论文部分内容阅读
摘 要：以金属活动性等核心概念为载体，分析相关内容的内在联结点。基于知识关联设计实验情境，学生在解决问题的过程中，头腦中逐步建立知识的结构化，思维能力得到提升，素养得到发展。
关键词：金属活动性;结构化
一、问题提出
在现行教育模式下，笔者发现，学生知识的获得往往是以记忆为主。这种学习方式下学生获得的知识往往是浅表性的，缺乏本原性;在学生头脑中的储存方式是散点式的而非结构化的，不具有可迁移性。因此，不利于学生能力的提高，发展学生核心素养更是无从谈起。
面对现状，我们该如何改变呢？笔者认为：学生只有在深入理解化学核心概念的基础上，通过建立观念的结构化，以形成思维的逻辑化、有序化，才能真正发展学生化学学科核心素养。笔者以《金属的冶炼》一课为例，作了一些尝试。
二、教学过程设计
提出问题：“以Fe、CuO、H2SO4三种物质为原料，用不同方法制取铜。”
1.运用类比思维，领会核心概念，促进学生认知的结构化
以氢气还原氧化铜为线索，可以比较梳理木炭、CO等物质还原CuO的原理。并在此基础上通过对不同装置进行比较，加深学生对有关原理的认识。还可以通过对创新实验装置的分析，进一步提高学生分析问题的能力。如：盛有氢氧化钠溶液集气瓶的作用：不仅可以除去CO2，同时还能收集到CO。
在理解了通过还原法获得铜的基础上，就可以进行类比以帮助学生理解还原法获得铁的方法。以木炭（C）、H2、CO等为还原剂也能将铁从Fe2O3、Fe3O4等氧化物中还原出来。也可以拓展用较活泼的金属铝将铁还原出来，即铝热反应。这些知识分布在教材的不同章节，在复习课的教学中，以“还原性”这一核心概念统领火法冶炼铜和铁的原理，有助于学生知识的结构化。
2.解决真实问题，完善原有认知，促进学生认知的结构化
既然是火法冶炼金属，必然离不开燃烧等现象。因此，在分析有关铁的冶炼过程中，可充分利用相关情景复习燃烧、爆炸的条件。人教版教材上是这样描述爆炸的：“可燃物在有限的空间内急剧地燃烧，就会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。”学生往往不能很好地理解爆炸的条件。
在分析实验操作时，我们往往会反复强调要先通入一氧化碳排尽玻璃管内空气，为什么要这样操作呢？学生似乎只是记住了结论：防止一氧化碳不纯引起爆炸。为什么有引起爆炸的可能？学生并不能很好地解释。因此，在教学中可利用该装置做进一步分析：容器中有氧气、一氧化碳（可燃物），在用酒精喷灯加热时能使一氧化碳的温度达到着火点。因此，具备了燃烧所需的条件。同时，密闭的体系就是有限的空间，则具备了爆炸的条件。通过该真实问题的分析有助于学生理解爆炸的条件。另外，也可以在分析尾气处理的方法时，再次复习燃烧的条件，一氧化碳为可燃物、空气中有氧气，燃烧的酒精灯能使一氧化碳的温度达到着火点。
还可以展示教材中的图8-18我国古代炼铁图，提出问题：“从促进燃烧的角度看，两人推动风箱的作用是什么？”学生的回答可以很好地反映出其对燃烧条件的理解情况。教学中，通过真实情景、真实问题的解决，可充分调动学生的积极性，促使学生主动学习，激励学生主动探究，提高学习效率。
在此背景下，可以引出工业炼铁的方法。对工业炼铁原理的理解可建立在对煤炉中发生的反应的认识基础上。结合对燃烧以及一氧化碳还原性的认识，学生能较好地理解工业炼铁的基本原理。
3.凝练基本原理，构建知识体系，促进学生认知的结构化
在对火法炼铜、炼铁的原理有了较充分的认识之后，学生自然会联想，是否还可以使用这种方法冶炼其他金属呢？教师可以趁热打铁，展示九年级下册21页的课后习题第4题：“我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃，得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：ZnCO3加热可分解为ZnO）。”可由学生分析铜和锌获得的方法，并及时练习有关化学方程式的书写，还可以回顾“合金”的含义。
复习了以上几种金属的冶炼方法，就能启发学生进一步思考。其他金属可由什么方法获得呢？教师可以鼓励学生积极思考，学生能够主动回顾有关汞、金、银等金属的获得方法。显然，获得金属的方法并不唯一，此时，如果采用机械记忆的方法，则不利于发展学生的智力。唯有将知识结构化，才能促使学生的思维有序化，提升学习力。将以上金属纳入“金属活动性顺序”，并以不同获得金属的方法为依据对金属进行切分，学生隐隐约约会觉得其背后似乎有什么规律，却难以用语言表达。启发学生从反应原理的角度判断，活动性较强的金属容易获得还是活动性较弱的金属容易获得？显而易见，金属活动性较弱的金属更容易获得。金属活动性越强，那么，金属元素与氧元素等结合得就越牢固，要获得金属单质就越难。当然这只是一种朴素的观点，现代化学对金属活动性有着严格的定义。在对金属活动性概念建立了朴素的理解之后，就能激发学生思考，活动性更强的金属如何冶炼呢？可以通过信息给予，让学生初步了解铝的冶炼方法以及镁的冶炼方法，帮助学生建立较为完整的知识体系。
三、教学反思
1.问题统领，注重类比迁移
本课通过提出问题引出铜的冶炼方法，对比铜的冶炼方法，使学生认识还原法冶炼金属的一般原理和基本操作，在此基础上比较铁的冶炼原理。
2.老调新弹，注重知识应用
在炼铁的真实情景下复习燃烧、爆炸的相关知识，同时复习工业炼铁的基本原理。
3.一线串珠，注重内在联系
有了对铁、铜冶炼方法的认识之后可迁移得知锌的冶炼。通过学生回顾可知汞、银、金等金属获得的方法。通过信息给予可获知镁、铝等金属获得的方法。将不同金属获得的方法纳入金属活动性顺序，构建起有序的、结构化的知识，可进一步提高学生的认识，有助于学生对核心概念的理解，达到较好的教学效果。
关键词：金属活动性;结构化
一、问题提出
在现行教育模式下，笔者发现，学生知识的获得往往是以记忆为主。这种学习方式下学生获得的知识往往是浅表性的，缺乏本原性;在学生头脑中的储存方式是散点式的而非结构化的，不具有可迁移性。因此，不利于学生能力的提高，发展学生核心素养更是无从谈起。
面对现状，我们该如何改变呢？笔者认为：学生只有在深入理解化学核心概念的基础上，通过建立观念的结构化，以形成思维的逻辑化、有序化，才能真正发展学生化学学科核心素养。笔者以《金属的冶炼》一课为例，作了一些尝试。
二、教学过程设计
提出问题：“以Fe、CuO、H2SO4三种物质为原料，用不同方法制取铜。”
1.运用类比思维，领会核心概念，促进学生认知的结构化
以氢气还原氧化铜为线索，可以比较梳理木炭、CO等物质还原CuO的原理。并在此基础上通过对不同装置进行比较，加深学生对有关原理的认识。还可以通过对创新实验装置的分析，进一步提高学生分析问题的能力。如：盛有氢氧化钠溶液集气瓶的作用：不仅可以除去CO2，同时还能收集到CO。
在理解了通过还原法获得铜的基础上，就可以进行类比以帮助学生理解还原法获得铁的方法。以木炭（C）、H2、CO等为还原剂也能将铁从Fe2O3、Fe3O4等氧化物中还原出来。也可以拓展用较活泼的金属铝将铁还原出来，即铝热反应。这些知识分布在教材的不同章节，在复习课的教学中，以“还原性”这一核心概念统领火法冶炼铜和铁的原理，有助于学生知识的结构化。
2.解决真实问题，完善原有认知，促进学生认知的结构化
既然是火法冶炼金属，必然离不开燃烧等现象。因此，在分析有关铁的冶炼过程中，可充分利用相关情景复习燃烧、爆炸的条件。人教版教材上是这样描述爆炸的：“可燃物在有限的空间内急剧地燃烧，就会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。”学生往往不能很好地理解爆炸的条件。
在分析实验操作时，我们往往会反复强调要先通入一氧化碳排尽玻璃管内空气，为什么要这样操作呢？学生似乎只是记住了结论：防止一氧化碳不纯引起爆炸。为什么有引起爆炸的可能？学生并不能很好地解释。因此，在教学中可利用该装置做进一步分析：容器中有氧气、一氧化碳（可燃物），在用酒精喷灯加热时能使一氧化碳的温度达到着火点。因此，具备了燃烧所需的条件。同时，密闭的体系就是有限的空间，则具备了爆炸的条件。通过该真实问题的分析有助于学生理解爆炸的条件。另外，也可以在分析尾气处理的方法时，再次复习燃烧的条件，一氧化碳为可燃物、空气中有氧气，燃烧的酒精灯能使一氧化碳的温度达到着火点。
还可以展示教材中的图8-18我国古代炼铁图，提出问题：“从促进燃烧的角度看，两人推动风箱的作用是什么？”学生的回答可以很好地反映出其对燃烧条件的理解情况。教学中，通过真实情景、真实问题的解决，可充分调动学生的积极性，促使学生主动学习，激励学生主动探究，提高学习效率。
在此背景下，可以引出工业炼铁的方法。对工业炼铁原理的理解可建立在对煤炉中发生的反应的认识基础上。结合对燃烧以及一氧化碳还原性的认识，学生能较好地理解工业炼铁的基本原理。
3.凝练基本原理，构建知识体系，促进学生认知的结构化
在对火法炼铜、炼铁的原理有了较充分的认识之后，学生自然会联想，是否还可以使用这种方法冶炼其他金属呢？教师可以趁热打铁，展示九年级下册21页的课后习题第4题：“我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃，得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出反应的化学方程式（提示：ZnCO3加热可分解为ZnO）。”可由学生分析铜和锌获得的方法，并及时练习有关化学方程式的书写，还可以回顾“合金”的含义。
复习了以上几种金属的冶炼方法，就能启发学生进一步思考。其他金属可由什么方法获得呢？教师可以鼓励学生积极思考，学生能够主动回顾有关汞、金、银等金属的获得方法。显然，获得金属的方法并不唯一，此时，如果采用机械记忆的方法，则不利于发展学生的智力。唯有将知识结构化，才能促使学生的思维有序化，提升学习力。将以上金属纳入“金属活动性顺序”，并以不同获得金属的方法为依据对金属进行切分，学生隐隐约约会觉得其背后似乎有什么规律，却难以用语言表达。启发学生从反应原理的角度判断，活动性较强的金属容易获得还是活动性较弱的金属容易获得？显而易见，金属活动性较弱的金属更容易获得。金属活动性越强，那么，金属元素与氧元素等结合得就越牢固，要获得金属单质就越难。当然这只是一种朴素的观点，现代化学对金属活动性有着严格的定义。在对金属活动性概念建立了朴素的理解之后，就能激发学生思考，活动性更强的金属如何冶炼呢？可以通过信息给予，让学生初步了解铝的冶炼方法以及镁的冶炼方法，帮助学生建立较为完整的知识体系。
三、教学反思
1.问题统领，注重类比迁移
本课通过提出问题引出铜的冶炼方法，对比铜的冶炼方法，使学生认识还原法冶炼金属的一般原理和基本操作，在此基础上比较铁的冶炼原理。
2.老调新弹，注重知识应用
在炼铁的真实情景下复习燃烧、爆炸的相关知识，同时复习工业炼铁的基本原理。
3.一线串珠，注重内在联系
有了对铁、铜冶炼方法的认识之后可迁移得知锌的冶炼。通过学生回顾可知汞、银、金等金属获得的方法。通过信息给予可获知镁、铝等金属获得的方法。将不同金属获得的方法纳入金属活动性顺序，构建起有序的、结构化的知识，可进一步提高学生的认识，有助于学生对核心概念的理解，达到较好的教学效果。