以情境設計與問題引領促進知識方法復習目標的達成

范標

摘要：通過建立知識體系與問題解決之間的聯系，引導學生從物質性質出發，思考解決問題的方法。通過問題解決，強化知識體系及內在聯系，提高學生在新情境和復雜情境中用所學知識解決問題的能力。

關鍵詞：復習目標；知識體系；問題引導；氫氧化鈉

文章編號：1005–6629（2017）9–0051–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 現狀與思考

復習課是課堂教學的重要形式，在教學的不同階段，特別是中考復習中，復習課占有相當大的比重，它從新的角度、新的高度，針對學生已學過的知識重新制定教學目標，確定系統的知識網絡，使學生從整體上把握內容的基本結構，對學過的知識進行二次學習，從而促進知識的結構化、系統化、功能化，使學生的認知水平和價值觀念達到更高的層次[1]。

在實際復習課教學中，教師大多采用先梳理知識、歸納及自我整理等方式構建知識體系，然后就是訓練。雖然建立了結構化和系統化的知識，但學生在解決問題時，還是不能很好地提取已有知識，仍然用碎片化的知識去思考和解決問題。這種現象產生的主要原因是重視了知識體系構建和問題解決，但忽略了知識方法體系與問題解決之間的聯系，導致角度不新、高度不夠，無法實現先前提及的復習要求。

解決上述問題的關鍵在于通過情境設計與問題引導，建立問題解決與知識方法體系的聯系，從知識方法體系出發去思考和解決問題。通過情境問題的引導和解決，促進知識方法體系的結構化、系統化、功能化，最終實現知識方法體系在實際問題解決中的靈活應用。本文通過氫氧化鈉變質問題的研究，探討如何加強知識方法體系與問題解決之間的聯系，以提高在復雜新情境中用所學知識解決問題的能力。

2 內容分析與目標設計

2.1 優化復習內容

教學內容選擇是教學設計中非常重要的一個環節，復習課更是如此。它不是原有教學內容的重復，而是根據復習需要，對相關內容進行整合，最好還能形成一定的主題。只有這樣，才能加強不同知識間的交叉聯系，完善知識體系，有效實現復習目標。

氫氧化鈉變質問題的探究包含了一系列值得探討的問題：氫氧化鈉暴露在空氣中為什么會變質？如何證明其是否變質？如何證明其部分變質還是全部變質？解決這些問題是在不斷比較和應用氫氧化鈉和碳酸鈉化學性質的異同中進行的，所涉及的知識有：氫氧化鈉的化學性質、碳酸鈉的化學性質；科學探究的一般過程和方法；除雜的一些基本原則。所以這是學習氫氧化鈉和碳酸鈉之后比較好的復習專題，不少教師在這個階段會選擇這樣的專題進行復習。

2.2 確定教學目標

選擇這個主題進行復習時，教師更多考慮科學探究的一般過程、除雜的原則和方法。他們往往會忽略一個重要目標，即通過建立氫氧化鈉、碳酸鈉化學性質與問題解決之間的聯系，強化知識體系的結構化、系統化和功能化。根據以上分析，我們確定以下復習目標：

（1）通過氫氧化鈉變質問題的探究，進一步鞏固掌握氫氧化鈉和碳酸鈉的化學性質，提高在復雜情境中用所學知識解決問題的能力；

（2）通過除去氫氧化鈉溶液中混有的碳酸鈉，掌握除雜的一般方法和原則；

（3）通過氫氧化鈉變質問題的探究，掌握科學探究的一般方法。

2.3 梳理知識體系

表1是解決上述氫氧化鈉變質問題的知識體系，對基礎較弱、這部分知識的掌握不夠扎實的學生來講，可預先通過師生交流進行回顧梳理，為建立知識與問題的聯系做好準備；對基礎較好的學生來講，可以在解決問題過程中逐步形成。

2.4 設計引導問題

無論是布魯納的發現法學習、杜威的問題教學法，還是建構主義提出的基于問題的學習，前提都是創設合適的教學情境，使得教學內容蘊含在其中，設計出具有趣味的、有思考價值的、有意義的情境問題，圍繞問題先讓學生思考、討論、探究、嘗試解決，通過合作、交流，自主歸納和發現所學的知識，教師通過誘導和點撥促使他們解決問題。根據這一想法，根據氫氧化鈉變質問題這一教學情境，設計成以下幾個誘導性問題：

問題1：暴露在空氣中的氫氧化鈉溶液為什么會變質？

問題2：如何證明氫氧化鈉溶液已經變質？

問題3：如何證明氫氧化鈉溶液是部分變質還是完全變質？

問題4：如何除去氫氧化鈉溶液中混有的碳酸鈉？

3 問題引導與建立聯系

問題引導與建立聯系，就是用梳理的知識體系去解決設計好的問題，在解決問題的過程中，強化了知識體系及其內在聯系。氫氧化鈉變質問題的探究實際就是在不斷應用氫氧化鈉和碳酸鈉的化學性質，尤其是它們的差異性來解決的，通過探究氫氧化鈉的變質問題引導與解決來鞏固氫氧化鈉和碳酸鈉的知識體系。下面通過這節課的實錄介紹如何通過問題引導，建立知識方法體系與問題解決之間的聯系。

3.1 課堂片斷一：暴露在空氣中的氫氧化鈉的變質情況

教師：暴露在空氣中的氫氧化鈉溶液為什么會變質？

學生：氫氧化鈉會吸收空氣中的二氧化碳。

教師：氫氧化鈉吸收二氧化碳后發生了怎樣的反應，這個反應體現了氫氧化鈉的什么化學性質？請同學們用化學方程式表示變質的過程。

學生：氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，體現了氫氧化鈉能和酸性氧化物反應，生成鹽和水（2NaOH+CO2 → Na2CO3+H2O）。

教師：一瓶暴露在空氣中的氫氧化鈉溶液，請你猜想一下，其成分可能有哪幾種情況？

學生：三種情況：氫氧化鈉（還沒有變質）、氫氧化鈉和碳酸鈉（部分變質）、碳酸鈉（完全變質）。

教學說明：通過氫氧化鈉溶液在空氣中為什么變質這個問題，引導學生從氫氧化鈉的化學性質出發思考原因，建立問題與知識體系的聯系，強化氫氧化鈉的化學性質之一：氫氧化鈉與酸性氧化物反應，生成鹽和水。在這組問題引導中，也引導學生對暴露在空氣中的氫氧化鈉溶液的變質問題進行合理的猜想，這也是本節課進行科學探究方法學習的需要。

3.2 課堂實錄二：氫氧化鈉溶液變質的證明

教師：如何證明氫氧化鈉溶液已經變質？

學生：證明溶液中是否含有碳酸鈉。

教師：那么有哪些方法證明溶液中含有碳酸鈉呢？請同學們從碳酸鈉的化學性質去思考，碳酸鈉有哪些化學性質？

學生：碳酸鈉可與酸堿指示劑反應；碳酸鈉能夠和鹽酸（硫酸）反應，生成氯化鈉（硫酸鈉）、水、二氧化碳；碳酸鈉能和氫氧化鈣（氫氧化鋇）反應，生成碳酸鈣（碳酸鋇）和氫氧化鈉；碳酸鈉能和氯化鈣（氯化鋇）反應，生成碳酸鈣（碳酸鋇）和氯化鈉。

教師：那么這四種性質都能用來檢驗溶液中是否存在碳酸鈉嗎？

學生：有些可以，有些不可以。

教師：哪些可以？哪些不可以？請你分別說明理由。

學生：由于原溶液是氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉和碳酸鈉溶液都能使得紫色的石蕊試液變藍，使無色的酚酞變紅，所以不能用酸堿指示劑來證明碳酸鈉的存在；稀鹽酸和碳酸鈉反應，生成二氧化碳，會產生氣泡，所以可以用來檢驗碳酸鈉的存在；氫氧化鈣、氫氧化鋇和碳酸鈉反應，生成碳酸鈣、碳酸鋇的沉淀，所以可以檢驗碳酸鈉的存在；氯化鋇和碳酸鈉反應，生成碳酸鋇的沉淀，所以可以檢驗碳酸鈉的存在。

教師：請你選擇一種試劑，設計一個實驗來證明氫氧化鈉是否已經變質？

學生：取一只試管，加入待測的溶液1～2mL，然后向試管中滴入足量的稀鹽酸，如果冒氣泡，說明溶液中含有碳酸鈉。

教師：為什么稀鹽酸要足量呢？

學生：溶液中有氫氧化鈉的話，少量的稀鹽酸和氫氧化鈉反應后，不能檢驗碳酸鈉了。

其他方案：……

教師：碳酸鈉的4個化學性質中，有一個和氫氧化鈉的化學性質相似，不能使用，所以我們在檢驗溶液中是否生成碳酸鈉的時候，還要考慮到溶液中還有氫氧化鈉，要比較它們化學性質的異同，通過碳酸鈉與氫氧化鈉化學性質的差異性來檢驗碳酸鈉的生成。其次，要注意試劑的用量，它直接影響某些物質能否被檢驗出來，這是實驗探究時需注意的一個問題。

學生：進行實驗，發現氫氧化鈉確實已經變質。

教學說明：檢驗氫氧化鈉溶液是否變質就是證明溶液中是否含有碳酸鈉，這就要引導學生從碳酸鈉的化學性質出發。但考慮到原溶液是氫氧化鈉溶液，所以解決問題時，還要引導學生也要從氫氧化鈉的化學性質出發，并且還要對兩種物質的化學性質進行比較后，利用它們化學性質的差異性來解決問題。在這個過程中，通過問題的引導，使得碳酸鈉、氫氧化鈉的4個化學性質分別和問題的解決建立了聯系；同時，通過這個問題的解決，也讓學生進一步學習如何設計實驗方案，如何根據實驗現象得出實驗結論等科學探究的方法。

3.3 課堂實錄三：如何證明氫氧化鈉的變質程度

教師：那么這份氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質呢？怎么證明呢？

學生：是不是全部變質就是證明溶液中是否還含有氫氧化鈉。

教師：要證明原溶液中是否還含有氫氧化鈉，這就要從氫氧化鈉的性質去思考，那氫氧化鈉有哪些化學性質？

學生：氫氧化鈉的化學性質有：能和酸堿指示劑反應，能和酸性氧化物反應，能和酸反應，能和硫酸銅等鹽溶液反應。

教師：這些性質是否都能用來證明氫氧化鈉的存在呢？溶液中的碳酸鈉對氫氧化鈉的檢驗是否有影響呢？

學生：由于溶液中含有碳酸鈉，通過比較，氫氧化鈉的部分化學性質與碳酸鈉相似（和酸堿指示劑、硫酸銅等鹽溶液的反應現象一樣），而和稀鹽酸、二氧化碳等物質的反應又沒有明顯現象，所以，利用氫氧化鈉的4個化學性質直接去檢驗氫氧化鈉是不可行的。

教師：怎么解決碳酸鈉對氫氧化鈉的干擾呢？

學生：除去碳酸鈉后再檢驗氫氧化鈉。

教師：要除去溶液中的碳酸鈉，就要從碳酸鈉的化學性質出發去思考，這些性質是否都能用來除去碳酸鈉？是否需要考慮溶液中的氫氧化鈉？

學生：碳酸鈉和鹽酸反應，能除去碳酸鈉，但是鹽酸也會和氫氧化鈉反應，會同時除去氫氧化鈉，所以不能用；碳酸鈉和氫氧化鈣、氫氧化鋇溶液反應，雖然能除去碳酸鈉，但同時會生成氫氧化鈉，影響氫氧化鈉的檢驗；氯化鋇溶液（氯化鈣溶液）和碳酸鈉反應，生成碳酸鋇（碳酸鈣）和氯化鈉，可以除去碳酸鈉，不會除去氫氧化鈉也不會生成氫氧化鈉，所以，只有氯化鋇溶液和氯化鈣溶液是可以的。

教師：由于排除碳酸鈉的影響，所加氯化鋇溶液或氯化鈣溶液的試劑要足量。

教師：除去了碳酸鈉，接下來就要繼續檢驗溶液中是否含有氫氧化鈉了，請同學們從氫氧化鈉的化學性質再次思考這些方法是否都可用來檢驗它的存在？

學生：由于氫氧化鈉和二氧化碳反應、氫氧化鈉和鹽酸反應都沒有明顯的現象，所以不能直接用來檢驗它的存在；和酸堿指示劑反應，顏色發生明顯變化，可以用來檢驗；和硫酸銅等鹽溶液反應產生藍色沉淀，也可以用來檢驗。

教師：根據上面分析，請同學們設計實驗方案，來證明氫氧化鈉溶液是部分變質還是全部變質。

學生：交流實驗方案。

方案一：取一只試管，加入待測的溶液1～2mL，往試管中滴入足量氯化鋇溶液，再往試管中滴入幾滴酚酞試液，如果溶液呈紅色，則溶液部分變質，如果溶液沒有變紅色，則已經全部變質。

其他方案：……

學生：進行實驗，發現氫氧化鈉確實部分變質。

教學說明：問題3的解決最為復雜，是通過三個階段完成的：首先，如何證明氫氧化鈉是部分變質還是全部變質，實際就是要證明溶液中是否還含有氫氧化鈉，所以就要引導學生從氫氧化鈉的化學性質去思考方法。但由于溶液中含有碳酸鈉，所以檢驗氫氧化鈉的時候還要排除碳酸鈉的影響，需要先除去碳酸鈉，才能再檢驗氫氧化鈉，所以問題又變成了如何除去碳酸鈉后再檢驗氫氧化鈉的問題了。如何除去碳酸鈉，又要從碳酸鈉的化學性質出發，但考慮到除去碳酸鈉后還要檢驗氫氧化鈉，所以，在除去碳酸鈉的同時不能除去氫氧化鈉，也不能生成氫氧化鈉等堿性物質。因而，既要考慮碳酸鈉的化學性質，還要顧及氫氧化鈉的化學性質；除去碳酸鈉后，繼續檢驗氫氧化鈉，這時又要從氫氧化鈉的化學性質出發，又一次建立性質和問題之間的聯系了。由于沒有了其他物質的干擾，所以氫氧化鈉的化學性質都能用來檢驗（與二氧化碳、稀鹽酸的反應沒有現象，不能直接使用）。問題3的解決過程中，碳酸鈉和氫氧化鈉的化學性質與問題的解決建立了多次聯系，在解決過程中，除了涉及實驗方案設計外，還涉及了除雜的方法和原則。

4 教學體會

本節課改變了一般教學中建立知識體系與問題解決應用相分離的做法，利用對知識體系的回顧促進問題解決，在問題解決中又不斷深化對知識體系的把握。同時，在解決氫氧化鈉變質問題的過程中，也系統地形成了科學探究的過程和方法，形成了除雜的一般方法和原則。通過情境設計與問題引領，改變了知識目標與方法目標達成相分離的現象，促進知識方法復習目標的協同達成，這應該是復習課所最追求的最終目標。

參考文獻：

[1]萬延嵐，盧巍. 對化學復習課的重新審視和思考[J].化學教學，2013，（5）：10～13.