化學課堂教學的創新視角

劉巖

摘要：基于新手-專家教師“水的凈化”課堂教學的分析，探討了創設新穎生動的導入情境、變換常規的學習方式、優化傳統的實驗形式、留出自主探究的空間、打破教材編排的順序等化學教學創新的視角。

關鍵詞：新手-專家教師；課堂教學；視角分析

文章編號：1008-0546（2017）02-0029-05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.009

教育者必須是創造者，教師開展創新性教學活動，是開發學生潛能，更好地完成教學工作的重要保證。教學創新主要表現為三個方面：一是教育理念創新，教師要能準確地理解當前教育教學改革與發展的趨勢，樹立符合時代要求的學生觀和教學觀。二是知識方法創新。教師的教育教學方式、方法和手段要不斷適應學生發展的需要。三是師生關系創新。教師要積極理解學生心理與行為特點，與學生建立有助于學生終身發展、符合教育規律的和諧師生關系[1]。

筆者進行教學視導時，聽了某校兩位教師分別執教的人教版九年級化學新授課“水的凈化”，一位是教齡3年的新手教師，另一位是教齡20年的專家教師（市級學科帶頭人、教研組長）。教學中專家教師對教材的適切處理、對教學方法的靈活選用、對教學情景素材的合理調用等創新設計，無不給人留下深刻印象。聽課后感到兩位教師在課堂教學過程中存在的差異值得細細探討，現將其加以對比分析，以期從中探尋教學創新的視角，促進課堂質量的提高。

一、創新視角1——創設新穎生動的導入情境

教學片段1 新課導入

[新手教師]

（教師展示兩只燒杯中的水樣）這一杯是渾濁的天然水，另一杯是較純凈的水，本節課的任務就是把渾濁的水轉化為較純凈的水。

[專家教師]

[播放視頻：寫實電視節目《荒野求生》的片頭][2]（一組蒙太奇鏡頭展現野外生存第一人，英國探險家貝爾·格里爾斯在沙漠、沼澤、森林、峽谷等危險的野外境地施展野外生存絕技的畫面）貝爾的畫外音響起：“我要向你展示怎樣才能在地球上某些最極端，最危險的地方求生，……我要面對一個星期的挑戰，在那個地方，如果沒有適當的求生技能，你甚至連一天都堅持不了……”

[師]野外生存，戶外探險，已被越來越多的人所喜愛。今天，我們將跟著貝爾的腳步一起走進荒郊野外。置身野外，要想生存下去，最重要的是先找到水，而且一定要注意飲水安全。我們來看看貝爾在野外找到了什么樣的水源？

[播放《荒野求生》片段]（貝爾蹲在山澗旁捧起溪水）“因為現在正值雨季，有很多水從山上流下，你可以看到水很渾濁，里面有很多沙子，還有很多淤泥……”

[師]從山上流下的泥沙水能否直接飲用？（不能）所以我們要想辦法對它進行凈化……

[視角分析]

常規視角：新手教師考慮較多的是“教什么”，對于“怎么教”“為什么教”考慮得較少。為完成教學任務，一上來就直奔主題，雖然開門見山地點明了學習目標，但情境設計簡單乏趣，缺少氣氛的渲染和情緒的醞釀，難以充分調動學生學習的積極性和主動性。

創新視角：專家教師順應學生的年齡特征、心理特點，以風靡全球的電視節目《荒野求生》為素材，創設跟隨野外求生狂人貝爾的腳步，身臨其境地體驗野外生存所面臨的凈化天然水源的問題情境。新奇、震撼，極具感染力的野外生存畫面給學生以強烈刺激，從學生表現出的好奇與興奮的狀態及情不自禁發出的慨嘆與驚奇中，反映出生動的教學情境將學生快速帶入課堂學習活動中，為新知識學習創造了良好開端。

二、創新視角2——變換常規的學習方式

教學片段2 除去水中的難溶性雜質

1. 環節1 明礬凈水——吸附沉淀法

[新手教師]

教師設問：“如何使天然水中的懸浮物沉降下來呢？”告知利用明礬可使天然水變得澄清。學生實驗：在燒杯內約200mL天然水中加入4藥匙明礬粉末，攪拌溶解，觀察現象。

[專家教師]

[師] 設問：“如何使天然水中的懸浮物沉降下來呢？”我國民間常用明礬處理含有較多懸浮雜質的天然水。特別是暴雨過后，河水較渾濁，村民常用明礬在水缸內壁摩擦的方式獲得澄清的河水。

[播放視頻]粗制陶瓷水缸內盛有渾濁的河水，村民用一塊明礬在水缸內壁摩擦幾圈，水中形成白色膠狀物，再把干凈的木棍放入其中沿一個方向攪動幾下，水逐漸變得清澈透底。

[師] 白色膠狀物是明礬與水作用后形成的具有吸附性的物質，能將水中的懸浮物凝聚而沉淀，這種凈水方法稱為吸附沉淀。

據《天工開物》記載，我國古人在長期實踐中探索出用明礬作凈水劑已有千余年歷史，早于歐洲幾百年，是勞動人民偉大創造與智慧的結晶。

明礬是應用最廣泛的絮凝劑，但由于含有鋁元素，水中殘留的鋁對人體健康可能產生不良影響，目前鋁系絮凝劑的替代品，如微生物絮凝劑、天然高分子絮凝劑、新型無機絮凝劑等已經陸續得到應用。 在沒有化學絮凝劑的情況下，也可用仙人掌科植物或榆樹皮搗爛在水中攪勻代替。

[視角分析]

本環節常規的學習方式是觀察教師的演示實驗或學生分組實驗感知明礬的絮凝作用，該實驗往往耗時較長，現象不太明顯。

常規視角：新手教師直接告知用明礬能使水中懸浮的雜質沉降，過于簡單直白，不能引起學生對其中所蘊含的化學原理的探究欲望， 印象和認識不會深刻。為了達到快速凈水目的，讓學生加入大量明礬，4藥匙明礬放入200mL濁水里攪拌后，底部沉積較多未溶解的明礬粉末，凈水效果反倒不好。

創新視角：專家教師改變該知識點的常規學習方式，在生活經驗與科學原理之間建立聯系，通過民間常用的凈水方法幫助學生了解明礬的絮凝作用。明礬凈水實驗用民間凈水的視頻代替，視頻播放放慢二十倍速，讓學生清晰觀察到細小懸浮物轉化成大顆粒以及沉降的動態過程，不再進行分組實驗驗證，既觀察到現象又節省了時間。專家教師還有意補充新型絮凝劑的相關知識，做到不僅博古而且通今，使得教學既因化學史而厚重有內涵，又因教學內容與時俱進而開闊學科視野。

2. 環節2 過濾分離法

[新手教師]

先播放過濾操作的實驗視頻，再強調過濾注意事項，最后讓學生分組模仿操作。

[專家教師]

[師]吸附沉淀法把固體雜質沉降至水底，需要進一步處理才能除去。請結合預習內容，觀看某班同學的過濾操作微視頻，找出其中存在的問題和不足。

[播放過濾操作的5個微視頻][3]（見圖1）

（學生操作中出現漏斗下端管口未靠燒杯內壁、未用玻璃棒引流、玻璃棒靠單層濾紙一側、用玻璃棒攪拌漏斗內液體加快過濾速度等錯誤）

學生小組合作，將視頻中存在的操作問題一個個找出來，再一個個想辦法解決。最后初步解決了玻璃棒的作用和使用方法，濾紙和漏斗邊緣、漏斗和燒杯放置、濾液的高度等問題，并歸納總結出過濾的操作要領及注意事項。（學生回答略）

最后進行學生分組實驗，過濾上述明礬凈化過的水。

[視角分析]

常規視角：新手教師采用傳統的教學方法，讓學生觀看實驗視頻后，再以講述告知的方式強調過濾注意事項，學生只是被動接受操作的要求，雖然也進行了動手實驗， 但不能感受操作要點對實驗的重要性，實際操作時仍難以把握實驗成功的關鍵點。

創新視角：專家教師打破常規教學思路，充分發揮學生的主體性，給學生提供探索發現、體驗知識的形成和發展過程的機會，平淡無奇的教學素材因智慧的處理而顯得精彩迭出。教師以學生過濾操作的微視頻為載體，鼓勵學生采用批判性思維從中發現問題，學生通過觀察、分析、討論、交流，在思錯、改錯中深刻理解有關原理，從中領悟了正確的操作方法，最終達到主動建構知識的目的。這種設計與原教學的先觀看、后講解、再動手模仿的學習方式相比，真正經歷了“感性—理性—應用”的科學認知過程，實驗操作的嚴謹性、規范性大大提高，印象和認識要深刻得多。

三、創新視角3——優化傳統的實驗形式

教學片段3 除去水中的色素、氣味等可溶性雜質——活性炭吸附法

[新手教師]

教師設問“過濾后的液體中有沒有雜質呢？”演示吸附實驗：向濾液中滴加幾滴紅墨水后加入活性炭振蕩，觀察顏色的變化，之后介紹活性炭的日常應用。

[專家教師]

[師]過濾除去了不溶性雜質，濾液雖然澄清但仍有顏色，怎樣去除呢？

（1）學生實驗：實驗桌上備有兩支10mL針筒（見圖2）（其中一支作對比用）， 在其底部分別鋪一層棉花，其中左邊的一支裝入2-3藥匙活性炭粉末。 將約5mL濾液分別加入其中，推動活塞，液體分別流入小瓶，觀察到左瓶中液體無色，右瓶中仍有顏色。

（2）[投影]電子顯微鏡下活性炭內部細微密集的孔隙結構[4]（見圖3）。

[師]活性炭孔徑達到納米尺度，具有很大的表面積，非常容易吸附有顏色和異味的物質。研究表明，1g活性炭的比表面積相當于一個足球場大小[5]。

（3）[投影]吸附性的日常應用：①防毒面具的濾毒罐；②冰箱去味劑；③吸附有害氣體的環保活性炭包；④酒類及飲料的凈化；⑤蔗糖、食品添加劑、制藥過程產品的精制、脫色等。另外，椰殼、果殼活性炭、竹炭等新一代活性炭，不僅凈化室內空氣，而且裝飾和美化環境，被譽為“21世紀環保新衛士”。

[視角分析]

常規視角：新手教師對后續學習中教學素材的連續性使用考慮不周。由于課前采集的天然水樣沒有明顯顏色，此環節為了突出活性炭的吸附性，在無色的濾液中故意添加幾滴紅墨水，使真實性大打折扣；直接在燒杯中加入活性炭粉末，形成的黑色懸濁液干擾現象的觀察，直觀性差；較關注具體事實性知識而忽視知識所蘊含的化學觀念。學習了活性炭的吸附性后，沒有及時引導學生分析物質的外在性質與內在結構之間的關系，造成學習只是低水平的了解和認知。

創新視角：專家教師采集的天然水樣是黃綠色的池塘水，過濾后由濾液仍有顏色自然引出如何去除色素的問題。利用由注射器、橡皮塞和稱量瓶組成的自制裝置改為分組實驗，優化了傳統演示實驗的形式，增加了學生親力親為和動手動腦的直接體驗，且操作簡便快速、現象明顯。

根據學習需要，專家教師有目的選用教材以外的活性炭在生產、生活和科技發展方面應用的素材，豐富了課程資源，使學生體會到化學對改善生活質量和促進社會發展的積極作用。

在遵循教材對實驗所要達成教學目標要求的前提下，對實驗進行合理的改進和創新，減少了實驗步驟，節省了時間，不僅增加了學生動手機會，而且增強了實驗的探究性和趣味性。

四、創新視角4——留出自主探究的空間

教學片段4 硬水與軟水的區分及轉化——蒸餾法

[新手教師]

（1）教師設問：“活性炭吸附后的液體，無色無味、澄清透明，是否是純凈物呢？”展示家庭燒開水的水壺內壁，由水垢引入軟、硬水的概念。 （2）告知用肥皂水可區分硬、軟水，并分組實驗驗證。 （3）學生自學教材中硬水危害的知識，觀看蒸餾實驗視頻，了解蒸餾法使水軟化。

[專家教師]

[師]活性炭吸附過的液體無色無味、澄清透明，是否是純凈物呢？如何用實驗證明？

[學生討論方案后分組實驗]用顯微鏡觀察濾液，存在微生物；把濾液倒入蒸發皿蒸干，有固體剩下；把濾液滴在玻璃片上，放在酒精燈火焰上方微熱，水蒸發后留下痕跡；用玻璃棒蘸取濾液在火焰上灼燒，有固體殘留。

得出結論：上述液體中仍存在可溶性雜質。

[師]大家觀察過家里的燒水壺嗎？使用一段時間后有什么變化呢？

展示燒水壺內壁的水垢，引入軟、硬水的概念。

[師]那么視覺上無差異的軟、硬水如何區分呢？

[資料卡]肥皂水顯堿性，其中的氫氧根離子與硬水中的鈣、鎂離子作用產生微溶物氫氧化鈣及難溶物氫氧化鎂而出現浮渣。

[分組實驗]肥皂水區分軟、硬水。得出結論：原水樣是硬水。

[投影]硬水對生活、生產造成危害的圖片。

[師]目前人們所使用的水，很多為硬水--特別是地下水，硬度很大，對日常生活、工農業生產帶來很大影響。如，用硬水洗臉、洗澡會形成“鈣鎂皂”，像膠質一樣有黏性，粘在皮膚上使污垢不易除去；旅居異地因對飲水的硬度不適應，可能出現“水土不服”的癥狀；長期飲用硬水，會導致腎結石發病率升高；用硬水釀酒，酒液渾濁，酒味不好；紡織、印染行業，硬水洗滌紡織品會造成紡織品污點，影響美觀與強度；硬水稀釋農藥，會與乳化劑生成沉淀，降低藥效等。

為了消除或減少這些危害，需要進行水的軟化處理。

硬水燒開后結出水垢，其中鈣、鎂化合物減少，因此煮沸是簡單有效的軟化方法。工業上常采用離子交換樹脂法、膜分離法、石灰法等降低水的硬度。

對于我們手中的硬水，怎樣才能得到純凈水呢？前面所探討的沉淀、過濾、吸附等凈水方法都是從除去水中雜質的角度考慮的。 我們換個角度，能不能把水從混合物中提取出來呢？

[投影]煮飯時鍋蓋上形成水滴；自然界的水循環示意圖。

[師]從中受到什么啟發？（將硬水加熱成氣態，再冷卻到液態）

化學上有一種實驗方法——蒸餾，即可達到這樣的效果。

[播放制取蒸餾水的實驗視頻]

[師]蒸餾可以除去水中的可溶性雜質，蒸餾水是凈化程度較高的水。

[視角分析]

常規視角：新手教師提出澄清透明的液體是否是純凈物的問題后，沒有給學生充分的時間思考，過早地呈現答案削弱了學生的自主探究；檢驗硬、軟水的學生活動，實驗方法、步驟、試劑都由教師直接告知，沒有留給學生自主探究的空間， 即便是分組實驗，也僅是照方抓藥式的驗證。 至于為什么用肥皂水、為什么出現浮渣現象教師卻只字未提。學生雖處于忙碌的“動手”狀態，完成了操作目標，卻是只探不究，沒有積極“動腦”進行思考，不理解操作和設計之間的關系；教學素材的選擇僅限于課本，缺少學生經驗；由蒸餾實驗引入硬水軟化，沒有鋪墊和過渡，銜接生硬。

創新視角：專家教師提出問題后，沒有急于呈現答案，而是留給學生親身經歷、體驗的空間，讓其根據已有的知識經驗自主設計實驗方案并進行探究，實驗由學生自己動手做、現象由學生自己觀察、結論由學生自己得出。學生在動腦動手的過程中，促進了思維的發散、培養了動手能力，實現了對知識的認知。

對于蒸餾原理的學習，專家教師引導學生從鍋蓋上的蒸餾水、雨水的形成等熟悉的現象中發現問題，進行知識遷移， 啟發學生提出硬水軟化原理的假設，再過渡到蒸餾原理的學習，這樣在科學原理與生活經驗之間建立起聯系， 有助于學生對問題的深入理解，同時讓學生體會到“生活中充滿化學，用化學看懂生活”。

在教材基礎上，增補生活、生產中硬水危害的素材， 使學生感受到硬水軟化的生活意義與社會價值，凸顯了化學學習的意義。

五、創新視角5——打破教材編排的順序

教學片段5 遷移應用，及時鞏固

[新手教師]

讓學生閱讀教材中自來水生產的流程圖，要求指出所用凈水方法的名稱，學生回答后教師說明“投藥消毒”步驟中所用藥劑指的是氯氣。

[專家教師]

[師]我們來看看這幾種凈水方法在自來水生產中是如何應用的呢？各小組桌上都有一塊繪有生產工藝示意圖的小白板， 如果讓你擔任自來水廠技術員，請設計合理的生產流程[6]。

[生]小組合作，自主構建自來水凈化流程。（把寫有“水源”“水泵”“沉淀池”“過濾池”“吸附池”“清水池”“加絮凝劑”“投藥消毒”等卡片貼到圖中合適位置，完成后各小組舉起白板展示、互評。）

[投影]明代凈水池

[師]早在 400 多年前的明代，我國先民就具有良好的環保意識和衛生習慣，溫州永嘉縣溪口村“明代凈水池”是國內發現最早的水處理凈化工程，說明當時人們在建筑工程和水處理工藝上，已具有很高的技術水平。

[師]2012年9月我國實施新的《生活飲用水衛生標準》，對消毒劑的消毒能力提出了更高要求。由于傳統的氯消毒技術無法殺滅隱孢子蟲，達不到新的衛生標準，而且有毒的氯消毒副產物近年相繼被發現。因此，一些新型自來水消毒劑，如二氧化氯、臭氧、紫外線、雙氧水等陸續得到應用[7]。

[視角分析]

常規視角：新手教師以“看圖說話”的方式照本宣科地學習自來水生產流程，學生的主動性調動得不夠充分，顯得平淡無奇；由于教師自身對化學之外的科學技術資料的積累不足，使得對于自來水消毒劑類型的了解顯得滯后。

創新視角：專家教師創設了讓學生模擬水廠技術員角色的學習情景，使其主動參與到自主構建自來水凈水流程的活動中， 學生通過與所學知識進行類比、分析、比較，自主構建自來水生產中各種凈化方法的順序，打破了照本宣科的做法，既鞏固了知識，又培養了思維的有序性和邏輯性及簡單的工藝設計能力；同時簡介我國古代最早的水凈化工程， 增強民族自豪感；積極關注社會的最新科學動態，主動捕捉與教材內容相吻合的充滿時代氣息的知識信息，搜集新型自來水消毒劑的信息充實教材資源， 豐富了學科知識，拓寬了學科視野。

六、結語

巧妙創設情境，激發并保持學生的求知欲；變換常規的學習方式，讓學生根據已學知識尋找解決問題的途徑；改造傳統教學方法，讓學生在實踐中學習，主動建構知識；留出自主探究的空間，讓學生主動參與、主動探索，最終實現思維提升；擺脫被動地依附教材，進行適應性處理，提高教學效果……教學創新的視角是豐富多彩的， 讓我們化學教育工作者共同努力，積極進行教學創新的探索，使學生在充滿個性和創意的教學過程中掌握知識，提高能力，享受化學學習的樂趣。

參考文獻

[1] 姚計海.論教師教學自主與創新[J].中國教育學刊，2012（8）：40

[2][3][6]江蘇省中小學教學研究室——化學.2015年江蘇省初中化學優質課評比暨觀摩活動[EB/OL].http：//hx.jssjys.com/Html/Article/2703/

[4][5]Zhenghui Li，DingcaiWu.Synthesis of Well Defined Microporous Carbons by MolecularScale Templating with POSS Moieties[J].Am.Chem.Soc，2014（5）：17

[7] 陳靜，張茜.新水質標準下幾種消毒劑的應用前景[J].水科學與工程技術，2013（5）：58