促進學生認知發展的教學實踐研究
——以“水的凈化”教學為例

倪興紅

（如皋市外國語學校 江蘇如皋 226500）

促進學生認知發展的教學實踐研究
——以“水的凈化”教學為例

倪興紅

（如皋市外國語學校 江蘇如皋 226500）

以“水的凈化”為例，在認真研究分析學生認知起點和教材知識結構的基礎上，以發展的觀點，以學定教，通過類比、遷移、拓展，把學生帶到最近發展區，促進學生自主構建認知結構和經驗世界。

認知發展；水的凈化

一、問題的提出

當前，科學教育倡導以學生為中心，多樣化的教學方式意在從注重學生的知識獲得轉變為提升學生的科學素養。但實踐中的教學常常過多地關注學生對具體知識的獲得，并用于解題實踐，較少關注知識對學生認知發展的作用，甚至在教學中忽略認知角度的增加、認知深度的發展。

從促進學生認知發展的角度的教學，既要注重科學知識本體的獲得，又要關注科學知識的認知功能得到實現，最終是使學生將科學知識內化了的教學。教師不但要讓學生認清科學知識說明的是什么，更要將科學知識轉化為學生觀察、分析現象和問題的視角和思路，再通過具體的認識實踐活動，讓學生形成穩定的認識方式。所以，在教學活動的設計時應基于學生認知發展的軌跡，創設豐富的情境和一系列的問題，展開一系列的探究活動，讓學生積極主動地參與思維活動。

二、整體教學思路

本節內容選自人教版九年級化學上冊第四單元課題2“水的凈化”，作為學生沒有感性認識的內容，如何讓學生聯系生活實際，尋找到知識的聯結點？教師首先從本地龍游湖的天然水出發，提出如何區分天然水和純水，能否長期飲用天然水和純水？在此形成學生思維的切入點，激發學生產生探究水凈化方法的欲望，通過經驗交流、課堂實驗、觀察、思考、討論、交流及觀摩自來水廠的實際凈水流程等學習活動，初步形成水凈化的原理和常用方法。從蒸餾水與井水的區分，引出硬水和軟水的概念，及硬水的軟化方法。再比較多種凈水方法的凈化效果。綜合利用凈水方法，讓學生自主構建自來水廠的凈水流程。課后布置學生通過利用家用物品自行設計簡易凈水裝置，可促進學生鞏固知識，手腦并用并培養學生設計簡單實驗裝置的能力。整個過程基于學生的認知發展，從課內延伸到課外，引導學生開展探究式學習，從化學的視角認識生活中的水，掌握水的凈化方法。

三、教學目標

1．通過學生熟悉的生活中的例子了解純水與天然水的區別；

2．通過學生自主操作和分析探究了解靜置沉淀、吸附沉淀、過濾等常用的凈化水的方法，初步學會過濾的原理及操作；

3．體會化學知識在生活生產中的重要性，培養學生學習化學的興趣；

4．感受化學對改善個人生活、促進社會發展的積極作用。

四、教學過程

活動1：創設情境引入新課

（圖片展示）龍游湖是當前我們如皋人休閑、放松的好去處，水天一色，心曠神怡。今天，老師為每組同學帶來了一杯龍游湖的天然水和實驗室購買的蒸餾水。

提出問題：（1）天然水和純水的區別在什么地方？

（2）我們能否長期飲用天然水或純水？

（3）分析天然水中含有哪些雜質？

學生匯報：這杯水里既有不溶性雜質，又有可溶性雜質，還有細菌等，不可長期飲用。純水只有水，缺少人體所需的礦物質，也不可長期飲用。

過渡：為此，同學們想不想把渾濁的天然水變成我們的飲用水，甚至變成純水呢？

展示課題：課題2水的凈化

結合已有生活經驗，同學們能想出哪些方法來凈化這杯水？這些方法可以除去哪些雜質呢？

小組討論、交流、匯報

（設計意圖：基于學生已有的經驗認識，聯系生活實際，現取身邊的河水為情景素材，為學生創設真實而有意義的學習情景，引導學生從生活走進化學。結合學生已有的生活經驗，初步形成凈水方法。）

活動2：初步學習除去水中不溶性雜質的方法

1．靜置沉淀

觀察歸納：學生觀察原本渾濁的天然水靜置一會變澄清了，分析原因，得出結論。

視頻播放：觀察使用絮凝劑——明礬的凈水過程。

閱讀課本：P74了解明礬的凈水原理。

2．過濾

過渡：這杯水雖然已經充分沉淀，但是至少應為澄清的水才可能被我們接受為飲用水。所以我們接著得進行過濾，徹底將固體和液體分離。日常生活中哪些地方會用到過濾呢？

學生活動，匯報。

視頻播放：過濾操作的裝置圖和規范的操作過程。

指導學生可以再結合課本P75相關內容，明確過濾所使用的儀器、操作的步驟和要點。

小組合作探究：自制過濾器，過濾燒杯中的濁水。

過濾器的準備

學生進行實驗操作，教師巡視指導，拍攝學生的精彩瞬間和錯誤鏡頭。

成果展示，表揚與指正，交流、總結、反思。

追問：如果發現濾液仍然渾濁，原因可能是哪些？

同學們討論非常激烈，分析出不同的原因。

（設計意圖：通過視頻，讓學生初步感悟實驗的操作流程，指導學生實驗操作，培養學生用實驗的方法分析問題、解決問題的能力。）

活動3：初步學習除去水中可溶性雜質的方法

過渡：過濾后的這杯清水能直接飲用嗎？

學生：不能，因為還略微帶有紅色，還有細菌等微生物。

1．活性炭吸附

教師活動：介紹凈水的一位好幫手：活性炭。其實，學生對活性炭并不陌生，日常生活中你見過哪里使用過活性炭？。

學生介紹，圖片展示：車用除臭炭包、冰箱除味劑、室內高效活性炭吸附劑、活性炭除臭鞋墊、凈水器說明書。

教師演示：U型管內裝有活性炭，從左側倒入剛才過濾后的帶色清水，左右對比觀察，學生觀察后非常驚奇。

教師總結：木炭具有吸附性，能夠吸附色素和異味。

過渡提問：現在這杯無色清水可以喝了嗎？（生：還需消毒）

追問1：消毒后的水可以直接飲用嗎？

生：超市里賣的合格礦泉水經常直接飲用，家里的自來水還需要煮沸。

追問2：煮沸后的水是純水嗎？

生：不是，但水壺蓋反面的是純水。

追問3：水壺蓋反面的純水，我們也稱之為“蒸餾水”，它是經歷了哪些過程得到的呢？

2．蒸餾

視頻播放：介紹實驗室制取蒸餾水的裝置原理及注意事項。

提問：蒸餾得到的這杯水你覺得能喝嗎？

生：不能，缺少人體所需的礦物質。

（設計意圖：基于化學和生活緊密聯系，培養學生發散思維能力聯系生活，借U形管、紅墨水創設明顯的實驗現象，讓學生如臨其境，感受化學的神奇。）

活動4：了解硬水和軟水

學生實驗：將等量的肥皂水分別滴加到等量的蒸餾水和井水的試管中，振蕩，觀察。

教師活動：結合課本內容，引入硬水、軟水的定義。

請同學們對蒸餾水和井水的試管上貼上對應硬水和軟水的標簽。

說明：蒸餾幾乎是徹底除去了硬水中的所有的可溶性鈣、鎂化合物。

追問：生活中用硬水好還是軟水好呢？

閱讀課本P76，了解使用硬水會給生活和生產帶來哪些麻煩？（圖片展示）

提問：生活中如何將硬水軟化？（煮沸）

（設計意圖：鼓勵學生互相學習、交流，調動學生的學習熱情）

活動5：自主構建自來水廠的凈水流程

提問：通過本堂課的學習，你學會了哪些凈水方法？

學生匯報：過濾、靜置沉淀、加明礬吸附沉淀、活性炭吸附、消毒、蒸餾

提問：能否將凈化程度由低到高的順序排列。

如果你是自來水的技術員，你如何安排自來水廠的凈水流程？

（拿出課前準備的信封，小組合作構建凈水流程，張貼展示，組間評價、糾錯，對優勝組獎勵）

學生作品展示：

最后，展示課本“自來水廠凈水過程示意圖”，充分肯定學生的自主構建知識的能力。

再視頻播放自來水廠的凈水過程，讓學生體會實際的凈水工藝流程。

（設計意圖：本環節相比教材安排采用“倒敘”的手法，讓學生自主構建，并與實際流程對比，優化。欣賞視頻，感受化學有用與神奇。）

課外作業：通過利用家用物品自行設計簡易凈水裝置。

（設計意圖：學以致用，鼓勵學生利用家中的物品組裝簡易水過濾器，把生活的體驗用到化學學習上，培養學生在設計實驗中要考慮如何才能實現實驗的最優化。）

五、教學反思

本節課基于學生掌握了一定的基礎知識和基本技能之后，在自由、寬松的探究情境中，同學們表現非常活躍，積極思考，思路開闊，踴躍發言，敢于發表自己的觀點、敢于同他人爭論的良好素養，小組合作通過實驗學會了科學探究的一般方法和步驟，學會了將知識和技能應用于實際。

當然此類課型對老師的要求較高，授課之前無論是教學目標的界定和教學內容的選擇，還是教學方法的采用和教學評價的使用，均以學生的認知發展為核心。切忌以往“一言堂”、“滿堂灌”的教學方式。

［1］胡久華，張銀屏．促進學生認知發展的單元整體教學——以化學教學為例［J］．教育科學研究，2014，（8）：63－68，76

［2］胡久華．促進學生認知發展的化學1模塊氧化還原專題的整體教學研究［J］．化學教育，2008，（3）

1008-0546（2015）07-0039-03

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10.3969／j．issn．1008－0546．2015．07．013