劉永紅

摘 要：設(shè)計(jì)系列探究實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考的實(shí)驗(yàn)情境和設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，在“分散系及其分類”教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主探究，幫助學(xué)生建構(gòu)學(xué)科基本觀念：分類觀、微粒觀、變化觀和化學(xué)價(jià)值觀，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)系列探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚、思維活躍，自主探究出宏觀現(xiàn)象中的微觀本質(zhì)，同時(shí)建立了基本觀念，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：基本觀念;分散系;探究實(shí)驗(yàn);分類觀;微粒觀;變化觀;化學(xué)價(jià)值觀

一、問(wèn)題的提出

化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)是讓學(xué)生理解基本的化學(xué)概念、原理和化學(xué)變化的基本規(guī)律，認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和核心素養(yǎng)。教師要充分的領(lǐng)悟科學(xué)知識(shí)所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和基本觀念，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行有意義的建構(gòu)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)領(lǐng)悟知識(shí)中隱含的思想、方法和觀念，有助于學(xué)生的終生發(fā)展。

本市的高中化學(xué)人教版必修第一冊(cè)“分散系及其分類”的教學(xué)存在兩個(gè)問(wèn)題：一是按教材制備Fe（OH）3膠體卻忽視了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中本質(zhì)的挖掘和忽視實(shí)驗(yàn)的功能;二是對(duì)本節(jié)內(nèi)容的作用與地位認(rèn)識(shí)不充分，忽略了其中承載著的基本觀念培養(yǎng)和學(xué)科方法的教學(xué)功能。為此，本節(jié)課設(shè)計(jì)了4個(gè)探究實(shí)驗(yàn)和富有思維深度的問(wèn)題，解決了教學(xué)中存在的兩個(gè)問(wèn)題，以達(dá)學(xué)科育人的目的。

二、設(shè)計(jì)理念

“分散系及其分類”在必修教學(xué)中占有重要的地位，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)，從而拓寬混合物的分類和研究物質(zhì)的新視角。從微觀的角度認(rèn)識(shí)分散系的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)膠體在生產(chǎn)、生活和科技中的應(yīng)用，理解化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。

“分散系及其分類”的學(xué)習(xí)承載著3個(gè)重要的教學(xué)功能：一是實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生量的意識(shí);二是學(xué)科觀念的培養(yǎng);三是學(xué)科方法的學(xué)習(xí)。教師講述基本觀念的具體內(nèi)容，是教授觀念性的知識(shí)，學(xué)生不能真正形成基本觀念。本節(jié)課改進(jìn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)和增設(shè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)形成系列探究實(shí)驗(yàn)，并設(shè)計(jì)有思考深度的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，從宏觀現(xiàn)象中挖掘微觀本質(zhì)，在系列探究實(shí)驗(yàn)和驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題中學(xué)生感悟出學(xué)科的四個(gè)基本觀念：分類觀、微粒觀、變化觀和化學(xué)價(jià)值觀[4]。（見圖1）

（一）改進(jìn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)

改進(jìn)教材中氫氧化鐵膠體的制備實(shí)驗(yàn)，給定儀器、藥品和用品后讓學(xué)生制備更多的混合物，故意設(shè)置“陷阱”，不強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，目的是讓學(xué)生進(jìn)行自主探究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來(lái)后，有學(xué)生沒(méi)有制備出氫氧化鐵膠體，教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和反思，尋找實(shí)驗(yàn)失敗的原因，在實(shí)驗(yàn)中使學(xué)生形成量的意識(shí)和嚴(yán)格控制反應(yīng)條件的習(xí)慣，同時(shí)建立分類觀。

（二）增設(shè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)

一個(gè)實(shí)驗(yàn)是三種分散系之間的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生意識(shí)到物質(zhì)是不斷變化的，物質(zhì)變化隨條件不同而不同，進(jìn)而形成變化觀。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是豆腐的制作，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中深切感受到化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用，有助于學(xué)生形成化學(xué)價(jià)值觀。

三、解決問(wèn)題的教學(xué)實(shí)錄

（一）改進(jìn)膠體的制備實(shí)驗(yàn)，建立分類觀

相同教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)呈現(xiàn)方式，學(xué)習(xí)效果大不相同。照方抓藥的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有引起學(xué)生深層次的思考，學(xué)生也沒(méi)有真正體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。因此把“氫氧化鐵膠體制備實(shí)驗(yàn)”改為“探究性實(shí)驗(yàn)”。

環(huán)節(jié)一：三種分散系的制備和性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)1：請(qǐng)您選用以下儀器和藥品制備盡可能多的混合物。制備完畢，請(qǐng)仔細(xì)觀察這些混合物，比較它們外觀特征的異同。再用激光筆照射制備出來(lái)的混合物，觀察現(xiàn)象。

供選擇的藥品與儀器用品：蒸餾水、沸水、飽和FeCl3溶液、1mol/LNaOH溶液、試管若干支、酒精燈、量筒、膠頭滴管、試管夾、火柴。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分類。

學(xué)生活動(dòng)：分組實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生小組代表展示實(shí)驗(yàn)成果，其他學(xué)生傾聽、提問(wèn)和評(píng)價(jià)。完成混合物的分類。

設(shè)計(jì)意圖：

用飽和FeCl3溶液和沸水制備了Fe（OH）3濁液和膠體，也有用飽和FeCl3溶液與1mol/LNaOH溶液制備Fe（OH）3濁液，這些現(xiàn)象引起了學(xué)生的思考，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注試劑用量的控制、關(guān)注實(shí)驗(yàn)條件。為三種分散系的轉(zhuǎn)化打下伏筆。理解物質(zhì)性質(zhì)還與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān)。完善混合物的分類，建立分類觀。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生新的疑問(wèn)：飽和FeCl3溶液滴入常溫的蒸餾水和沸水中為什么形成不同的分散系，在九年級(jí)學(xué)習(xí)的Fe（OH）3是懸濁液而現(xiàn)在卻是膠體，有無(wú)矛盾，通過(guò)丁達(dá)爾現(xiàn)象消除學(xué)生心中的疑問(wèn)：氫氧化鐵既可以是濁液又可以是膠體。但同時(shí)又產(chǎn)生新的矛盾：兩種不同的分散系有何關(guān)系？巧妙地制造了認(rèn)知沖突的情境，可激發(fā)學(xué)生去進(jìn)一步思考及深層次探究的欲望，開發(fā)了學(xué)生的潛能。

（二）設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，建立微粒觀

教學(xué)中設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：用實(shí)驗(yàn)方法比較溶液、膠體和懸濁液的分散質(zhì)大小，引導(dǎo)學(xué)生積極探究，將知識(shí)的學(xué)習(xí)和觀念的建構(gòu)有機(jī)地結(jié)合在一起，可轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，更利于知識(shí)向能力和學(xué)科素養(yǎng)轉(zhuǎn)化。

環(huán)節(jié)二：用實(shí)驗(yàn)的方法比較分散系的分散質(zhì)粒子大小

實(shí)驗(yàn)2：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較溶液、膠體和懸濁液的分散質(zhì)粒子大小，并用數(shù)軸表示三種分散系的分散質(zhì)粒子大小。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)驗(yàn)，用數(shù)軸表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：

設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題引發(fā)學(xué)生深度思考，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生真正感受微觀粒子的大小，用微粒觀分析宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，至此學(xué)生悟出宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后分散系的微觀本質(zhì)，再通過(guò)數(shù)形結(jié)合進(jìn)一步深化學(xué)生自悟的觀念，使學(xué)生深刻地理解了三種分散系的本質(zhì)區(qū)別，還解決了實(shí)驗(yàn)1中產(chǎn)生的疑問(wèn)。突顯學(xué)科思維方式的形成，有助于學(xué)生形成微粒觀、變化觀，培養(yǎng)了學(xué)生宏觀辨識(shí)和微觀辨析的化學(xué)素養(yǎng)。

（三）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，建立變化觀

實(shí)驗(yàn)3：三種分散系之間的轉(zhuǎn)化

以Fe（OH）3膠體為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明三種分散系之間的轉(zhuǎn)化并用關(guān)系圖表示。能發(fā)生反應(yīng)的用化學(xué)方程式表示。

學(xué)生活動(dòng)：分別取少量的氫氧化鐵膠體于兩支試管中，加熱一支試管，在另一支試管中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，觀察現(xiàn)象，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)1，用關(guān)系圖表示氯化鐵溶液、Fe（OH）3膠體和Fe（OH）3濁液的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖：

創(chuàng)設(shè)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，使學(xué)生自己意識(shí)到三種分散系可以轉(zhuǎn)化。至此學(xué)生明白了實(shí)驗(yàn)1中一些同學(xué)用相同的方法加熱時(shí)間不同，制備了氫氧化鐵濁液的原因。條件改變了，物質(zhì)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)圖示深刻理解三種分散系的轉(zhuǎn)化關(guān)系。幫助學(xué)生形成變化觀，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生從特殊抽象出一般規(guī)律的能力?；瘜W(xué)基本觀念是學(xué)生基于自己的認(rèn)知基礎(chǔ)，對(duì)化學(xué)科學(xué)的深刻理解，是學(xué)生深入思考和內(nèi)心體驗(yàn)的結(jié)果，有利于學(xué)生的終身發(fā)展。

（四）增設(shè)豆腐的制作，建立化學(xué)價(jià)值觀

實(shí)驗(yàn)4：自學(xué)膠體聚沉的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用豆?jié){制豆腐。實(shí)驗(yàn)藥品和用品：豆?jié){、食鹽、石膏，儀器自選。

學(xué)生活動(dòng)：在燒杯中加入適量的豆?jié){膠體，加入少量石膏或食鹽，充分振蕩，觀察現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：

從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向生活，豆腐的制成，讓學(xué)生非常興奮，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生充分感受化學(xué)與生活的密切聯(lián)系，感受化學(xué)對(duì)人類生活的重要性。深刻地感受到化學(xué)的價(jià)值與魅力，建立了價(jià)值觀。

四、教學(xué)問(wèn)題解決的成效分析

課后采用問(wèn)卷調(diào)查法，從“系列探究實(shí)驗(yàn)和基本觀念的建構(gòu)”調(diào)查學(xué)生對(duì)本節(jié)課的反饋與評(píng)價(jià)。通過(guò)紙筆測(cè)試評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而獲得定量數(shù)據(jù)。

選取清遠(yuǎn)市某普通高中中學(xué)113名學(xué)生作為被試。調(diào)查問(wèn)卷共10題。采用李克特式5點(diǎn)量表計(jì)分，選項(xiàng)包括：非常同意、同意、不確定、不同意和非常不同意，分別記為5、4、3、2、1分，發(fā)放113份問(wèn)卷，回收問(wèn)卷113份，回收率100%。

（一）調(diào)查結(jié)果與分析

（二）三種分散系的制備與膠體性質(zhì)掌握情況分析

由問(wèn)卷調(diào)查1、2、3題反饋（見表1）可知，這三項(xiàng)得分率均在4.9以上，其中題2題3是問(wèn)卷調(diào)查中得分最高的兩題，說(shuō)明學(xué)生對(duì)三種分散系的制備、膠體與溶液的鑒別和混合物的分類有清晰的認(rèn)識(shí)，尤其是通過(guò)給定儀器、用品和藥品制備溶液、膠體和懸濁液有深刻的認(rèn)識(shí)，相同的試劑、相同的用量和相同的操作，加熱時(shí)間不同制備了不同的分散系，這使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，并在實(shí)驗(yàn)中初步形成了量的意識(shí)。接著用激光筆照射三種分散系，觀察到不同現(xiàn)象，促使學(xué)生探求現(xiàn)象背后的本質(zhì)。這些都是實(shí)驗(yàn)中驅(qū)動(dòng)學(xué)生自覺(jué)思考，說(shuō)明了利用設(shè)計(jì)系列探究實(shí)驗(yàn)和驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題有利于知識(shí)的學(xué)習(xí)、方法和觀念的建構(gòu)，效果良好。

由問(wèn)卷調(diào)查題4的反饋知，利用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究三種分散系的本質(zhì)區(qū)別，并用數(shù)形結(jié)合的方法直觀形象地表示三種分散系分散質(zhì)粒子大小的關(guān)系，從宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到微觀本質(zhì)再到用宏觀的數(shù)軸表示，自然而然地建立了學(xué)科觀念：微粒觀。

（三）學(xué)科觀念建立情況分析

由問(wèn)卷調(diào)查3、4、5、6、7題得分率4.7以上，題7得分率達(dá)4.961，說(shuō)明學(xué)生喜歡與生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)與生活、社會(huì)的關(guān)系。8、9、10題是關(guān)于學(xué)科觀念習(xí)得的調(diào)查，這三題的得分說(shuō)明通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)和有思維深度的問(wèn)題，學(xué)生可以自悟出知識(shí)背后蘊(yùn)含的觀念。

結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)觀念需要在不斷地學(xué)習(xí)、思考和實(shí)踐中而逐漸豐富、完善和發(fā)展。教師必須把握學(xué)科知識(shí)背后的思想、方法和觀念，用心設(shè)計(jì)真實(shí)情境和有意義的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，使學(xué)生親身體驗(yàn)化學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)對(duì)具體事實(shí)經(jīng)過(guò)思考概括整理出來(lái)的觀念性認(rèn)識(shí)，真正成為學(xué)生的觀念，有效地開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能，即在必備知識(shí)的學(xué)習(xí)、關(guān)鍵能力的提升過(guò)程中，逐步形成科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科素養(yǎng)。

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廣東省教育科研“十二五”規(guī)劃2012年度研究項(xiàng)目“化學(xué)教學(xué)中學(xué)生潛能開發(fā)的研究”（課題批準(zhǔn)號(hào)：2012YQJK257）的研究成果。