素養為本引領發展

朱桂華

摘 要：以金屬活動性等核心概念為載體，分析相關內容的內在聯結點。基于知識關聯設計實驗情境，學生在解決問題的過程中，頭腦中逐步建立知識的結構化，思維能力得到提升，素養得到發展。

關鍵詞：金屬活動性;結構化

一、問題提出

在現行教育模式下，筆者發現，學生知識的獲得往往是以記憶為主。這種學習方式下學生獲得的知識往往是淺表性的，缺乏本原性;在學生頭腦中的儲存方式是散點式的而非結構化的，不具有可遷移性。因此，不利于學生能力的提高，發展學生核心素養更是無從談起。

面對現狀，我們該如何改變呢？筆者認為：學生只有在深入理解化學核心概念的基礎上，通過建立觀念的結構化，以形成思維的邏輯化、有序化，才能真正發展學生化學學科核心素養。筆者以《金屬的冶煉》一課為例，作了一些嘗試。

二、教學過程設計

提出問題：“以Fe、CuO、H2SO4三種物質為原料，用不同方法制取銅。”

1.運用類比思維，領會核心概念，促進學生認知的結構化

以氫氣還原氧化銅為線索，可以比較梳理木炭、CO等物質還原CuO的原理。并在此基礎上通過對不同裝置進行比較，加深學生對有關原理的認識。還可以通過對創新實驗裝置的分析，進一步提高學生分析問題的能力。如：盛有氫氧化鈉溶液集氣瓶的作用：不僅可以除去CO2，同時還能收集到CO。

在理解了通過還原法獲得銅的基礎上，就可以進行類比以幫助學生理解還原法獲得鐵的方法。以木炭（C）、H2、CO等為還原劑也能將鐵從Fe2O3、Fe3O4等氧化物中還原出來。也可以拓展用較活潑的金屬鋁將鐵還原出來，即鋁熱反應。這些知識分布在教材的不同章節，在復習課的教學中，以“還原性”這一核心概念統領火法冶煉銅和鐵的原理，有助于學生知識的結構化。

2.解決真實問題，完善原有認知，促進學生認知的結構化

既然是火法冶煉金屬，必然離不開燃燒等現象。因此，在分析有關鐵的冶煉過程中，可充分利用相關情景復習燃燒、爆炸的條件。人教版教材上是這樣描述爆炸的：“可燃物在有限的空間內急劇地燃燒，就會在短時間內聚積大量的熱，使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。”學生往往不能很好地理解爆炸的條件。

在分析實驗操作時，我們往往會反復強調要先通入一氧化碳排盡玻璃管內空氣，為什么要這樣操作呢？學生似乎只是記住了結論：防止一氧化碳不純引起爆炸。為什么有引起爆炸的可能？學生并不能很好地解釋。因此，在教學中可利用該裝置做進一步分析：容器中有氧氣、一氧化碳（可燃物），在用酒精噴燈加熱時能使一氧化碳的溫度達到著火點。因此，具備了燃燒所需的條件。同時，密閉的體系就是有限的空間，則具備了爆炸的條件。通過該真實問題的分析有助于學生理解爆炸的條件。另外，也可以在分析尾氣處理的方法時，再次復習燃燒的條件，一氧化碳為可燃物、空氣中有氧氣，燃燒的酒精燈能使一氧化碳的溫度達到著火點。

還可以展示教材中的圖8-18我國古代煉鐵圖，提出問題：“從促進燃燒的角度看，兩人推動風箱的作用是什么？”學生的回答可以很好地反映出其對燃燒條件的理解情況。教學中，通過真實情景、真實問題的解決，可充分調動學生的積極性，促使學生主動學習，激勵學生主動探究，提高學習效率。

在此背景下，可以引出工業煉鐵的方法。對工業煉鐵原理的理解可建立在對煤爐中發生的反應的認識基礎上。結合對燃燒以及一氧化碳還原性的認識，學生能較好地理解工業煉鐵的基本原理。

3.凝練基本原理，構建知識體系，促進學生認知的結構化

在對火法煉銅、煉鐵的原理有了較充分的認識之后，學生自然會聯想，是否還可以使用這種方法冶煉其他金屬呢？教師可以趁熱打鐵，展示九年級下冊21頁的課后習題第4題：“我國古代將爐甘石（ZnCO3）、赤銅（Cu2O）和木炭粉混合后加熱到約800℃，得到一種外觀似金子的鋅和銅的合金，試寫出反應的化學方程式（提示：ZnCO3加熱可分解為ZnO）。”可由學生分析銅和鋅獲得的方法，并及時練習有關化學方程式的書寫，還可以回顧“合金”的含義。

復習了以上幾種金屬的冶煉方法，就能啟發學生進一步思考。其他金屬可由什么方法獲得呢？教師可以鼓勵學生積極思考，學生能夠主動回顧有關汞、金、銀等金屬的獲得方法。顯然，獲得金屬的方法并不唯一，此時，如果采用機械記憶的方法，則不利于發展學生的智力。唯有將知識結構化，才能促使學生的思維有序化，提升學習力。將以上金屬納入“金屬活動性順序”，并以不同獲得金屬的方法為依據對金屬進行切分，學生隱隱約約會覺得其背后似乎有什么規律，卻難以用語言表達。啟發學生從反應原理的角度判斷，活動性較強的金屬容易獲得還是活動性較弱的金屬容易獲得？顯而易見，金屬活動性較弱的金屬更容易獲得。金屬活動性越強，那么，金屬元素與氧元素等結合得就越牢固，要獲得金屬單質就越難。當然這只是一種樸素的觀點，現代化學對金屬活動性有著嚴格的定義。在對金屬活動性概念建立了樸素的理解之后，就能激發學生思考，活動性更強的金屬如何冶煉呢？可以通過信息給予，讓學生初步了解鋁的冶煉方法以及鎂的冶煉方法，幫助學生建立較為完整的知識體系。

三、教學反思

1.問題統領，注重類比遷移

本課通過提出問題引出銅的冶煉方法，對比銅的冶煉方法，使學生認識還原法冶煉金屬的一般原理和基本操作，在此基礎上比較鐵的冶煉原理。

2.老調新彈，注重知識應用

在煉鐵的真實情景下復習燃燒、爆炸的相關知識，同時復習工業煉鐵的基本原理。

3.一線串珠，注重內在聯系

有了對鐵、銅冶煉方法的認識之后可遷移得知鋅的冶煉。通過學生回顧可知汞、銀、金等金屬獲得的方法。通過信息給予可獲知鎂、鋁等金屬獲得的方法。將不同金屬獲得的方法納入金屬活動性順序，構建起有序的、結構化的知識，可進一步提高學生的認識，有助于學生對核心概念的理解，達到較好的教學效果。