情境素材選擇與利用的探究與思考

楊祎

摘 要：從科學性和真實性的原則出發，通過實例提出并探討了目前在教學過程中情境素材選擇和利用方面存在的一些問題。

關鍵詞：情境素材；科學性；真實性

“提高學生的科學素養”是當今國際科學教育的中心議題，也是化學新課程標準的理念。在這一理念的指導下，新課程提倡在“課程內容”的相關主題中設置“可供選擇的學習情境素材”（包括化學史料、日常生活中的化學現象和化學事實等），以幫助教師更好地實施課程教學，更充分地調動學生學習的主動性和積極性，并幫助學生理解學習內容。因此，教師非常重視教學情境的創設，但是在對情境素材的選擇和利用素材的過程中常常存在一些問題，下面就與大家探討在實際教學過程中遇到的問題。

一、對情境素材的選擇應具備真實性

化學與生活聯系緊密，從化學在實際生活中的應用入手選擇情境素材引導學生發現問題，展開討論，從而提出解決問題的思路，既可以幫助學生實現知識的遷移和應用，也能激發學生的探索和求知欲，提高課堂教學的有效性。但在實際教學中，常常會發現某些背景素材的選擇本身就缺乏真實性。如2011年福州中考化學試卷第13題中以“自熱米飯”作為背景素材，該題對于自熱米飯的原理如此描述：“該自熱米飯是利用發熱包中的生石灰與水反應放出熱量來進行加熱……”筆者也曾試圖將探究“自熱米飯”的成分與發熱原理作為問題情境進行某節課的教學設計。然而當本人購買“自熱米飯”的發熱包進行實驗的過程中，卻發現反應后得到的溶液并未檢測出氫氧化鈣的存在。對此通過實驗探究認為市面上所用的“自熱米飯”發熱包主要成分可能為鐵粉、鎂粉、炭粉和氯化鈉等混合物，其發熱原理主要是鐵粉、鎂粉在以氯化鈉作為電解質的溶液中構成微小的原電池放熱的過程，而非簡單的生石灰與水反應放熱。

在越來越注重情境教學的今天，為了追求新穎有趣，材料失實的情況屢見不鮮，這對提高學生的科學素養，形成科學的世界觀是不利的。偽造的情境是不符合新課程理念的，應堅決摒棄。

二、對化學現象的解釋應符合客觀事實

化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學。它所研究的每一種物質的性質與它所發生的變化都應該符合客觀事實，不能出現科學性錯誤。但在教學過程中常常會遇到對所選學習情境素材中化學現象的解釋不符合客觀事實的問題。如，在“蛋白質的性質”的相關練習中常會出現“鹵水點豆腐”的情境素材，通常對此解釋是屬于蛋白質的鹽析，此素材很多時候也被教師用于情境的創設，然而“鹵水點豆腐”真的屬于鹽析過程嗎？目前豆腐制作的一般方法是將生豆漿加熱變性后加入一定量的凝固劑，形成具有三維網絡結構的凝膠產品。傳統上用作豆腐凝固劑的物質包括氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣和硫酸鈣等二價金屬鹽或酸性物質，前者即是我們所說的鹽鹵。在制作過程中通過加熱可以使生豆漿中的球蛋白質由原來的球狀結構展開形成松散的線性大分子，這一過程是蛋白質的變性過程。而加入鹽凝固劑的過程是否是鹽析這一點有待商榷。漆定坤等人在研究大豆蛋白凝固機理的過程就對此表示了質疑，他認為鹽析需要相當高濃度的鹽，而豆漿凝固時鹽凝固劑的濃度相當低。而且豆腐屬于蛋白質凝膠而非沉淀，鹽析這種假說也不能解釋蛋白質膠凝與沉淀之間的區別。對于“點鹵”的過程，提出離子橋學說似乎更合理，他們認為加熱可以使蛋白質分子展開形成蛋白質絲狀體，而鈣離子的加入可以在相鄰蛋白質分子間起到橋聯的作用，從而減少帶電絲狀體之間的靜電排斥作用并使它們發生聚集，這種學說在學術界不止一次被提及。總之，豆腐形成的機理較為復雜且尚無定論，因此將其簡單地看做鹽析過程缺乏一定的科學性。

在教學過程中選擇與生活相關的情境素材固然可以促進學生在自然的學習情境中利用已學知識解決問題，實現知識的內化與遷移。如果一味用已有知識生搬硬套，顯然違背了科學性原則。

三、對化學史料的利用應符合科學性

化學史作為一種重要的教學手段，不僅可以加深學生對化學知識的理解，還可以培養人文精神，樹立辯證唯物主義的世界觀。如在“構成物質的基本微粒”這節內容中，九年級上冊滬教版化學教材以歷代科學家對原子結構探索的歷史作為學習情境素材，尤其強調了盧瑟福的原子結構模型。蘇科版八年級下冊物理教材也有如此描述：“盧瑟福用巧妙的試驗方法收集到原子內部信息，建立了類似行星繞日的核式結構模型”，這一化學史料形象生動地幫助學生理解原子的結構，但是對于史料的分析僅止于此的話，就會使學生對電子的運動狀態形成錯誤認知，他們會認為電子的運動就如行星繞日一般。而事實上如今我們早已通過實驗證實了電子的波粒二象性，并用量子力學取代經典力學建立了電子云模型。由于微粒粒子的波粒二象性，當能量一定時，確切地描述電子處于空間某個位置是沒有意義的，因此不能再用經典力學中的軌道概念（ψ）描述電子的運動，而應更準確地用（ψ2）來表示電子在原子空間的某點附近單位微體積內出現的概率。因此，簡單將電子的運動狀態描述為行星繞日是不科學的，當然考慮到九年級學生的認知水平，電子云模型毫無提及的必要，然而為了有助于學生的理解而強調錯誤的概念更加不可取。

知識體系的構建是具有一定層次的，而考慮到知識的系統性和學生的認知水平，初中化學教學具有階段性和一定的局限性。當教學的可接受性與科學性相互制約時如何處理兩者的關系至關重要。在此過程中科學性必須占首位，這是由化學科學本身的嚴密性所決定的。對此一般可采取簡化、回避和迂回的處理以適應學生的知識水平和接受能力，并保持一定條件下知識的相對嚴謹。

總之，在實施教學的過程中，要著眼于學生未來的發展，無論是對于情境素材的選擇還是利用都必須遵循客觀事實。在化學教學中，教師應根據新課程標準的要求，處理好情境素材與教學內容之間的關系，創設真實、科學的情境引導學生在解決問題的過程中促進認知的協調發展，形成化學的基本觀念，理解科學的本質，從而提高他們的科學素養。

參考文獻：

[1]周改英.高中化學公開課的問題與思考[J].中學化學教學參考，2012（09）：8-11.

[2]大連理工大學無機化學教研室.無機化學[M].4版.北京：高等教育出版社，2003：225.

編輯 孫玲娟