基于创设问题情境 发展学科思维的实践

基于创设问题情境 发展学科思维的实践

——以“物质的分离提纯”教学为例

福建省南安市蓝园高级中学 黄志阳

当代结构主义教育思想和认知心理学的代表人物、美国心理学家布鲁纳等教育专家都曾指出，学生在一定的问题情境学习，更新激发学生探究的欲望；普通高中新课标明确指出，教学中应基于学生的“最近发展区”，搭建符合学生认知的有效脚手架，把知识以贴近生产生活实际等的问题情境化，这样知识的学习既符合学生心理认知水平，又能引起学生有意注意，提高学习的有效性和针对性，帮助学生积极、主动、按地气式的获取学科知识，引导学生学习的认同，跨越“最近发展区”，形成思维的升华，促进学科素养的形成。本文以苏教版化学必修一专题二第一单元第二节《物质的分离提纯》为例，以问题驱动和实验活动引导学生发展学科思维，促进学生对化学核心概念的理解，提升学生的化学核心素养。

2. 教材分析

“物质的分离提纯”是高中化学重要知识之一，是高中化学实验的学习重点和难点。众所周知，化学源于生活，又高于生活，化学实验是研究化学重要的手段之一，在学习本节知识之前，学生在初中已经对混合物的物理分离方法有了一定的认识，了解了过滤、结晶法等分离法，在此基础上引导学生进一步更深入学习了解萃取、分液、蒸馏等物理分离方法，可以说是水到渠成；关于萃取、分液等物理分离法和生产、生活、科研又藕断丝连，不时闪现在学生脑海中，此时，教师应在基于学生原有认知的基础上，创设真实的问题情境，剥离出情景后的化学核心知识，对学生进行“二次开发”，把难以理解的知识内容通过鲜活的情景中植入，让学生从中理解、“萃取”出物质的分离提纯的原理、基本实验操作，让学生明确化学源于生活而又高于生活，也能进一步激发学生学习的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力，不断提升学生的化学学科核心素养。

3. 教学目标和核心素养

本节课教学目标：1、掌握过滤、结晶、蒸馏、分液及萃取的实验要点，能根据物质的性质选择出正确的分离、提纯方法；

2、认识化学实验在学习和研究化学中的作用,培养以实验为基础研究学习化学学科的方法。

本节课核心素养：通过学习知识，设计实验，让学生树立安全意识，初步形成良好的实验工作习惯。能发现生产、生活中有意义的化学问题，建立化学为生产、生活服务的观点。

三、教学过程

[环节一]：展示闽南人泡茶过程及工具，茶漏在泡茶中作用是什么？想想这种分离法与化学哪种物理分离法有姻缘关系，讨论一下这种物理分离法适用分离范围？

[设计意图]：从学生耳熟能详的生活情境中引入，不仅能激发学生对旧知的认知，还能引导学生巩固混合物分离方法是由物质的物理性质决定的。

[环节二]：PPT呈现青海盐湖地区，夏天晒盐（NaCl），冬天捞碱（Na₂CO₃₎的情景，引导学生思考，劳动人民从湖水中提取出较纯净的NaCl和Na₂CO₃，采用初中化学哪种分离法，它们依据的是该物质的什么物理性质进行分离提纯？（教师同时提供两种盐的溶解度曲线图给学生。）

[设计意图]：从物产丰富的青海省引入劳动人民就地取材情景，不仅能激发学生的家国情怀，也能进一步认识到化学是人们认识和改造物质世界的重要方法和手段之一，巩固物质分离提纯的原理，体会蒸发、结晶法是由溶质的溶解度随温度变化决定的。

[环节三]：新闻链接2014年8月中国之声报道云南鲁甸灾区，救援人员用浑水煮面场景（PPT展示图片），在学生充满好奇心时刻，老师因势利导，追问学生：浑水变为清水，除了过滤，还用到了什么分离方法？

教师用动画介绍原理示意图，引导学生了解蒸馏原理，同时，教师以如何分离两种沸点不同且互溶的液体混合物为问题导火线，引“爆”得出蒸馏装置、原理、操作及注意事项。

[设计意图]：在新分离提纯方法学习知识点上，以真实情景为线索，以问题为主线，以活动为载体，引导学生在思考和分析“学什么”、“怎么学”的基础上理解和感悟“为什么学”，重视学生的主体参与和理解，让学生在更多的动手、动脑、倾听和对话的机会，让学生动起来，让课堂活起来，讲授完再“植入”海水淡化，白酒的蒸馏等科谱知识，巩固蒸馏的原理及实际应用，让学生感受劳动人民的聪明智慧，激发学生进一步学好化学的信心和决心。

[环节四]：情景一：用PPT展示家庭常见的番茄汤、水煮活鱼（汤水）的图片，观察油汤上面油层颜色，引导学生思考：为什么两种汤的油层会出现更红现象（提供油、水、番茄红素、辣椒红素的物理性质）？不想喝到水煮活鱼的辣油怎么办？

情景二：展示中药泡酒的图片，观察药酒的颜色，对比情景一，引导学生思考：为什么酒精将中药有效成分富集后没有出现分层现象？

师生共同合作探究，质疑、思考引出萃而取之、分液的原理、条件及操作。

根据溴碘的物理性质给出问题：如何提取溴水，碘水中的溴、碘单质，引导学生动手完成碘水的提取分组实验。

[设计意图]：新课中重难点知识以学生历历在目的生活案例为切入点，更能使学生以愉悦的心情、好奇的心理，激励学生积极探究生活中存在化学的奥秘，也能更好从中剥离出本质问题，形成概念，有利于学生理解掌握新知识，引导学生在今后学习化学中感受理解真实有用的化学，随后，在教师归纳出萃取、分液原理、操作及适用范围后，与前面分离再次做对比，归纳出混合物分离方法的思路。

[环节五]：情景一：屠呦呦提取青蒿素的研究

情景二：PPT展示一则新闻：某品牌食用油改传统的压榨工艺为浸出工艺，该工艺的优点是出油率高，成本低，但近阶段有市民担心该品牌采用浸出工艺生产出的油含有浸出溶剂---正已烷，它是一种神经毒素，对人体健康不利，有关部门应予以该产品下架，以免影响市民误买而影响身体健康……现在，请同学们依据所提供信息和所学知识判断一下，该食用油的提取方法是什么？该工艺能真正完全分离溶剂正已烷和食用油？信息如下：正已烷的沸点为68℃，食用油的沸点为230℃左右；正已烷是一种常见有机溶剂，能溶解乙醇、油脂等有机物，不溶于水，密度比水小，正已烷是一种神经毒素……

[设计意图]：用提取青蒿素的研究作为情景对学生进行“立德树人”教育，润物无声之处让青少年感受民族情怀，爱国情怀；用新闻背景材料引导学生利用所学知识判断真假，尊重事实和证据，破除迷信，反对伪科学，让学生感受到化学的魅力，体会学科价值，激起学生进一步学好化学的信心和决心。

[环节六]：学生完成教材第37页对应的练习，并思考物质分离提纯的思想方法。

四、教学启示

创设有针对性问题情境，能使知识显性化、结构化、条件化、序列化，能够提高学生的归纳和总结能力，提高学生演绎推理能力，提高学生批判性思维能力，但在基于情境的教学设计中，还应注意：

第一，情景的创设要有真实性。真实的情景对于抽象知识的学习，会让学生“身临其境”，可以更直观感受到生活体验或知识经验蕴含的化学魅力，可以让学生把抽象知识具体化、生活化，降低学习难度。

第二，情境的创设必须能激发学生探究的兴趣。可以想象，把高大上、漫无边际的情景引入，不仅会对学生学习新知识产生杀伤力，还会大大干扰学生接受新知识。情景应是符合学生的年龄特征、心理特点等，这样才能较好地激发学生强烈的求知欲和好奇心，唤醒学生探究学习的欲望和智慧，促进学生主动学习、积极探究。

第三，情境应有针对性，能适合教学主题内容，通过情境中的问题解决能达成教学目标，此外情境应能用于引导学生迁移应用，激发学生形成创新精神。