建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的元素化合物教學(xué)

1、建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的元素化合物教學(xué)以碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用為例程 亮（寧波市鎮(zhèn)海中學(xué) 浙江 寧波 315200）摘 要 本文針對(duì)元素化合物教學(xué)中存在的一些問題出發(fā)，結(jié)合碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用的教學(xué)實(shí)錄，對(duì)如何運(yùn)用建構(gòu)主義理論開展元素化合物教學(xué)進(jìn)行一些探索、思考與總結(jié)。關(guān)鍵詞 建構(gòu)主義 元素化合物 碳酸鈉 1 問題的提出高中化學(xué)必修1模塊是高中化學(xué)課程的基礎(chǔ)，其主要內(nèi)容是元素化合物知識(shí)。該部分內(nèi)容是后續(xù)有關(guān)化學(xué)規(guī)律、原理、理論學(xué)習(xí)的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，也是中學(xué)階段形成元素觀、物質(zhì)觀、變化觀等科學(xué)觀念的關(guān)鍵所在。因此，必修1中元素化合物部分對(duì)整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)起到了一個(gè)托起、承載和運(yùn)作的物質(zhì)平臺(tái)的作用 1。然而在

2、教學(xué)實(shí)踐中，該部分內(nèi)容卻令很多師生頭疼：看似簡(jiǎn)單，卻又“碎、散、繁、多”，導(dǎo)致許多學(xué)生一看課本就懂，一關(guān)課本就忘，一做習(xí)題就錯(cuò)。筆者認(rèn)為，造成以上問題的重要原因是學(xué)教方式的不當(dāng)：許多老師不顧學(xué)生的實(shí)際可能性，采用單一的灌輸式教學(xué)，實(shí)驗(yàn)也是能不做則不做。學(xué)生則將重點(diǎn)放在對(duì)零碎知識(shí)的記憶上。這種典型的機(jī)械學(xué)習(xí)效果很差，更談不上創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)。2 建構(gòu)主義理論簡(jiǎn)介建構(gòu)主義是一種關(guān)于知識(shí)和學(xué)習(xí)的理論，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)生成意義、建構(gòu)理解的過程。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用

3、必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。由于學(xué)習(xí)是在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協(xié)作活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的意義建構(gòu)過程，因此建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素或四大屬性?！敖?gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)，也就是說，既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用，教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識(shí)的傳授者與灌輸者。學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動(dòng)接受者和被灌輸?shù)膶?duì)象。學(xué)生要成為意義的主動(dòng)建構(gòu)者，就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從以下幾個(gè)方面發(fā)揮主體作用：（1）要用探索法、發(fā)現(xiàn)

4、法去建構(gòu)知識(shí)的意義；（2）在建構(gòu)意義過程中要求學(xué)生主動(dòng)去搜集并分析有關(guān)的信息和資料，對(duì)所學(xué)習(xí)的問題要提出各種假設(shè)并努力加以驗(yàn)證；（3）要把當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物盡量和自己已經(jīng)知道的事物相聯(lián)系，并對(duì)這種聯(lián)系加以認(rèn)真的思考?！奥?lián)系”與“思考”是意義構(gòu)建的關(guān)鍵。如果能把聯(lián)系與思考的過程與協(xié)作學(xué)習(xí)中的協(xié)商過程（即交流、討論的過程）結(jié)合起來，則學(xué)生建構(gòu)意義的效率會(huì)更高、質(zhì)量會(huì)更好。協(xié)商有“自我協(xié)商”與“相互協(xié)商”兩種，自我協(xié)商是指自己和自己爭(zhēng)辯什么是正確的；相互協(xié)商則指學(xué)習(xí)小組內(nèi)部相互之間的討論與辯論。教師要成為學(xué)生建構(gòu)意義的幫助者，就要求教師在教學(xué)過程中從以下幾個(gè)面發(fā)揮指導(dǎo)作用：（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)

5、興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；（2）通過創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情境和提示新舊知識(shí)之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義。（3）為了使意義建構(gòu)更有效，教師應(yīng)在可能的條件下組織協(xié)作學(xué)習(xí)（開展討論與交流），并對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過程進(jìn)行引導(dǎo)使之朝有利于意義建構(gòu)的方向發(fā)展。引導(dǎo)的方法包括：提出適當(dāng)?shù)膯栴}以引起學(xué)生的思考和討論；在討論中設(shè)法把問題一步步引向深入以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解；要啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、自己去糾正和補(bǔ)充錯(cuò)誤的或片面的認(rèn)識(shí)。下面，筆者結(jié)合碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用一課的教學(xué)，談?wù)劷?gòu)主義理論的具體運(yùn)用。3 課堂實(shí)錄環(huán)節(jié)一：Na2CO3的性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)引入】神奇的去污劑Na2CO3【師】Na2

6、CO3俗稱蘇打或純堿，為何它不是堿卻俗稱純堿？猜測(cè) Na2CO3水溶液的酸堿性并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！旧靠赡艹蕢A性，通過酸堿指示劑或pH試紙即可驗(yàn)證。【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】取碳酸鈉溶液，滴加酚酞，溶液變紅。【師】從鹽類通性的角度分析，Na2CO3能和哪些物質(zhì)反應(yīng)？【生】1.能和酸反應(yīng)生成CO2；2.能和某些堿、鹽【如Ca(OH)2、CaCl2】反應(yīng)【師】很好，還有嗎？【生】【師】1.知識(shí)回顧：向澄清石灰水中通入二氧化碳直至過量的現(xiàn)象和原因分析。2.知識(shí)遷延：(1)向氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳直至過量的產(chǎn)物和原因分析。 (2)常溫下，向Na2CO3溶液中通入CO2的化學(xué)方程式?！旧?.先變渾濁（生成CaCO

7、3），后又變澄清【生成Ca(HCO3)2】2.（1）先生成Na2CO3，后生成NaHCO3；（2）Na2CO3 + CO2+ H2O =2NaHCO3環(huán)節(jié)二：Na2CO3與NaHCO3的PK 【師】NaHCO3俗稱小蘇打，一個(gè)蘇打、一個(gè)小蘇打，這“兄弟”倆可得好好PK一下，第一回合比比物理性質(zhì)溶解度【PPT】百度知道：碳酸鈉、碳酸氫鈉溶解度【生】結(jié)論：相同溫度下，碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉【師】常溫下，向飽和Na2CO3溶液中通入CO2，分析可能出現(xiàn)的現(xiàn)象及原因【生1】現(xiàn)象：產(chǎn)生大量沉淀；原因：NaHCO3溶解度更小【師】很好，還有其他原因嗎？【生2】反應(yīng)的發(fā)生使溶劑水變少了，這也是一個(gè)原因【

8、生3】還有，這是一個(gè)化合反應(yīng)，溶質(zhì)的質(zhì)量更大了【師】很好，溶劑的減少、溶質(zhì)質(zhì)量的增大、溶解度又變小，“三管齊下”，造成大量晶體析出。【過渡】生活中，我們常聽到“蘇打”一詞，如蘇打水、蘇打餅干（學(xué)生桌面已備有）等；你知道蘇打餅干中“蘇打”一詞指的是哪種物質(zhì)嗎？【生】閱讀包裝袋，發(fā)現(xiàn)是小蘇打NaHCO3【師】蘇打餅干在制作中為何加入NaHCO3？讓我們從實(shí)驗(yàn)中找到答案【演示實(shí)驗(yàn)】Na2CO3、NaHCO3熱穩(wěn)定性比較，請(qǐng)同學(xué)描述現(xiàn)象，并根據(jù)產(chǎn)物書寫NaHCO3分解的化學(xué)方程式【生】現(xiàn)象：加熱Na2CO3無明顯現(xiàn)象；而NaHCO3固體會(huì)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體CO2，同時(shí)試管內(nèi)壁附有液體，我猜

9、是水。化學(xué)方程式：2NaHCO3 Na2CO3 + CO2+ H2O【師】蘇打餅干在制作中為何加入NaHCO3，這下你清楚了嗎？由此我們發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定性 Na2CO3NaHCO3，第二回合依舊是“哥哥”勝出，PK仍在繼續(xù)，下面請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來比一比【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】1.用pH試紙分別測(cè)定等濃度的Na2CO3、NaHCO3兩溶液的pH值2.取等濃度等體積（1-2mL）Na2CO3、NaHCO3溶液，分別滴加一滴管等濃度的鹽酸，觀察并比較反應(yīng)的劇烈程度【生】1.兩者溶液都呈堿性，且物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，Na2CO3的pH值比NaHCO3大 2. 兩者都能與鹽酸反應(yīng)放出CO2氣體，相同條件下，NaHCO3與酸

10、反應(yīng)更劇烈【師】很好，剛才我們分別從水溶性、溶液的酸堿性、熱穩(wěn)定性、與酸反應(yīng)等四個(gè)方面對(duì)兩者進(jìn)行了比較。請(qǐng)同桌同學(xué)討論，根據(jù)今天所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體呢？【生1】加熱固體，產(chǎn)生能使石灰水變渾濁的無色氣體的是碳酸氫鈉【生2】與等濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)更劇烈的是碳酸氫鈉【生3】配成同等濃度測(cè)pH值，pH值相對(duì)大的是碳酸鈉溶液【生4】溶解并加氯化鈣溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是碳酸鈉【師】引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)兩者性質(zhì)差異來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，關(guān)注方案的多樣性、科學(xué)性和簡(jiǎn)易性等環(huán)節(jié)三：Na2CO3與NaHCO3的用途與來源【師】大家有沒有聽說過重要的化工原料“三酸兩堿”呢？其中兩堿之一便是純堿碳酸鈉

11、。下面請(qǐng)大家閱讀課本第52頁，總結(jié)碳酸鈉、碳酸氫鈉的用途。【生】碳酸鈉在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有廣泛的用途；碳酸氫鈉是發(fā)酵粉的主要成分，在醫(yī)療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑。【師】很好，純堿的用途遍及衣、食、住、行各個(gè)領(lǐng)域，那工業(yè)如何獲得純堿呢？這里就不得不提及令國(guó)人倍感驕傲的侯氏制堿法。請(qǐng)大家閱讀課本第53頁拓展視野，并將流程圖補(bǔ)充完整：【PPT】【生】閱讀并完成流程圖【師】1933年，侯德榜將十年間得到的制堿經(jīng)驗(yàn)撰寫專著純堿制造免費(fèi)公布于眾，打破了當(dāng)時(shí)索爾維集團(tuán)的技術(shù)壟斷，為世界其他各國(guó)發(fā)展制堿技術(shù)作出了重大貢獻(xiàn)。同學(xué)們，侯德榜先生不計(jì)私利、服務(wù)人民的

12、精神值得我們學(xué)習(xí)，更需要我們繼承，希望大家好好學(xué)習(xí)，將來像侯先生一樣，用知識(shí)為人類造福！4 課例分析下面，筆者從三個(gè)方面談?wù)劚菊n中如何引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)體系：4.1滲透觀念教學(xué)，注重概念整合 元素化合物知識(shí)編排在物質(zhì)的分類、離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)之后，其用意非常清楚，讓學(xué)生利用分類觀分析酸性氧化物、堿性氧化物、酸、堿、鹽的通性，舉一反三、觸類旁通。通過微粒觀分析物質(zhì)組成及微觀結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)其具有的性質(zhì)，體現(xiàn)自然科學(xué)的邏輯性，克服“死記硬背”，并為元素周期律打下基礎(chǔ)。化學(xué)方程式的書寫是高一學(xué)生比較頭疼的事，而其中較難的多為氧化還原反應(yīng)，充分利用價(jià)態(tài)（電子）守恒、原子守恒及電荷守恒進(jìn)行產(chǎn)物分析及配平

13、，就能避免許多的機(jī)械記憶。方程式的書寫及配平方法掌握了，元素化合物知識(shí)難點(diǎn)就突破了，并為“化學(xué)反應(yīng)原理”中“電化學(xué)知識(shí)”的學(xué)習(xí)儲(chǔ)備了思維和方法。離子反應(yīng)同氧化還原反應(yīng)一樣是重要的化學(xué)用語和工具，也要不斷運(yùn)用于元素化合物知識(shí)的教學(xué)中，讓學(xué)生理解反應(yīng)的本質(zhì)，為學(xué)好“化學(xué)反應(yīng)原理”中“電解質(zhì)溶液”積累感性素材。 本課中，教師主要滲透了物質(zhì)的分類觀：引導(dǎo)學(xué)生從鹽類通性的角度預(yù)測(cè)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)，符合學(xué)生的認(rèn)知水平；通過二氧化碳與澄清石灰水的現(xiàn)象及原因類比遷移至二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)，自然引出重點(diǎn)內(nèi)容由碳酸鈉到碳酸氫鈉的轉(zhuǎn)化。4.2運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段、培養(yǎng)多種能力教育學(xué)家蒙臺(tái)梭利曾說：“聽過的，我會(huì)忘記；見

14、過的，我會(huì)記得；而做過的，我才理解”，我國(guó)著名化學(xué)家傅鷹先生也曾說過：“化學(xué)是實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，只有實(shí)驗(yàn)才是最高的法庭。”元素化合物知識(shí)作為陳述性知識(shí)，其學(xué)習(xí)的心理表征為：感知外界刺激和信息感覺記憶，復(fù)述短時(shí)記憶，進(jìn)而編碼、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和提取等加工過程長(zhǎng)時(shí)記憶。中學(xué)化學(xué)認(rèn)知方式的特點(diǎn)是從宏觀現(xiàn)象入手，在微觀層次做分析研究，借助化學(xué)符號(hào)系統(tǒng)做描述。特別是元素化合物知識(shí)中物質(zhì)的性質(zhì)及其變化的現(xiàn)象觀察和實(shí)驗(yàn)探究，是形成知識(shí)表象的重要途徑。 本課中，教師設(shè)計(jì)了一次實(shí)驗(yàn)引入（純堿去油污）、一次演示實(shí)驗(yàn)（碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性對(duì)比）、一次學(xué)生實(shí)驗(yàn)（等濃度碳酸鈉和碳酸氫鈉的酸堿性及與酸反應(yīng)劇烈程度的對(duì)比），這幾乎涵蓋了本堂課所有學(xué)習(xí)重點(diǎn)，且操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，起到了良好的效果。4.3以問題解決加深對(duì)知識(shí)的理解與記憶 在學(xué)生得出碳酸鈉與水、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉的性質(zhì)后，老師及時(shí)給出兩者的溶解度對(duì)比，并順勢(shì)提出問題：常溫下，向飽和Na2CO3溶液中通入CO2，分析可能出現(xiàn)的現(xiàn)象及原因。此外，在對(duì)碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)進(jìn)行多方對(duì)比之后，又提出問題：能否根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來區(qū)別碳酸鈉和碳酸氫鈉固體？在對(duì)比中完成對(duì)碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的構(gòu)建、即使是一般了解性的知識(shí)侯氏制堿法、碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途