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2018年11月，笔者有幸观摩了福州高级中学庄阳彬市级骨干教师执教的“镁的提取与应用”省级示范课。本节课主要包含镁的用途、镁的提取、镁的性质及保存四部分内容。由于知识点多，课堂容量大，本文选取最精彩的前两部分进行评述。庄老师以数据引路，结合问题教学法和类比迁移法，将“证据数据化，知识问题化，问题情境化”，层层递进，步步深入，让学生深刻体会到物质制备及工业生产流程设计的一般思路，并且在教学过程中使学生的化学核心素养得到发展。 两组患者术后呼吸道感染发生率无统计学差异。清醒镇静麻醉方案保留了患者自主呼吸和生理反射，故没有患者发生术后呼吸道感染症状。虽S组患者麻醉后进行了气管插管和机械通气，但呼吸道感染的发生主要与术中机械通气及带管时间相关。研究中全麻患者机械通气时间约为2小时，短时间尚不至引起较多患者出现并发症。 一、教学设计概述庄老师以“镁在生产生活中的应用”引入新课，自然过渡到“镁的制备”。通过图片、数据表格展示，以及问题驱动和类比迁移等措施完成知识的建构。最后引导学生用物质的转化来表示“海水提镁”流程图，达到归纳梳理，知识升华的教学效果。具体过程如下： ［提问］“镁”字怎么写？ ［PPT1］展示“镁”的字形。 ［过渡］由“镁”的字形不难看出，镁有“美丽的金属”之意，它的美不仅表现在外在美，更重要的是内在之美。 思想性是作品的生命，是作品的意义和价值所在。当然，作品也少不了艺术性，但相比而言，思想性理当排在第一位。思想性常常伴随现实针对性，是对问题原因和实质的思考，看得准、开掘深，给人以警觉和启迪。没了思想性，难免沦为无病呻吟甚或小玩闹，为读者所不屑。 ［PPT2］展示火箭、导弹、手机、自行车及跑车等镁合金制品的图片。 ［提问］这些用途利用了镁及其合金的哪些性质？ ［小结］金属镁质轻；镁合金的强度高，机械性能好。金属镁享有“国防金属”的美誉。 充分利用鸿图嶂丰富的观赏植物资源及独特的自然风光，结合八乡山旅游区建设的契机，推动鸿图嶂生态旅游的发展，达到生态保护与经济效益双收的目的；同时开展科普教育，提高人们对植物的保护意识。开展中草药的繁殖研究，充分利用杉木林、竹林等经济林进行中草药的自然种植，增收的同时减少对野生植物的破坏。开展优良观赏植物的引种工作，收集种子进行引种驯化，对于引种表现良好的植物开展无性扩繁，建立优良苗木资源圃；对于观赏价值极高的珍稀濒危植物采取重点保护。 ［设问］金属镁与我们的生活关系如此密切，那我们如何制取金属镁？ ［PPT3］展示菱镁矿等含镁矿石图片及海水中几种氯化物的含量柱状图，并指出海水中MgCl2的含量大约为0.06mol∙L-1，为下一步实验探究做好铺垫。 ［追问］如何从海水中获得金属镁？ 你是了解我的小兰，我真的被李老黑暗算了，要不我怎么会办那样不要脸的事。我还怀疑，那天是李老黑把我灌醉后给拖过去的。再说，我已经醉成了一摊烂泥，就是真的跟李金枝钻了一个被窝，我也不敢对她怎么样啊。小兰，我可是清白的，你要相信我。你要不相信，我真是跳进黄河洗不清了。 ［分组实验］如表1所示。 近年来，随着国外先进饲养理念的输入，国内也开始了应用信息化管理的饲喂方法[3]。新型的饲喂方法由饲喂控制系统和饲喂设备共同完成。首先要给每只猪一个固定的身份，由耳标进行识别，然后在电脑中存入它的年龄、体重、孕期以及健康状况等相关信息；在饲喂过程中则可根据这些信息决定个体的进食品种和进食量，通过饲喂设备来完成食物供给和饲喂过程下一步信息的采集，同时把这些信息反馈给信息管理中心，实现对母猪的科学化管理。由于这种养殖模式刚刚起步，饲喂控制系统和设备都需要不断完善。 表1 探究Mg（OH）2的生成条件  编号1编号3编号2滴加2mL 3mol·L-1 NaOH溶液images/BZ_68_2033_1839_2052_1884.png滴加2mL 3mol·L-1 NaOH溶液滴加2mL澄清石灰水实验步骤2mL 0.06mol·L-1 MgCl2溶液2mL 3mol·L-1 MgCl2溶液2mL 3mol·L-1 MgCl2溶液实验现象结论略有浑浊MgCl2或OH-浓度太小，现象不明显产生白色沉淀无明显现象 ［过渡］实验表明，海水中直接加沉淀剂并不容易获得沉淀。因此，加沉淀剂之前必须对镁进行富集。 ［追问］如何富集Mg2+? ［结论］海水进行蒸发，分离出粗盐，从留下的母液中提取镁。 ［提问］Mg2+转化为什么沉淀比较合适？你的理由是什么？ ［PPT4］展示表2。 一、清理果园，有些果农对这一做法不够重视，至使在残枝落叶中寄生的病菌虫卵继续滋生，严重影响了果树的生长，开春前清扫园内杂草，枯枝残叶，并进行焚烧，苹果在萌芽前剪掉病枝，虫枝，破伤枝。远离果园外进行销毁。 表2 25℃时几种常见的镁化合物的溶解度  物质溶解度（g/100g水）MgCl2 54 MgSO4 33 MgCO3 0.011 Mg（OH）2 0.0029 ［对比小结］Mg（OH）2溶解度最小，转化为Mg（OH）2最合适。 例如在教授三视图的画法的时候，首先不要直接将三视图的画法灌输给学生，而是利用小正方体让学生搭出一个立体图形，然后让他们分别站在正面，左面来看，再从上面俯视这个图形，这样我们不仅理解三视图的画法的由来，也完成了从实验操作转化为抽象的数学思维的过程，从而使学生的思维从感性上升到理性。 ［追问］沉淀剂如何选择？你的理由是什么？ ［PPT5］展示表3。 表3 几种常见试剂的市场价格  试剂价格（元/吨）浓盐酸600浓硫酸550 KOH 6160 NaOH 2300 Ca（OH）2 580 Na2CO3 3700 ［小结］Ca（OH）2价格最低，选择Ca（OH）2最佳。 ［引导］类比Na、Fe、Cu的冶炼，试分析冶炼镁的可能方法。  ［追问］电解水溶液还是熔融盐？电解何种物质？选择依据是什么？  ［追问］为了做出抉择，你还需要什么信息？ ［PPT6］展示表4。 表4 几种镁的化合物的熔点  物质熔点（℃）MgO 2800 MgSO4 1124 MgCl2 712 Mg（OH）2 280℃时分解 ［小结］MgCl2熔点低，电解时能耗低，对设备要求低，因此，选择电解熔融MgCl2。 ［PPT7］展示从海水中提取镁的流程图（图1）。  图1 从海水中提取镁的流程 ［学生活动］根据上述流程图写出各步反应的化学方程式。 监测输液正常的关键指标之一: 输液液滴的状态,液滴的快慢代表着输液的不同状态。图2为液滴信号监测示意图。红外对管是检测输液液滴的关键器件。图3是实现输液液滴监测的具体实现电路。 ［评价与小结］对学生完成情况进行投影展示，加以评价。并展示完整的反应过程。 ［提问］为什么海水中已有MgCl2，我们却要加碱转化为Mg（OH）2，再加酸变回MgCl2？ ［讨论后小结］解决浓缩和提纯问题。 ［学生活动］从物质转化的角度来表示镁的提取的工业流程图。 ［展示与评价］对学生完成情况进行投影展示，并加以评价。 ［PPT8］展示镁的工业生产流程图（图2）。  图2 镁的工业生产流程图 ［知识拓展］目前从海水提取镁的主要是美国、日本及欧洲的一些国家，而我国陆上镁矿资源丰富，如天然菱镁矿（MgCO3）储量就占世界总储量的60%以上，产量也居世界首位，因此镁及镁的化合物的来源主要靠陆地解决，过程是： 除三个“三分之一”的升级路径外，杨三可还补充概括道，在从传统制造业向中高端制造和生产服务业的升级过程中，瓮福还将实现三个“二”的转型。即实现“产业+资本”的双轮驱动；实现供给端和市场端的两端协同发力；实现“化工+肥料”的双产业驱动。  请从可持续发展的角度分析哪种方法更符合未来的发展。 二、课堂观察与教学评析“‘镁’字怎么写？”看似一个简单的问题，实则引发学生的无限遐想，把学生的注意深深地吸引到课堂之中。学生在这个问题的指引下，轻松地进入到新课的学习。 1.创设生活情境，引入新课教学 通过展示学生生活中常见的手机外壳、自行车架、跑车车架以及火箭、导弹部件，使学生认识到镁原来离我们的生活这么近，镁有如此广泛的用途，体验镁的内在之美。从而对新课的学习产生强烈欲望，学生的学习热情被充分调动起来。整节课上，全班同学积极思考，踊跃发言，全神贯注地投入到课堂活动之中，深度融入课堂教学。 2.问题导向教学，重视能力培养 目前研究者已经通过自然选育和诱变育种筛选出具备高产量和高产率的优良酵母菌菌种，并且优化了发酵工艺，进一步提高了赤藓糖醇的产量。但是高渗透压对酵母菌合成赤藓糖醇影响机理的研究依然停留在相关蛋白质水平,后续可以结合基因工程和代谢组学深入研究，鉴定其中涉及的酶及基因，对酵母菌合成赤藓糖醇的代谢途径进行更加精准的调控，提高赤藓糖醇的产量。 庄老师将本节课设计成若干个问题，问题之间环环相扣，步步深入，脉络清晰地将教学思路呈现在学生面前，学生在这些问题的解决过程中逐步达成对知识由浅到深的全面理解［1］。建构主义认为，问题可以为知识的建构指明思维方向并提供动力。以问题为中心，让学生通过积极的思维来解决问题，不仅学会了知识，还掌握了方法，形成了能力。 庄老师在问题的设计过程中，重视以下几点：（1）启发性。每个问题都紧扣教学主题，启发学生积极思考，让学生对学习任务形成清晰思路。（2）关联性。注意问题间的内在逻辑，问题层层递进，步步深化，让学生置身于真实的问题情境之中，在问题的解决过程中逐步达成对“海水提镁”流程的建构，在此基础上提炼出“物质制备”的一般认识思路，并用流程图的形式对这一认识思路显性化，学生按此思路就能进行知识迁移，对其它物质的制备进行推理判断。（3）层次性。先提出低层次问题，再抛出较深层次的问题。比如“电解水溶液还是熔融盐？电解何种物质？选择依据是什么？”先提问“是什么”，再追问“为什么”。让学生不仅了解问题的表面，还认识问题的本质。 3.深度把握得当，利于学生理解 在讲到六水合氯化镁晶体制无水氯化镁时，提到“在HCl气氛中加热”，但只点到为止，并未深入解释为什么要这样做。这样有效把握了教学的深度，有利于学生的理解接受，又为学生留下了一定的想象空间，有助于激发学生进一步探索的欲望。 4.提供信息资料，增强感性认识 直到1922年，张作霖听人说大内高手宫宝田尚在人间，于是派了两个人来请他出任武术教官。宫宝田到底是不愿一身功夫埋没，于是就去给张作霖当了贴身保镖。这也是《一代宗师》中把他塑造为东北人的原因，事实上他是山东人，只是曾经在东北工作过而已。 由表2可见,在治疗前,两组Lysholm评分比较差异无统计学意义(P>0.05),组间具有可比性,治疗后,两组组内Lysholm评分比较差异具有统计学意义(P<0.01),说明两种方法均能改善患者的症状和功能;两组Lysholm评分组间比较,差异具有统计学意义(P<0.01),且针刀组治疗后评分增加的更多,说明针刀松解术在改善KOA症状和功能方面效果更好。 庄老师在本节课上引用了大量的图片、图表等资料，如镁及其合金的应用图片，镁矿石图片，海水中几种物质的含量柱状图，从海水中提镁的流程图，还有三张数据表格（溶解度对比表、试剂价格表和熔点对比表）。为学生提供了丰富的直观材料，创设真实的情境，增强了学生的感性认识，也为问题的解决提供了充分证据。 三、教学实施效果感悟这是一节问题驱动与核心素养导向的“物质制备”课，在庄老师的巧妙设计和精心组织下，取得了很好的教学效果。具体体现在以下几个方面： 1.整合原有知识，巧用类比迁移 本案例中所遇到的维修资料与实际不符的问题，相信许多汽修同行也经常在日常维修工作中也遇到过，特别是电子软件系统内部查询时经常出现错误。顺便强调一点：电子软件查询系统对车辆信息的准确性要求非常高，如车型、发动机型号、变速器型号、生产年款、是否增加配置等，只要有一项不准确，查询到的资料可能就不正确，因此，我们在使用电子软件系统查阅资料时，一定要仔细、谨慎地输入正确的车辆信息，只有这样才能找到正确的维修资料。 在讲到镁的冶炼时，庄老师并没有直接给出电解熔融氯化镁，而是利用学生已知的金属钠、铁、铜的冶炼方法，通过类比迁移以及不同方法的优劣对比分析，得出镁的最佳冶炼方法——电解氯化镁的熔融物。在此过程中，学生分析问题、解决问题的能力获得提升，思维能力得到发展。同时增强了学生的经济意识、成本意识，培养学生正确价值观和社会责任感。 2.素养导向教学，发展核心素养 庄老师在传授化学知识的过程中，十分重视化学学科核心素养的培养。具体表现在：（1）通过学生分组实验，对比不同浓度的氯化镁溶液与不同的碱溶液反应现象的差异，理解氯化镁溶液与碱溶液反应的本质。培养学生从问题出发，积极进行实验探究，激发学生勤于实践，善于合作，勇于创新的精神，体现了科学探究和创新意识的培养。（2）学生分组实验的结果也验证了为什么不在海水中直接加沉淀剂，而要富集后再加沉淀剂的原因，体现了“证据推理”的核心素养培养。（3）通过展示“三表”，为学生提供必要的数据信息，学生在分析对比表中数据的过程中，自然找到解决问题的答案。以数据说话，再次凸显了“证据推理”的学科核心素养培养。（4）通过“海水提镁”的学习，使学生初步提炼出物质制备的一般流程“富集→提纯→冶炼”，形成认知模型，培养学生“模型认知”的核心素养；同时，也让学生认识化学学习的社会价值，培养社会责任感。（5）最后的“拓展知识”，不仅开阔了学生的知识视野，还能增强学生节约资源、保护环境的可持续发展的意识，培养学生的科学态度与社会责任。（6）指导学生从物质转化的角度来表示镁的提取工业流程图，在此过程，教师提供初始示范，让学生顺着老师的示范完成剩余部分，也体现了核心素养导向教学。 3.及时反馈评价，体现“教、学、评”一体化 海水提镁过程中反应方程式的书写以及流程图的绘制，是学生思维方法的外显，课堂上对学生的习作及时展示反馈，加以恰如其分的点评，可以对学生的学习质量和化学学科核心素养的发展水平给予准确把握，有助于学生巩固学习成果，修正思维偏差，达到“教、学、评”一体化。 在化学教学实践中，教师要充分认识化学核心素养对学生终身发展的重要性，有目的、有计划地进行素养为本的教学设计［2］。唯有这样，化学课堂教学才能真正实现从教书走向育人，通过化学课堂教学促进学生化学核心素养发展［3］。 参考文献 ［1］李琳.“物质的分类”教学中分类观培养的实践探索——基于一节名师示范课的观察与思考［J］.福建基础教育研究，2015（11）：55-56 ［2］ 胡先锦，胡天保.基于发展学科核心素养的高中化学教学实践与思考［J］.中学化学教学参考，2016（7）：4-7 ［3］ 张贤金，吴新建.一堂化学好课需要关注四个基本维度问题［J］.化学教与学，2017（9）：7-9 |
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