基于探究性學習在非金屬教學中的應用

摘 要：在新版本的教材中整本書中書寫元素的章節和內容遠少于舊版本的教材，可是并不是減少了對元素知識在中學化學中的地位和要求。而是把其一部分的知識融合到其他章節中，弱化了元素學習時的系統性，強調了化學的整合性和生活生產的實際聯系性，這樣更有利于培養學生的探究精神和創新能力。

關鍵詞：高中化學；基于探究；理解性教與學

2014年，教育部以教基二〔2014〕4號印發《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》。指出中小學要探索把課堂教學與研究性學習與社會實踐相結合，充分發揮學科間綜合育人功能，開展跨學科主題教育教學活動，提高學生綜合分析問題、解決問題的能力。化學作為一門以實驗為基礎的學科，基于探究的教授和學習更為重要。基于探究包含基于項目的教與學、基于問題的教與學、基于設計的教與學。本文以中學化學中非金屬元素為例進行基于研究的理解性教與學的闡述。

一、 基于項目的教與學

在基礎教育中基于項目的教與學主要是以學科概念和以所學知識為支撐，與實際的生產生活能聯系在一起，解決真正的實際碰到的問題，在這個過程中，他們要自己想辦法處理碰到的各種各樣的難題。這種設計更著重學生的實際動手操作能力。

設計一：自己制備簡單的漂白粉并寫保存、使用的注意事項。

首先，根據漂白粉產生原理：2Cl2+2Ca（OH）2CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O，學生就會思考漂白粉制備原料氯氣和消石灰怎么就地取材得到？（1）消石灰可以用生石灰與水反應，或者電石與飽和食鹽水的反應得到等。（2）氯氣的來源呢？①電解飽和食鹽水（從鄰近海邊自己制備海鹽，直接用食鹽？如果是高一學生，關于電解池的知識可以查閱資料，提高他們的閱讀能力）。②食鹽水的濃度要求，怎么配制？ 電極選擇什么樣的材料？電流使用干電池還是用220交流電通過二極管變為直流電？③電解池的裝置選圖1還是圖2？ ④得到的氯氣怎么收集呢？

圖1

圖2

其次，關于漂白粉怎么書寫保存、使用的注意事項？ 其實是轉化到次氯酸鹽的性質研討了。

這個項目的設計在增強學生動手能力的同時，也學習了氯氣及其化合物，氧化還原反應，電化學的知識等，重要的是可能實現跨學科主題教育教學活動，真正使學生做到了能用自己已學習的知識和自身的才能，結合生活生產，自主地解決一些問題，在這個過程中真正地提高了學生創造力。

二、 基于問題的教與學

基于問題的教與學與基于項目的教學類似，但又有不同。基于問題的教與學主要是教師怎么把書本知識，生活生產問題自然而然轉為學生心中的困境，啟發他們的思考，通過小組合作探討方式，分析問題進而解決問題。在解決問題的過程中，會產生其他新問題，形成開放性的思維工程。

設計二：古代用燃燒硫的方法漂白布料，現代漂白毛、絲、紙漿、草帽等原理和古代一樣，可是過段時間這些物質會變黃？

首先，學生通過討論，會知道實際起漂白作用的是SO2，且它的漂白是可逆的。其次，在學生討論的過程中就會產生新的問題：古代那么不發達硫的來源是？ 燃燒時氧氣過量為什么不產生SO3呢？既然不能氧化成SO3，為什么中國的酸雨又是硫酸雨型呢？怎么才能減少酸雨的降落？為什么漂白這些東西不用漂白液？現在技術這么發達為什么還用那么原始的方法呢？

再者，這種技術可以用來漂白食物嗎？

問題的設計以學生的現有知識為基準，和生活生產聯系的同時又能滿足學生的探索需求。在完成書本知識的同時，增強了學生提出問題，分析問題，解決問題的能力。

設計三：你來做偵探。

觀賞一段《暗黑者2》，小組討論電視中出現害人的環節用到哪些知識，受害人是吸入什么死亡的？有沒有錯誤？其中一個女主闡述片段是：“……把潔廁靈和漂白液混合在一起，產生了有毒的氣體：氮氣，讓其通過下板的空隙進入到……”把知識設計到平時的娛樂活動中，更能激起學生的學習興趣，通過錯誤的知識更能加深對正確知識的理解和掌握。

教師可以深入誘導學生，把設計二和設計三對照，二者漂白的原理是否一致，漂白效果是否一樣？可以漂白的物質是否一致？是否還有其他有漂白作用的物質？這樣就可以無窮無盡引入更深的問題，一步一步把枯燥的化學知識生活化有趣化，把學生的被動學習變為主動探索，最后把知識聯系起來，形成自己的知識網絡。

最后可以讓學生自己動手用二氧化硫和漂白液分別漂白毛、絲、紙漿、草帽，分別觀察現象；把漂白后的物質放置一段時間，再觀察現象。通過自己的實驗驗證知識，同時加深自己對知識的理解。

三、 基于設計的教與學

基于設計的教與學，這種設計對學生的要求會更高。因為不同于前兩點的設計，它更強調學生用已學的和未學的（可以查閱資料）知識設計出有用的“產品”。這樣就會要求學生在基礎知識的基礎上更加深入更廣泛地學習。

對于基礎的設計在高考試卷和青少年科技競賽中也是常常出現：例如2016年全國一卷36題用軟錳礦制備高錳酸鉀，2017年全國一卷的27題用鈦鐵礦（FeTiO3）制備 Li4Ti5O12和LiFePO4的電極材料；30屆科技大賽中：多硫化鉀農藥的合成及初步應用研究和汽車尾氣凈化劑研究及應用研究；對于未來，也是起到積極的作用，因為基于設計大量應用到技術、科學、建筑等領域，如室內裝修硅藻泥的應用等。

基于設計的教與學同時對老師的要求也大大提高了，所以在工作之余，老師要不斷擴大自己的視野，不斷充實和完善自己。對于剛剛開始實施基于設計的教與學，可以先從簡單的入手。

設計四：從沙灘到用戶，自己能否設計出有窗有太陽能的小房子。

首先，學生知道太陽能電池是用晶體硅作為導電物體，怎么從沙子的二氧化硅中提取晶體硅？提取的硅能否直接用于太陽能電池？房子所需要的水泥和玻璃，除了沙子還需要哪些材料，在已有的條件下可以自己制備嗎？可不可以自制陶瓷小碗？其次，通過分析和查閱資料可以得出是否能完成任務，可以很大程度提高他們的分析問題的能力。

設計五：自己制備防火材料。

利用沙子和前面所學知識怎么制備耐高溫的防火材料？

設計六：能否自制氮磷鉀肥料？

自己可不可以合成催化劑氮氣和氧氣反應？從而制備肥料。還有其他途徑嗎？

結合設計四、設計五和設計六，可以在完成教學任務的同時，可以使學生了解到知識到實際應用之間的距離，自己走上社會時怎么才能把知識轉化為實際應用，怎么把自己的才能發揮到最大。所以，會促使他們在平時的學習中著重自己能力的培養。

人才的探究性和不斷的創造性是社會進步和科技的發展的根本。教育改革才能培養出適合新時期發展的人才。在中學探究性的教學中，要想辦法讓學生發現新的問題，提出自己解決問題的設想，只有不斷打破，才能不斷進步。

參考文獻：

[1] 楊榮米.中學化學教學中基于項目的學習模式的理論探索與實踐研究[R].2004.

[2] 琳達·達林哈蒙德等，馮銳等譯.高效學習——我們所知道的理解性教學[M].長春：東北師范大學出版社，2009.

作者簡介：

郭淑艷，廣東省汕尾市，陸豐市龍山中學。endprint