shí)意義，轉(zhuǎn)化僅停留在書面方程式上，因而在解決具體問題時(shí)缺乏聯(lián)想，對于化學(xué)在改造世界中的重要途徑——利用物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化認(rèn)識不深刻;在選擇亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的適當(dāng)試劑時(shí)常出現(xiàn)選錯(cuò)氧化劑或還原劑的錯(cuò)誤;亞鐵（Ⅱ）和鐵（Ⅲ）轉(zhuǎn)化的應(yīng)用只會(huì)死記硬背，不能靈活掌握，比如在離子檢驗(yàn)時(shí)，學(xué)生對于亞鐵離子和鐵離子的混合溶液中檢驗(yàn)亞鐵離子依然使用先加硫氰化鉀后加適當(dāng)氧化劑的方法。

3.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)設(shè)計(jì)

為解決這一節(jié)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)，我在教學(xué)設(shè)計(jì)中主要設(shè)置了三個(gè)情境，都包含了重點(diǎn)研究的學(xué)科問題。

（1）飽和氯化鐵溶液腐蝕銅電路板并回收廢液的情境。這個(gè)情境中包含了鐵鹽與金屬單質(zhì)反應(yīng)，亞鐵鹽與氯氣反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)鐵離子與亞鐵離子的轉(zhuǎn)化等學(xué)科問題。

（2）補(bǔ)血?jiǎng)┏煞值臏y定，包含了亞鐵離子和鐵離子的檢驗(yàn)，以及防止亞鐵離子氧化的學(xué)科問題。

（3）聚合硫酸鐵的制備，包含了選擇合適的氧化劑實(shí)現(xiàn)亞鐵氧化為鐵鹽的學(xué)科問題。這三個(gè)情境緊扣本節(jié)課需要解決的化學(xué)學(xué)科問題，突顯出學(xué)科真實(shí)情境的價(jià)值。

4.“含鐵化合物間的轉(zhuǎn)化”情境教學(xué)實(shí)施過程

本課時(shí)教學(xué)實(shí)施過程主要包含四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)圍繞若干個(gè)合適的真實(shí)情境展開教學(xué)，通過針對情境提出問題引發(fā)思考實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)（表1）。

第一環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：工業(yè)中利用飽和氯化鐵溶液腐蝕銅電路板并回收銅和廢液的流程。

主要問題：指出工業(yè)流程中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的反應(yīng)原理？如何實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的回收？

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)情境設(shè)計(jì)及問題的展開和解決事實(shí)上包含了前一課時(shí)中，三價(jià)鐵離子與金屬銅和鐵反應(yīng)和二價(jià)亞鐵離子與氯氣反應(yīng)的舊知及方程式書寫的復(fù)習(xí)，同時(shí)又能引入利用元素不同價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的新知識。

利用真實(shí)情境進(jìn)行舊知的復(fù)習(xí)，不會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生簡單重復(fù)的疲勞感，使得學(xué)生的回憶和復(fù)習(xí)更自發(fā)和更多樣化。同時(shí)新知識的學(xué)習(xí)是從舊知識的復(fù)習(xí)中引出，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)集中力。

由于補(bǔ)血?jiǎng)┏煞纸M成和外觀的矛盾，引起學(xué)生對于補(bǔ)血?jiǎng)┏煞值恼J(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生檢驗(yàn)補(bǔ)血?jiǎng)┏煞值膶W(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而進(jìn)行提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、理論解釋、解決問題的研究性學(xué)習(xí)過程。這樣的研究性問題是由學(xué)生的認(rèn)知沖突引發(fā)的，而不是教師人為設(shè)定的。同時(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中加入氧化劑后不明顯的現(xiàn)象，進(jìn)一步引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而使得學(xué)生進(jìn)一步思考和研究，得出了在補(bǔ)血?jiǎng)┲袨榱朔乐箒嗚F氧化而添加了還原劑的結(jié)論。

第二環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：補(bǔ)血?jiǎng)┏煞值臋z驗(yàn)，保存和使用。

提出問題1：觀察補(bǔ)血?jiǎng)┥珣B(tài)，結(jié)合所學(xué)知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成分。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1：檢驗(yàn)補(bǔ)血?jiǎng)┲泻衼嗚F離子。

生成問題2：為何加入氧化劑不能明顯觀察到現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2：檢驗(yàn)硫酸亞鐵溶液中的亞鐵離子。

生成問題3：為何先會(huì)略微變紅？

學(xué)生討論：亞鐵鹽的保存和使用。解決提出和生成的問題。

生成問題4：選擇的氧化劑有何不同？

設(shè)計(jì)意圖：在補(bǔ)血?jiǎng)┑臋z驗(yàn)中，補(bǔ)血?jiǎng)┲袑?shí)際所添加的抗氧化劑的情境，使得亞鐵離子的保存需要添加還原劑和檢驗(yàn)亞鐵離子需要加入氧化劑的關(guān)聯(lián)融合在了一起，學(xué)生在情境中意識到了化學(xué)問題的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)了知識的理解和應(yīng)用。學(xué)生的學(xué)習(xí)始終處于真實(shí)情境的研究中，學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究的興趣高漲，同時(shí)將知識的融合度提升，擴(kuò)大了課堂的思維容量而不會(huì)使學(xué)生感受到很大的學(xué)習(xí)壓力。

第三環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：高聚硫酸鐵制備的情境。

主要問題：如果你是化學(xué)工程師，如何選擇氧化亞鐵離子為鐵離子的合適氧化劑？

設(shè)計(jì)意圖：在前一個(gè)情境中引入氧化亞鐵離子的氧化劑可以是過氧化氫和氯氣后，在新的情境中遇到類似問題，讓學(xué)生在遷移新知識時(shí)，既能引導(dǎo)出選擇氧化劑，同時(shí)又能遷移到氧化劑不應(yīng)當(dāng)完全一樣，討論氧氣催化和濃硫酸直接氧化的可能性。

情境教學(xué)能夠使學(xué)生的知識得到有效的遷移，真實(shí)情境是關(guān)聯(lián)化學(xué)問題的復(fù)雜性和化學(xué)問題的結(jié)構(gòu)性。真實(shí)情境的復(fù)雜性往往包含化學(xué)學(xué)科體系的內(nèi)涵，可以幫助學(xué)生區(qū)別新舊問題的差異，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的遷移。情境教學(xué)有助于學(xué)生組織思維，理解具體情境所提供的信息，進(jìn)一步加深對核心知識的理解。

學(xué)生作為化學(xué)工程師根據(jù)問題的復(fù)雜性去比較和選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎脑蟻碓磁c成本、從綠色化學(xué)角度、從反應(yīng)速度理論、從產(chǎn)物提純和分離等多角度的綜合效益的判斷，學(xué)生體會(huì)了實(shí)際工業(yè)中需要考慮的復(fù)雜因素和綜合衡量的情感態(tài)度，學(xué)生感受到了化學(xué)理論與生活聯(lián)系程度的多元化，對于真實(shí)問題解決的復(fù)雜性程度，學(xué)會(huì)處理復(fù)雜問題的辯證思考方式。

第四環(huán)節(jié)：

真實(shí)情境：新鮮水果的防腐和生活中除去衣服上鐵銹的情境應(yīng)用。

主要問題：如何防止水果中的亞鐵被氧化？如何除去鐵銹（三價(jià)鐵）？

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生進(jìn)一步應(yīng)用了防止亞鐵離子氧化和還原鐵離子的新授知識的延伸應(yīng)用，同時(shí)也設(shè)置了學(xué)生的思考延伸點(diǎn)，使得整個(gè)課堂圍繞三價(jià)鐵和二價(jià)鐵的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了完整的學(xué)習(xí)過程，既有開頭的引入，又有收尾的小結(jié)。

這種引人和小結(jié)都是在真實(shí)情境下的，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)始終保持真實(shí)問題之內(nèi)，高漲興趣之中，使得教學(xué)設(shè)計(jì)的整個(gè)環(huán)節(jié)都有真實(shí)情境，在真實(shí)情境中培養(yǎng)和落實(shí)核心素養(yǎng)。