以《幾種重要的金屬化合物》為例探討教材的開發(fā)和利用的意義

姚澤勇

本論文是課題的階段成果，河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《對高中化學(xué)教材中能力提升點(diǎn)的開發(fā)、利用的研究》的階段成果；課題編號：（2015）-JKGHYB-0569

摘 要：教材是教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的重要工具，系統(tǒng)開展對高中化學(xué)教材中的能力提升點(diǎn)的開發(fā)、利用的研究，從教材中挖掘知識的生長點(diǎn)、能力的提升點(diǎn)，對于發(fā)展學(xué)生的能力、提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)意義非凡。現(xiàn)以《幾種重要的金屬化合物》為例給予探討。

關(guān)鍵詞：教材開發(fā)；利用；知識的生長點(diǎn)；能力提升點(diǎn)；能力素養(yǎng)

一、問題的提出

高中化學(xué)承擔(dān)著提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、提升學(xué)生能力的功能。而教材是完成這一功能的中介和工具，如何體現(xiàn)教材從傳統(tǒng)的“以知識為中心”轉(zhuǎn)向“以學(xué)生能力為本”？必然涉及教材的再開發(fā)和利用。但很多老師把注意力集中在探討課堂教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化、學(xué)生的主體地位的凸顯、老師的角色的轉(zhuǎn)變方面上；對教材的開發(fā)，也僅限于內(nèi)容的增減、順序的調(diào)整等方面。而從教材中挖掘知識的生長點(diǎn)、能力提升點(diǎn)鮮有人觸及，或者有觸及也只是支離破碎、不夠系統(tǒng)。再則，高中化學(xué)教輔資料一應(yīng)俱全，網(wǎng)絡(luò)信息應(yīng)有盡有，所以“拿來主義”、原樣照搬盛行，大家很難投入教材的實(shí)際研究和開發(fā)中，影響了學(xué)生的發(fā)展。

考生的學(xué)科素養(yǎng)的形成、培養(yǎng)不是一蹴而就的，需要老師在日常教學(xué)中從教材中，從課后習(xí)題中不斷開發(fā)、挖掘知識的生長點(diǎn)、能力提升點(diǎn)并付諸每節(jié)課堂中，這樣在春風(fēng)化雨中，學(xué)生的能力、素養(yǎng)才會不斷得到提升。因此，系統(tǒng)開展對高中化學(xué)教材中的能力提升點(diǎn)的開發(fā)、利用的研究，從教材中挖掘知識的生長點(diǎn)、能力的提升點(diǎn)，對于發(fā)展學(xué)生的能力、提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，提升老師的專業(yè)素養(yǎng)都具有重要意義。

二、實(shí)施的策略

以高一化學(xué)“必修1”模塊教材為研究對象。開發(fā)、整合教材中“思考與交流”“學(xué)與問”“實(shí)踐活動”“科學(xué)探究”“實(shí)驗(yàn)探究”欄目，形成問題或活動培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻骄繂栴}的能力、創(chuàng)新思維能力；開發(fā)、整合教材中的圖形、表格、工藝流程圖等素材并形成問題或活動來訓(xùn)練學(xué)生的思維，提高學(xué)生的接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，分析問題、解決問題的能力；站在新視角、新高度開發(fā)、整合課后習(xí)題形成問題或活動，提升學(xué)生思維的深度和廣度；探索把上述開發(fā)、整合出的問題、情景和活動如何實(shí)實(shí)在在地展現(xiàn)在每一節(jié)課堂中，讓學(xué)生潤物無聲中能力得到開發(fā)和提升，學(xué)生學(xué)習(xí)方式得以轉(zhuǎn)變。

三、實(shí)施的案例

1.對象

高中化學(xué)人教版教材“必修1”第三章《金屬及其化合物》第二節(jié)《幾種重要的金屬化合物》。

2.設(shè)計(jì)思想

《幾種重要的金屬化合物》探究了鈉、鎂、鋁、鐵、銅對應(yīng)的常見化合物的性質(zhì)及用途，在元素化合物知識體系中占據(jù)非常重要的位置。本節(jié)包括一處“思考與交流”，一處“實(shí)踐活動”，“學(xué)與問”“科學(xué)探究”“資料卡片”各出現(xiàn)兩處，三處插圖，13道課后小題。這些欄目或版塊各具有不同的功能和作用，用心體會編寫它們的意圖和用意，站在課程目標(biāo)、課時(shí)目標(biāo)雙重目標(biāo)的高度，精準(zhǔn)地對上述欄目或版塊進(jìn)行開發(fā)、利用以形成問題、實(shí)驗(yàn)或活動，既豐富了知識又培養(yǎng)了學(xué)生能力，如實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新能力，以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的目的。

3.示例

（1）對“科學(xué)探究1”—Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)的拓展和延伸，以此作為知識的生長點(diǎn)，可形成一道定量測定Na2CO3或NaHCO3含量的開放性實(shí)驗(yàn)。既能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?chuàng)新能力，又能訓(xùn)練學(xué)生思維的發(fā)散性。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：按以上裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若A中所盛放的碳酸氫鈉中含有少量的碳酸鈉，利用上述部分或全部裝置，請你設(shè)計(jì)盡可能多的方法測定碳酸氫鈉的純度。（假設(shè)上述反應(yīng)或吸收都是完全的，并可添加其他必要的實(shí)驗(yàn)儀器）

點(diǎn)撥：本題看似普通，但開放性強(qiáng)，考查了學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、創(chuàng)新能力，其能力層次要求較高。

例如，從裝置A著手，或從濃硫酸著手，或從干燥管著手，或從裝置E著手；還可從D著手，但需要進(jìn)一步改進(jìn)。

方法一：先稱量干燥潔凈的試管A的質(zhì)量m1，將樣品放入A中，稱其質(zhì)量為m2，然后將A充分加熱，冷卻后，再稱取試管的質(zhì)量，其質(zhì)量差為生成的CO2和H2O的質(zhì)量，結(jié)合方程式2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O求得碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求得樣品的純度。

方法二：從濃硫酸著手：反應(yīng)前先稱取盛有濃硫酸的洗氣瓶的質(zhì)量，充分反應(yīng)后，再次稱取該洗氣瓶的質(zhì)量（包括所盛的濃H2SO4），其差值即為分解所得水蒸氣的質(zhì)量，從而求得樣品的純度。

方法三：從干燥管著手：反應(yīng)前先稱取盛有過氧化鈉的干燥管的質(zhì)量，充分反應(yīng)后，再稱取該干燥管的質(zhì)量（含殘?jiān)鶕?jù)質(zhì)量差值及反應(yīng)方程式，求得CO2的量，從而求得碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求得樣品的純度。

方法四：從裝置E著手：把集氣瓶換成量筒，讓其充分反應(yīng)后，測得收集到的O2的體積，然后根據(jù)方程式分步求得碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求得樣品的純度。

方法五：把C裝置拆去，B直接連接D，反應(yīng)前先稱量D的質(zhì)量，反應(yīng)后再稱量D的質(zhì)量，其質(zhì)量差即為CO2的質(zhì)量，結(jié)合NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O可求出NaHCO3的質(zhì)量，從而可求其純度。

（2）氧化鈉和過氧化鈉性質(zhì)以“思考與交流”形式呈現(xiàn)，Na2O2性質(zhì)具有一定的特殊性和復(fù)雜性，特別是Na2O2和CO2的反應(yīng)可作為知識的生長點(diǎn)，衍生出一系列的問題或情景，如演化成定量計(jì)算或探究實(shí)驗(yàn)等。

探究過氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)，用如下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通入SO2氣體，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復(fù)燃。請回答問題：

本題以Na2O2和CO2發(fā)生反應(yīng)為生長點(diǎn)，設(shè)置了Na2O2和SO2反應(yīng)的探究性實(shí)驗(yàn)。既考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ部疾榱藢W(xué)生知識遷移能力，又強(qiáng)化了Na2O2具有強(qiáng)氧化性這一特性，可謂一箭雙雕。

（3）硫酸鋁鉀以“資料卡片1”形式呈現(xiàn)，旨在讓我們了解它的組成和用途。我們可完全以此為契機(jī)設(shè)置問題：

向KAl（SO4）3溶液中加入Ba（OH）2溶液，用方程式表示過程：Al3+恰好沉淀完全的，______________；SO2-

4 恰好沉淀完全，_________________；用沉淀的物質(zhì)的量、Ba（OH）2的物質(zhì)的量分別代表縱、橫坐標(biāo)軸，繪制沉淀隨著向含1molKAl（SO4）3的溶液中加入Ba（OH）2溶液的曲線圖。

這樣既能強(qiáng)化Al（OH）3兩性的特性，又能訓(xùn)練學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生定量意識，潛移默化中提升了學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

（4）課后習(xí)題第3小題描述了分別向MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的現(xiàn)象的差異。我們應(yīng)該敏銳地捕捉到：MgCl2溶液、AlCl3溶液中加入NaOH溶液的多樣性，此處大有文章可做，我們可變定性的描述為定量的分析和討論，用以培養(yǎng)學(xué)生的定量意識，提升他們的分析能力。

問題：在MgCl2和AlCl3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至過量。經(jīng)測定，加入的NaOH的物質(zhì)的量（mol）和所得沉浮的物質(zhì)的量（mol）的關(guān)系如下圖所示。

①原溶液中Mg2+、Al3+物質(zhì)的量濃度之比為______。

②圖中線段OA∶AB=__________。

這樣一改，定性的描述立即變成定量計(jì)算，思維容量加大，難點(diǎn)增加，對學(xué)生思維的深度和思維的有序性都提出了一定要求，但學(xué)生完全具備解決此類問題的知識儲備。

四、結(jié)語

教材中的每一處都蘊(yùn)藏著教育契機(jī)，無論是“思考與交流”“學(xué)與問”“實(shí)踐活動”“科學(xué)探究”“實(shí)驗(yàn)探究”欄目，還是教材中的圖形、表格、工藝流程圖等素材，甚至是課后習(xí)題。只要善于挖掘、發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用，在提高學(xué)生的能力，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)上將大有作為！僅認(rèn)為課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變了，學(xué)生主體地位凸顯了，那就是新課程改革，是不正確的。凡是脫離教材的課程改革都是偽變革，是不懂得編者的良苦用心的，是片面的甚至是極端的！當(dāng)然，教材的開發(fā)、利用不是簡單地堆砌，要結(jié)合學(xué)情、校情，把握時(shí)機(jī)有選擇性地呈現(xiàn)，要洞察到學(xué)生的感受和接受度。

（作者單位：河南省息縣第二高級中學(xué)）