例談“問題驅動”模式在化學教學中的應用

徐婷（江蘇省昆山中學　江蘇昆山　215300）

例談“問題驅動”模式在化學教學中的應用

徐婷
（江蘇省昆山中學江蘇昆山215300）

摘要：文章以一節“鎂的提取及應用”展示課為例，通過精心、合理設計一系列的實際問題，形成問題鏈，將“鎂的提取”、“鎂的性質”、“鎂的應用”三部分內容有機串聯起來，并將“問題驅動”模式應用于新授課的教學中，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：教學過程；設計意圖；教學反思

中圖分類號：

文章編號：1008-0546（2015）03-0029-02G632．41

文獻標識碼：B

2014年11月份，按照昆山市教研室的要求，筆者在昆山市第六屆百節優秀課展示活動中開設了展示課，課題為“鎂的提取及應用”。主要是為了共同探討如何將“問題驅動”模式應用于新授課的教學中，從而更好地體現課堂教學中教師的主導作用和學生的主體地位，提升化學教學有效性。現就這節課的課前設想、課堂教學過程與設計意圖、課后反思總結如下。

一、課前設想

如何精心、合理設計一系列的實際問題，形成問題鏈，將“鎂的提取”、“鎂的性質”、“鎂的應用”三部分內容有機串聯起來，是本節課設計的關鍵。學生在圍繞問題尋求解決方案的過程中獲得知識，同時在實踐中，學生的自主學習能力、觀察能力、探究能力和分析解決問題的能力得到不斷提高。

二、課堂教學過程與設計意圖

【引入】我們為什么要提取鎂？

【圖片展示】鎂及其化合物應用的圖片。

【學生活動】列舉鎂及其化合物在日常生活、生產、科技中的用途。鎂及其化合物的用途廣泛，鎂是“后起之秀，前途無量”，所以提取鎂非常有必要。

鎂及其化合物的用途：

1．鎂合金的密度較小，但硬度和強度都較大，因此被用于制造火箭、導彈、飛機的部件等。

2．鎂燃燒發出耀眼的白光，因此常用來制造信號彈和焰火。

3．氧化鎂的熔點很高，是優質的耐高溫材料。

【設計意圖】感知鎂的應用廣泛，激發和增強學生對化學的好奇心和探究欲，提高學習化學的興趣。

【過渡】如何提取鎂？

【學生活動】［問題1］工廠為何建在海邊？

通過閱讀資料“鎂在地殼中含量平均為21 g·kg－1；海水中氯化鎂是繼氯化鈉后含量最高的氯化物，海水中鎂的總儲量約為1．8×1015t”了解到鎂主要以化合態存在于地殼和海水中。從發展前景看海水中提取鎂更具可行性，所以工廠建在海邊，資源就近利用，成本低。

【設計意圖】了解鎂在自然界中的存在與分布，并充分認識開發利用海水這一巨大資源寶庫的重大意義。

【學生活動】［問題2］如何從海水中將Mg2＋分離出來？

從易于分離角度分析，將Mg2＋轉化為Mg（OH）2沉淀從而從海水中分離。

【設計意圖】復習物質的分離方法。

【學生活動】［問題3］海水中Mg2＋的濃度約為1．28 g·L－1，能不能直接向海水中加沉淀劑？

學生兩人一組分小組進行實驗，并記錄實驗現象。

1．分別向0．054mol·L－1MgCl2溶液（模擬海水）中滴加1mol·L－1NaOH溶液、澄清石灰水，振蕩，觀察現象。

2．分別向3mol·L－1MgCl2溶液（模擬鹵水）中滴加1mol·L－1NaOH溶液、澄清石灰水，振蕩，觀察現象。

現象：3mol·L－1MgCl2溶液（模擬鹵水）中滴加1mol· L－1NaOH溶液有白色沉淀生成，其余均無明顯現象。

結論：海水中的Mg2＋雖然總量大，但是濃度小，如果直接加入沉淀劑，Mg2＋的沉淀效果不大，生產成本也非常高，所以需要進行富集，在曬鹽后的母液（鹵水）中加入沉淀劑。

【設計意圖】通過實驗，明確工業生產過程中濃縮富集的重要性。

【學生活動】［問題4］如何選擇沉淀劑？

通過閱讀資料“部分化學試劑的市場價格：NaOH 2300元／噸，Ca（OH）2580元／噸”后，從經濟效益和充

分利用海洋資源角度考慮Ca（OH）2最合適——價廉，易得（貝殼的主要成分為CaCO3）。又從OH－濃度角度考慮沉淀效率得出在實際生產中使用Ca（OH）2的懸濁液——石灰乳來沉淀Mg2＋得到Mg（OH）2。

【設計意圖】學生了解工業生產中追求成本低的重要性。

【學生活動】［問題5］如何從Mg（OH）2得到Mg單質？

分組討論，設計可行性方案：先將Mg（OH）2沉淀用鹽酸溶解得到MgCl2溶液，再將MgCl2溶液蒸發結晶得MgCl2·6H2O，然后干燥得MgCl2，最后電解熔融MgCl2（降低能耗）制取鎂單質。

【設計意圖】激活已經掌握的金屬Fe、Cu、Na的冶煉，結合鎂的性質，提出合理的、可供選擇的方案，培養學生分析解決問題的能力。

【學生活動】［問題6］如何處理副產物Cl2？

從環境保護和節約成本出發，提出將Cl2制成鹽酸，從而循環使用。

【設計意圖】工業生產中綜合利用和環保的重要性。

【學生活動】［問題7］如何保護制得的Mg單質？

Mg很活潑，需防空氣、防酸等。

【設計意圖】順利過渡到鎂的性質，了解鎂是一種活潑金屬。

【學生活動】整理從海中提取鎂的工藝流程圖。

【設計意圖】通過工藝流程圖的設計，整合知識，學會用簡單的框圖表達復雜的工藝流程。

【過渡】如果鎂著火，能不能用常見的二氧化碳和水滅火呢？

【學生活動】學生兩人一組分小組進行實驗，記錄實驗現象并書寫化學方程式。

1．取一根4－5cm長的鎂條，用砂紙將表面的氧化膜擦去，用坩堝鉗夾持鎂條，在酒精燈上點燃后，伸入充滿二氧化碳的集氣瓶中。觀察實驗現象為：鎂燃燒發出耀眼白光，有黑色固體生成。

2．在一支試管中放入一小段擦去氧化膜的鎂條，再向試管中加入一定量的熱水。觀察實驗現象為：有氣泡生成，滴入酚酞后溶液變紅。

【設計意圖】通過實驗，掌握鎂的化學性質，鎂是一種活潑的金屬，可以與O2、Cl2、N2、酸（H＋）、某些鹽溶液、熱水、二氧化碳等物質反應。

【放眼未來】工業上可以從海水提取鎂，能否從陸地上提取鎂呢？

【學生活動】課后收集資料。

【設計意圖】讓學生感受學好化學能更好地服務于社會生活。

三、課后反思

蘇格拉底說過“理想的教學方法不是把現成的表面的知識傳授給學生，而是要通過正確的提問，激發對方的思考，在對方的積極思考中，那些潛藏于內心的真理逐漸祛蔽而得以敞亮。”

本節課采用“問題驅動”模式來展開教學：“為什么要提取鎂（鎂及其化合物的用途）→從海水中提取鎂是否具有可行性—如何從海水中將鎂離子分離出來—如何富集海水中的鎂離子—如何選擇沉淀劑—如何從氫氧化鎂得到鎂單質（鎂的提取）→如何保護制得的鎂單質（鎂的性質）”。通過“問題鏈”層層深入，圍繞所要解決的問題，使用資料收集，分析數據，并設計實驗檢驗，與同伴交流研究成果，從而得出解決方案。這樣做的好處是顯而易見的，在真實的學習情境中以學生為中心、以問題為線索，強調了學生的設計能力，批判性思維和問題解決能力，讓學生在發現問題、分析問題和解決問題的過程中發展思維，進而學會學習，提高學習能力，使學生在面臨真實世界的問題時，能夠有效地應用他們所學的科學知識解決之，符合新課程教學的理念。

同時，在“鎂的提取”教學中，注重從工業生產實際出發，體現化學在生產和生活中應用十分廣泛這一學科特點，突出學好化學能更好地服務于社會生活這一學科價值；還體現了工業生產要從原料去雜濃縮、產品富集精制、物質循環使用、資源就近利用、節約成本、環境保護、降低能耗等方面綜合考慮的重要技術思想。

但是，教師不僅要提出能夠激起思考的問題，還要激勵學生自己提出問題。所以問題驅動的較高境界應該是“利用好的情境設計（情境最好具有全程性和問題性）讓學生自主建構（產生）問題，在教師的引導下（不是給出問題鏈）層層深入并解決”，這樣的課堂教學應該更具實效性。

參考文獻

［1］王祖浩主編．高中化學教學參考書·化學1［M］．南京：江蘇教育出版社，2013：55－56

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．03．010