情境素材选择与利用的探究与思考

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摘 要：从科学性和真实性的原则出发，通过实例提出并探讨了目前在教学过程中情境素材选择和利用方面存在的一些问题。

关键词：情境素材；科学性；真实性

“提高学生的科学素养”是当今国际科学教育的中心议题，也是化学新课程标准的理念。在这一理念的指导下，新课程提倡在“课程内容”的相关主题中设置“可供选择的学习情境素材”（包括化学史料、日常生活中的化学现象和化学事实等），以帮助教师更好地实施课程教学，更充分地调动学生学习的主动性和积极性，并帮助学生理解学习内容。因此，教师非常重视教学情境的创设，但是在对情境素材的选择和利用素材的过程中常常存在一些问题，下面就与大家探讨在实际教学过程中遇到的问题。

一、对情境素材的选择应具备真实性

化学与生活联系紧密，从化学在实际生活中的应用入手选择情境素材引导学生发现问题，展开讨论，从而提出解决问题的思路，既可以帮助学生实现知识的迁移和应用，也能激发学生的探索和求知欲，提高课堂教学的有效性。但在实际教学中，常常会发现某些背景素材的选择本身就缺乏真实性。如2011年福州中考化学试卷第13题中以“自热米饭”作为背景素材，该题对于自热米饭的原理如此描述：“该自热米饭是利用发热包中的生石灰与水反应放出热量来进行加热……”笔者也曾试图将探究“自热米饭”的成分与发热原理作为问题情境进行某节课的教学设计。然而当本人购买“自热米饭”的发热包进行实验的过程中，却发现反应后得到的溶液并未检测出氢氧化钙的存在。对此通过实验探究认为市面上所用的“自热米饭”发热包主要成分可能为铁粉、镁粉、炭粉和氯化钠等混合物，其发热原理主要是铁粉、镁粉在以氯化钠作为电解质的溶液中构成微小的原电池放热的过程，而非简单的生石灰与水反应放热。

在越来越注重情境教学的今天，为了追求新颖有趣，材料失实的情况屡见不鲜，这对提高学生的科学素养，形成科学的世界观是不利的。伪造的情境是不符合新课程理念的，应坚决摒弃。

二、对化学现象的解释应符合客观事实

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学。它所研究的每一种物质的性质与它所发生的变化都应该符合客观事实，不能出现科学性错误。但在教学过程中常常会遇到对所选学习情境素材中化学现象的解释不符合客观事实的问题。如，在“蛋白质的性质”的相关练习中常会出现“卤水点豆腐”的情境素材，通常对此解释是属于蛋白质的盐析，此素材很多时候也被教师用于情境的创设，然而“卤水点豆腐”真的属于盐析过程吗？目前豆腐制作的一般方法是将生豆浆加热变性后加入一定量的凝固剂，形成具有三维网络结构的凝胶产品。传统上用作豆腐凝固剂的物质包括氯化镁、硫酸镁、氯化钙和硫酸钙等二价金属盐或酸性物质，前者即是我们所说的盐卤。在制作过程中通过加热可以使生豆浆中的球蛋白质由原来的球状结构展开形成松散的线性大分子，这一过程是蛋白质的变性过程。而加入盐凝固剂的过程是否是盐析这一点有待商榷。漆定坤等人在研究大豆蛋白凝固机理的过程就对此表示了质疑，他认为盐析需要相当高浓度的盐，而豆浆凝固时盐凝固剂的浓度相当低。而且豆腐属于蛋白质凝胶而非沉淀，盐析这种假说也不能解释蛋白质胶凝与沉淀之间的区别。对于“点卤”的过程，提出离子桥学说似乎更合理，他们认为加热可以使蛋白质分子展开形成蛋白质丝状体，而钙离子的加入可以在相邻蛋白质分子间起到桥联的作用，从而减少带电丝状体之间的静电排斥作用并使它们发生聚集，这种学说在学术界不止一次被提及。总之，豆腐形成的机理较为复杂且尚无定论，因此将其简单地看做盐析过程缺乏一定的科学性。

在教学过程中选择与生活相关的情境素材固然可以促进学生在自然的学习情境中利用已学知识解决问题，实现知识的内化与迁移。如果一味用已有知识生搬硬套，显然违背了科学性原则。

三、对化学史料的利用应符合科学性

化学史作为一种重要的教学手段，不仅可以加深学生对化学知识的理解，还可以培养人文精神，树立辩证唯物主义的世界观。如在“构成物质的基本微粒”这节内容中，九年级上册沪教版化学教材以历代科学家对原子结构探索的历史作为学习情境素材，尤其强调了卢瑟福的原子结构模型。苏科版八年级下册物理教材也有如此描述：“卢瑟福用巧妙的试验方法收集到原子内部信息，建立了类似行星绕日的核式结构模型”，这一化学史料形象生动地帮助学生理解原子的结构，但是对于史料的分析仅止于此的话，就会使学生对电子的运动状态形成错误认知，他们会认为电子的运动就如行星绕日一般。而事实上如今我们早已通过实验证实了电子的波粒二象性，并用量子力学取代经典力学建立了电子云模型。由于微粒粒子的波粒二象性，当能量一定时，确切地描述电子处于空间某个位置是没有意义的，因此不能再用经典力学中的轨道概念（ψ）描述电子的运动，而应更准确地用（ψ2）来表示电子在原子空间的某点附近单位微体积内出现的概率。因此，简单将电子的运动状态描述为行星绕日是不科学的，当然考虑到九年级学生的认知水平，电子云模型毫无提及的必要，然而为了有助于学生的理解而强调错误的概念更加不可取。

知识体系的构建是具有一定层次的，而考虑到知识的系统性和学生的认知水平，初中化学教学具有阶段性和一定的局限性。当教学的可接受性与科学性相互制约时如何处理两者的关系至关重要。在此过程中科学性必须占首位，这是由化学科学本身的严密性所决定的。对此一般可采取简化、回避和迂回的处理以适应学生的知识水平和接受能力，并保持一定条件下知识的相对严谨。

总之，在实施教学的过程中，要着眼于学生未来的发展，无论是对于情境素材的选择还是利用都必须遵循客观事实。在化学教学中，教师应根据新课程标准的要求，处理好情境素材与教学内容之间的关系，创设真实、科学的情境引导学生在解决问题的过程中促进认知的协调发展，形成化学的基本观念，理解科学的本质，从而提高他们的科学素养。

参考文献：

[1]周改英.高中化学公开课的问题与思考[J].中学化学教学参考，2012（09）：8-11.

[2]大连理工大学无机化学教研室.无机化学[M].4版.北京：高等教育出版社，2003：225.