“鎂的提取與應用”案例評析與思考

陳維 張紅俊

摘要：同一課題，即使采用了相同的教學模式，由于教者的理念、習慣、觀點不同，表現在教學板書的設計、科學風險認知與決策能力培養的方式、問題解決的手段等細節都不同，通過比較、點評、拓展，提出一些觀點或具體建議，以達優化、重組教學設計、促進學生深度學習之目的。

關鍵詞：教學模式；風險認知；板書；實驗

文章編號：1008-0546（2016）06-0048-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.016

2015年蘇州市中小學課改展示在昆山市震川高級中學舉行。來自于蘇州市六所高中的縣市級化學學科帶頭人，分別在三個年級開展了同題異構活動。這個活動的開展，不僅讓聽者對授課教師的教學理念、教學手段有耳目一新之感，而且進一步加深了教師對新課程的認識和理解，并對今后教師的教學工作有著重要的指導意義。現就“鎂的提取與應用”兩節課進行比較、點評、拓展，以優化教學設計，促進學生深度學習。

一、教學模式相同

甲乙兩位老師都采用了“問題驅動”教學模式。“問題驅動”是一種基于問題的教學方法，兩位老師都是從展示鎂的用途及存在的圖片來創設情境而提出一系列的問題（見表1）。

點評：“問題驅動”是依據學科知識和學生的思維發展過程設計一系列的問題并形成問題鏈，把學科知識有機地串聯起來并貫穿于整個教學過程，使學生在設問和解決問題的反復過程中萌生自主學習的動機和欲望，進而養成自主解決問題的一種思維習慣。教師在此過程中應是開始問題的提出者、方向的調控者、活動的評價者。在兩節課中兩位老師都充分展示了自己較強的課堂掌控能力和引導能力，但是由于公開課的原因，筆者總體感覺兩位老師在解決問題時的引導性話語偏多，導致學生思考的空間偏小，思考的深度偏淺，部分同學無法在解決問題過程中再發現新的問題，造成了問題鏈的斷裂，變成了老師提出問題，學生跟在后面和老師一起解決問題。如果問題是學生自己發現、提出又是自己去根據實驗探究、討論、閱讀資料文本去解決豈不更好！

問題驅動模式雖然打破了以單純講授、歸納為主的封閉式教學，但它的使用有一定的局限性，老師在使用某一模式時必須對此模式構建的條件、過程等要有所了解，如果對教學條件理解不清、教學問題把握不準、制約因素了解不透，而去盲目的生搬硬套，那一定會影響學生的深度思考，影響老師的課堂創新，甚至對教學產生負面影響[1]。另外，在使用“問題驅動”時，還得注意提出的問題應形成一個螺旋上升的“驅動性問題鏈”，提出的問題要覆蓋所有重要的知識點，問題與問題之間的連接應該具有邏輯性和激發性、程序性和階梯性、開放性和發散性、方向性和策略性[2]，使提出的問題目標明確、層次分明、難度適當、面向全體。

二、不同之處

1. 板書內容與形式不同

點評：板書是教師為完成教學任務，配合口頭講授，而在黑板上運用文字、符號、圖表等傳遞教學信息的書面表達形式，它是一種輔助完成課堂教學任務的手段之一。比較甲乙兩位老師的板書設計，不難看出甲老師板書過于簡約，盡管甲老師板書中的“流程”是在PPT上體現、對應方程式是在副板書中體現。而乙老師的板書不但能讓學生一看就回憶起本節課的學習思路：金屬鎂有如此大的用途（創設情境），那如何去制取呢？鎂又有哪些性質呢？再回歸到性質決定用途上，突出了主題“鎂的提取與應用”，同時簡易流程圖的呈現，更是直觀形象地表達了鎂的提取的過程，從視覺上強化了對學生的刺激，有利于問題鏈的延續，有利于學生對鎂提取過程及細節的理解。

板書不僅是教學內容的直觀體現，亦是突出教學重點、揭示教學難點的關鍵。板書設計的形式，反映了教師的教學思路、教學過程；板書設計的好壞，將直接影響學生對本節課內容的概括與總結。教師只有精心設計板書，才能在課堂上起到畫龍點睛、增強教學效果的作用[3]。絕不可滿板亂畫，雜亂無章。那么老師在進行板書設計時需要思考哪些內容呢？首先應有明確的目的性，要體現具體的教學目標；其次要有高度的概括性，給出言簡意賅的表述；然后要有明晰的條理性，將教學內容進行邏輯排序，讓學生一見即知教學重難點；最后要有較強的藝術性，布局合理、書寫規范，給人以美的視覺和美的感受。

2. 科學風險認知與決策能力培養要求不同

甲乙兩位老師在教學中都涉及到科學風險認知并關注到決策能力的培養，但是重視程度不同、涉及的內容不同。甲老師只是在鎂與非金屬單質之后，提出一問：如果鎂條著火如何處理？而乙老師卻是給學生一個角色，如果你是安全監督員，你認為存放鎂的倉庫應有哪些安全措施？如果鎂條燃燒如何處理？能否用H2O、CO2來滅火，為什么？如何存放鎂呢？在講解到電解MgCl2時，提出如下問題：電解熔融MgCl2應在何種氣氛下電解？為什么？電解生成的Mg與Cl2能否直接接觸？生成的氯氣有毒有污染，應如何處理？工業上又是如何處理的？

點評：科學風險認知是人們對科學風險產生的原因、可能的后果及防范的認識。風險之所以存在，是因為不確定因素的始終存在。中學化學教育中一方面要積極開展科學風險認知教育，不斷提高學生安全防范意識，樹立風險認知觀念和擔當意識；另一方面要在實踐中提升學生的應激處理的能力，強化決策能力的培養，學會正確處理風險危機，應對任何情況下發生的偶發事件。在這節課中，老師們應針對Mg （易燃物）、NaOH等（易腐蝕）、Cl2（易污染、有毒）等物質由于性質不了解、使用不當或者實驗操作不當而引發的科學風險，設置層次性問題，引導學生形成風險認知的習慣與意識，培養學生的決策能力，并學會解決問題的方法，做到頭腦清醒、臨危不懼。

就化學學科而言，所謂的風險主要包括安全風險、健康風險、環境風險、公民化學素養不足所帶來的風險等、化學學科社會形象被污損所帶來的風險等。當前我國中學化學教學中，科學風險認知的教育還處于空白之中，那如何開展風險認知和決策能力培養教育？筆者覺得作為老師本身首先要了解中外課程標準中的風險描述，然后要了解風險議題選取的原則并正確選擇風險教育的內容與策略，這樣才會深刻了解風險教育的課程價值：讓學生理解科學知識概念，深刻理解科學與社會的關系，形成批判性思維與研討能力，真正理解化學科學本質；讓老師形成正確的科學認識觀，具備一種課程開發的視角并能用來作為測量學生批判性思維和研討能力的工具。“科學是一把雙刃劍”，化學尤其如此，它在給人類帶來巨大的物質財富、提高人類的生活質量的同時，如果個體由于化學知識的匱乏、風險意識的淡薄、風險認知與決策能力的欠缺也可能給人類帶來災難，造成意想不到的后果。因此在課堂教學中要關注學生對科學風險認知與決策能力的培養，正確理解化學，合理運用化學造福人類。

3. 問題解決策略不同

如何從海水中提取鎂？能否直接向海水中加入沉淀劑得到沉淀？為什么工業上選用石灰乳作沉淀劑？等等一系列問題是如何解決的呢，兩位老師解決問題的策略不同。

甲老師在展示了鎂的用途及存在圖片之后，接著展示了海水中幾種氯化物的含量圖，讓學生明確一個事實：一是海水中含氯化鎂約為1.8×1015t，說明海水中含有豐富的鎂元素，但是由于海水量多，盡管鎂元素含量多，但c（Mg2+）=0.06mol·L-1很小，在這種濃度的海水中加入堿溶液能形成沉淀嗎？學生開展探究實驗：0.03mol·L-1 MgCl2和3mol·L-1 MgCl2分別與3 mol·L-1 NaOH溶液反應，3mol·L-1 MgCl2與澄清石灰水反應。學生通過探究實驗得出0.03mol·L-1 MgCl2與NaOH溶液混合、3mol·L-1 MgCl2與澄清石灰水混合無現象，而3mol·L-1 MgCl2分別與3mol·L-1 NaOH溶液反應有沉淀，學生分析得出要得到沉淀必須要提高鎂離子濃度和增大石灰水中氫氧化鈣的用量：將海水蒸發濃縮，將澄清石灰水換成石灰乳。

乙老師在展示鎂的用途及存在圖片之后，拋出一問：海水中鎂元素含量如此豐富，如何將Mg2+從海水中分離出來？學生根據已有的物質分離提純知識，討論得出將Mg2+轉化成沉淀，轉化成何種沉淀？閱讀表3得出用堿處理。用什么樣的堿呢？閱讀表4學生分析得出用氫氧化鈣價格更低廉，果真如此嗎？學生實驗：0.05mol·L-1 MgCl2溶液與澄清石灰水混合，結果未見沉淀（思維沖突1），然后進行對比實驗：0.05mol·L-1 MgCl2溶液與3 mol·L-1 NaOH溶液也未見沉淀（思維沖突2），讓學生思考分析得出結論：可能是鎂離子濃度太小。再讓學生開展對比實驗：3mol·L-1 MgCl2分別與3 mol·L-1 NaOH溶液和澄清石灰水反應，結果前者有沉淀，后者無明顯現象（思維沖突3），為什么呢？那為什么工業上用氫氧化鈣來處理呢？閱讀課本解決疑問：用石灰乳代替澄清石灰水[4]。

點評：兩位老師對教材的處理反映了她們學科教學能力的不同，但是都無可厚非，只是甲老師在此處探究成份多一點，通過很鮮明的對比實驗（不同濃度的鎂離子溶液、3 mol·L-1 NaOH溶液與澄清石灰水中氫氧根離子濃度的不同）得出要使海水中的鎂沉淀的要求；而乙老師課堂預設的成份多一點，根據課前預設，層層遞進，不斷拋出問題，不斷通過查閱圖表引導學生獲取信息，再通過實驗學生未得到預設結論，進而提出疑問，再進行實驗并閱讀課本讓學生弄清工業上從海水中提取鎂的步驟、原料、處理的方法等。兩位老師解決問題的策略反映了化學實驗對學生而言是一種最直接、最令人信服的驗證假設、解決疑難的方法，也是學生獲取信息、并對信息重新加工的最好載體，無論是從實驗中獲取信息還是從圖表比較中獲取信息都是培養學生信息素養的最佳途徑。

但是既然海水中c（Mg2+）=0.06mol·L-1，為何在學生實驗時不選用0.06mol·L-1呢？滴加堿溶液的用量要不要控制（變量控制以形成更好的對比）？為何不提供另一種試劑石灰乳來讓學生自己來檢驗假設或解決學生心中的疑問呢？學生實驗的過程，也是教師思考、觀察、參與的過程，同時更是教師指點的過程，教師可對學生的操作失誤或操作不規范及時指導，并幫助學生分析異常現象的原因，甚至可利用這些“失誤”作為課堂中動態生成點，來打破課前的預設，使課堂更有靈動性。事實上，學生在分組實驗中，出現了較多操作不規范、分工不太明確、對比實驗中變量未控制等一系列的問題，此時教師及時的指導就顯得尤為重要。另外，在引出工業生產流程圖后，為什么不再繼續提問：這個生產流程采用了哪些措施來提高經濟效益？你獲取了哪些啟示？來引發學生的深度思考，引導學生感受學好化學能更好地服務于社會生活這一學科價值，進一步去領會生產中從原料去雜濃縮、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[5]。另外，實驗過程其實也是實驗風險教育的主要題材：認知風險、實驗失敗風險、設施設備損壞風險、實驗產物不確定風險等等。

《普通高中化學課程標準》明確將“以實驗為主開展探究活動”列為課程的基本理念，要求通過實驗教學提高學生科學素養、促進學生全面發展。但是由于實驗安全導致的畏懼、實驗功能開發的不足，實驗創新習慣欠缺等遏制了師生的創新意識。同樣一個實驗如果我們從條件的優化、裝置的改進、方案的調整等角度或者通過變革實驗教學的觀念、方式、手段、組織形式，運用計算機、傳感器、軟件設計數字化創新實驗，利用采集到的數據以數據表、曲線圖等多種形式一起展示，讓學生經歷創造性實驗探究過程，可能會受到更好的教學效果。

如鎂條與水反應的實驗現象不明顯，可不可以嘗試向其中加入少量氯化鈉固體進行改進[6]？如果不用無色酚酞溶液檢驗，我們能否用丁達爾效應來檢測有無氫氧化鎂的生成[7]？可否思考連接注射器（濾紙上沾有水和鎂粉）、采集器、壓強傳導儀來測定鎂與水反應前后氣體壓強的變化？可否思考過將傳統實驗與和傳感技術結合起來跟蹤鎂與水反應過程中溫度與溶液酸堿性的變化？筆者在聽課中發現其中的有些問題就是學生在實驗過程中遇到的困惑，而要解決這些問題，不僅需要教師的課前準備充分，更需要教師發揮集體備課的功效，共同去研究、去探討，樹立一種終身為學生服務的意識。

總而言之，兩位老師盡管學科教學能力存在差異，對課程資源挖掘的角度也稍有差異，但都能起到很好的教學效果，這也充分體現了“同題異構”的初衷，更說明了“教無定法”。通過這次活動能讓我們進一步認識到“同題異構”不僅僅是一種對比的過程，也是一種互相學習、交流互補、實現資源與信息的共享過程，更是教師“教學理念”發揮和更新的過程。

參考文獻

[1] 繆建新.高效課堂模式與案例（M）.南京：南京大學出版社，2009：43

[2] 胡久華等.沉淀溶解平衡教學中驅動性問題鏈的設計與實踐[J].化學教育，2012，（9）：55-56

[3] 顧志躍.如何評課（M）.上海：華東師范大學出版社，2009：20

[4] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書（必修1）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2015：55-56

[5] 倪娟.名師課堂教學設計與點評[M].南京：南京師范大學出版社，2015：184

[6] 任志強.鎂在常溫下與水反應的實驗探究[J].中小學實驗與裝備，2010，（20）：14-15

[7] 張寒之.基于“微粒觀”建立的化學實驗教學案例研究[J].中學化學教學參考，2015，（10）：28-30